مقاله و تحقیق دانشجویی

توضیحات :

تحقیق روشهاي سنتي اصلاح نباتات مبتني بر دستكاري ساختار ژنتيكي در 121 صفحه در قالب Word قابل ویرایش.

بخشی از متن :

فصل اول

مقدمه:

روشهاي سنتي اصلاح نباتات مبتني بر دستكاري ساختار ژنتيكي گياه كامل و از طريق توليد جنسي است. در سالهاي اخير روشي براي دستكاري ژنتيكي در سطح سلولي پيدا شده است كه روشهاي اصلاحي را بطور منحصر بفرد كامل مي كند. موجوديت پيدا كردن روشهاي كشت بافت و سلول را مي توان به پيشرفتهاي ناشي از دانش كشت سلولي و زيست شناسي مولكولي دانست (4 و 51)

بيوتكنولوژي يا فناوري زيستي مجموعه اي از فنون را تشكيل مي دهد كه امكان بكارگيري، توانايي و كارآيي سلولهاي موجودات زنده اعم از حيواني يا گياهي را فراهم مي سازد. در سالهاي اخير با انجام تحقيقات متعدد در حوزة بيوتكنولوژي كشاورزي اين بخش داراي جايگاه مهم و باارزشي شده است و اين امكان را در رابطه با گياهان زراعي فراهم نموده است كه بسيار مطالب كارآتر از روشهاي كلاسيك اصلاح نباتات با استفاده از تكنيكهاي مختلف از قبيل دست ورزي ژنتيكي (Genetic manipulation)، كشت بافت و سلول گياهي در شرايط In Vitro و غيره، گياهاني با سازگاري متناسب تر و بيشتر به شرايط محيطي و همچنين سازگار با نياز انسانها توليد نمايد.

تكنيك كشت بافت و سلول گياهي در شرايط In Vitro ازجمله فنون بيوتكنولوژي است كه كاربرد آن به اوايل سالهاي 1950 مي رسد. بر اساس اين تكنيك، سلول گياهي يا بافت از اندامهايي مثل ريشه، ساقه، برگ و گل آذين يا هر اندام ديگري از گياه جدا شده و در شرايط كاملاً استريل و گندزدايي شده، در درون لوله هاي آزمايش محتوي محيط غذايي مصنوعي قرار گرفته و با تأمين نيازهاي نوري و حرارتي مناسب تبديل به يك گياه كامل مي گردد. اين تكنيك همانطور كه اشاره شد امكان توليد هزاران گياهچه مشابه گياه مادري را در مدت زمان بسيار كوتاهي و در فضاي فيزيكي بسيار محدودي فراهم مي‌سازد كه با انتقال اين گياهچه ها به سطح گلخانه و مزرعه توليد انبوهي از گياهان مورد نظر را مي توان باعث شد. در اصلاح نباتات با استفاده از تكنيك كشت بافت و نيز توليد كالوس يا گياهچه ها در مقياس وسيع و انجام گزينش در بين نمونه ها مي توان از ارقام مقاوم به استرسهاي محيطي را توليد نمود. فنون فوق فرصتهاي مناسبي در بخشهاي مختلف تحقيقاتي، اقتصادي بوجود آورده است كه با تقويت بخش دولتي و فعال نمودن بخش خصوصي كارايي اين بخشها را براي تأمين و توليد محصولات اساسي كشور را، بطور قابل ملاحظه اي مي توان افزايش داد. (51 و 98)

تاريخچة اهميت كشت بافت:

مفهوم كشت بافت گياهي خلاصة عبارت كشت پروتوپلاست گياهي، سلول گياهي، بافت و كشت اندام گياهي است. كشت بافت و سلول گياهي بر اساس نظرية شوان مبني بر دارا بودن خاصيت توتي پوتنسي سلولها پايه گذاري شد. توتي پوتنسي خاصيتي است كه بر اساس آن يك سلول داراي توان تبديل شدن به موجود كامل است. در سالهاي اخير، تكنيك كشت بافت گياهي به يك ابزار بسيار قدرتمند براي تكثير و اصلاح بسياري از گونه هاي گياهي تبديل گشته است. اين تكنيك با ابراز نظرية گوتليب هابرلاندت در مورد خاصيت توتي‌پوتنسي در سلول گياهي در آغاز قرن بيستم آغاز گرديد. هارلاند پيشنهاد نمود كه روشهاي جداسازي و كشت اندام گياهي بايد توسعه يابد و ادعا نمود كه اگر محيط و مواد غذايي سلولهاي كشت شده، دستورزي شده باشند، آن سلولها بايد صفات ارثي مربوط به مراحل رشد و نموي گياه اوليه را تكرار نمايمد. ديدگاه هابرلاند در حقيقت قابل توجه بود زيرا وي حتي بيان داشت كه خارج از سلولهاي سوماتيكي زنده، جنينهاي مصنوعي به صورت غير جنسي رشد و نمو مي يابند.(5) احتمالاً وايت نخستين كسي بود در سال 1954 مسئله كشت سلولي را به روشني بيان كرد. او بيان داشت كه تفاوتهاي بين سلولهاي ديگر در آن ارگانيسم مي باشد. لذا امكان دارد بتوان با جدا نمودن سلول، پتانسيل نهفته توتي پوتنت را به آنها بازگردانيد. البته احتمال دارد كه اين خاصيت در سلول براي هميشه از دست رفته باشد. اسكوگ و ميلر در 1957 پيشنهاد نمودند كه اثرات متقابل كمي بين اكسين و سيتوكينين نوع رشد و مراحل مورفولوژيك را كه بايد در گياه رخ دهد، تعيين مي كنند. مطالعات آنها در توتون نشان داد كه نسبت بالاي اكسين به سيتوكسين باعث القاي رشد ريشه مي شود؛ درحاليكه نسبت بالاي سيتوكسين به اكسين باعث القاي رشد ساقه ميگردد، هرچند كه اين الگو پاسخ كلي و عمومي نيست. (1 و 5 و 9 و 98)

دستورزي نسبت اكسين به سيتوكينين در بسياري از گونه ها و جنسها براي ريخت زايي موفقيت آميز بوده است. كارهايي كه توسط مورل[1] (1960) روي ازدياد اركيده انجام گرديده است، آغازي براي كاربرد تكنيك كشت بافت گياهي براي تكثير و اصلاح بسياري از گونه هاي گياهي بود كه منجر به توسعه و گسترش استفاده از محيطهاي كشت جديد با غلظتهاي بالاي نمك توسط موراشيگ و اسكوك[2] گرديد.

در سال 1966 نيز گوها[3] و محشوري[4] امكان ايجاد تعداد زيادي از گياهچه هاپلوئيد از دانه داتوره بوسيله كشت بساكهاي نابالغ را ثابت كردند. (98)

در سال 1970 اولين امتزاج موفقيت اميز پروتوپلاست در محيط كشت تحقق يافت. در همين سال انتخاب موتانهاي بيوشيميايي در شرايط آزمايشگاهي صورت گرفت. در 1974 توليد گياهان هيبريد حاصل از امتزاج پروتوپلاستهاي هاپلوئيد به نتيجه رسيد. (1 و 98)

تحقيقات در زمينه كشت بافت گياهي از سال 1975 به بعد بطور چشمگيري افزايش يافت و از دهة 1980 به بعد به عنوان بخش مهمي از بيوتكنولوژي گياهي مورد توجه بسياري از دانشمندان قرار گرفته است بطوريكه در سال 1977 توسط چلتون و همكاران ادغام موفقيت آميز DNA پلاسميد Ti از Agrobacteriam tumefaciens به گياهان صورت گرفت. (98 و 100)

در حال حاضر كشت بافت به عنوان پيش نياز مهندسي ژنتيك از اهميت ويژه اي برخوردار است. از طرفي كشت بافت بعنوان مكمل روشهاي كلاسيك متداول در اصلاح نباتات بكار مي رود نه جايگزين آن (86 و 100)

اساس گياه شناسي براي كشت بافت:

ظرفيت طبيعي گياهان به منظور تكثير توسط فرآيندهاي غيرجنسي، اساس تكثير در تكنيك كشت بافت است. كشت بافت به سادگي به ما كمك مي كند تا از پتانسيل طبيعي موجود در گياه براي رشد و تكثير استفاده كنيم كه البته تكنيكي بسيار كارآمد و قابل پيش بيني است (62 و 96)

اهداف مورد نياز با استفاده از تكنولوژيهاي جديد كشت بافت و مهندسي ژنتيك:

• تكثير سريع گياهان جهت استفاده در تحقيقات اصلاحي ژنتيكي.
• توليد گياهان هاپلوئيد و داي هاپلوئيد
• ايجاد هيبريداسيون سوماتيكي بين گونه اي و بين جنسي
• ايجاد موتاسيونهاي القايي
• حفظ و نگهداري منابع گياهي از طريق كشت بافت
• انتقال ژنهاي خارجي مطلوب به سلولهاي مورد نياز از طريق كشت بافت و مهندسي ژنتيك
• توليد گياهان عاري از ويروس
• ايجاد لاينهاي مقاوم به امراض و بيماريها
• ايجاد لاينهاي مقاوم به شوري و خشكي
• تهيه لاينهاي مقاوم به علف كشها

فصل دوم

خصوصيات زراعي

فصل دوم

تاريخچه:

طبق نظر واويلوف دانشمند روسي، مبدأ يونجه مركز خاور نزديك آسياي صغير، قفقاز ايران و مناطق كوهستان روسيه است. مركز جغرافيائي يونجه را غالباً كشور ايران مي دانند. بايد گفت كه يونجه مدتها پيش از زماني كه از آن در تاريخ ذكري به ميان آمده است، كشت مي شد و هم اكنون نيز بطور وحشي در اكثر نقاط دنيا رشد مي يابد. مطالعات خانم سينكايا (sinskaya) نشان مي دهد كه يونجه از لحاظ مبدأ داراي دو مركز است. نخستين مركز آن ناحيه كوهستاني قفقاز بود كه ارقام جديد يونجه هاي اروپائي از آن بدست آمده است. دومين مركز مستقل پيدايش را آسياي مركزي مي دانند.

تاريخچه يونجه، سرگذشت مهمترين گياه علوفه اي دنيا و اولين گياه علوفه اي اهلي شده است كه بشر اوليه اهميت و ارزش آن را بعنوان غذاي دام تشخيص داده است. از نظر تكاملي، توجه به كشت يونجه بطور چشمگيري موفقيت آميز بوده است كه علت اين امر شايد وجود سيستم ريشه اي مناسب آن است كه طي قرون متمادي و تكامل همزيستي باكتري ريزوبيوم و ريشه يونجه، گياه يونجه به يك منبع ازت سرشاري دست يافته است كه نياز اين گياه به اين عنصر غذايي را مرتفع مي نمايد. از طرفي ريشه يونجه بعلت عميق و راست بودن، توانايي كافي در جذب رطوبت از اعماق خاك را داراست كه گياه را در شرايط خشكي از خطر نجات مي دهد. همچنين گياه يونجه در اثر خشكي و سرما به حالت ركود و خواب رفته و بعد از وجود شرايط مناسب به رشد خود ادامه خواهد داد. ساقه هاي خزنده يونجه (stolon) و ريشه هاي خزنده زيرزميني (Rizom) و طوقه به خاك نشسته يونجه مقاومت گياه را در مقابل سرما و يخبندان افزايش مي دهد. (6 و 62)

اهميت اقتصادي:

غذاي دامهاي نشخوار كننده، سيستم پيچيده اي را در دنيا از تظر توليد غذائي به نمايش مي‌گذارد. 75 درصد غذاي توليد شده دنيا را حيوانات نشخواركننده مصرف مي كنند.
80-60 درصد غذاي حيوانات نشخواركننده را علوفه تامين مي نمايد. 18 درصد غذاي بشر و 36 درصد از پروتئين مصرفي انسان را علوفه تامين مي كنند و از اين لحاظ بهترين وسيله براي تقويت غذائي بشر مي باشد. يونجه گياهي است كه بيشترين توليد در ميان علوفه ها را در دنيا به خود اختصاص داده است. در دنيا يونجه بعنوان غذاي دام بطور مستقيم بصورت چراگاه و يا در دامداريهاي صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرد و بعنوان منبع هيدرات كربن و پروتئين دام مورد استفاده قرار مي گيرد.

كشور ايران داراي 20 ميليون هكتار زمين قابل كشت است كه ساليانه حدود 10 ميليون هكتار به حال آيش گذاشته مي شود و حدود 5/8 تا 9 ميليون هكتار به زير كشت مي رود. 6/5 ميليون هكتار به كشت گندم و بقيه به ساير محصولات شتوي و صيفي اختصاص دارد كه 284936 هكتار آن را يونجه تشكيل مي دهد. (6 و 64)

[1] - morel

[2] -moraching & skog

[3] -Guha

[4] -Maheshwari

و...

فهرست مطالب :

مقدمه و كليات

تاريخچة اهميت كشت بافت:

اهداف مورد نياز با استفاده از تكنولوژيهاي جديد كشت بافت و مهندسي ژنتيك:

فصل دوم

خصوصيات زراعي

اهميت اقتصادي:

گياهشناسي يونجه:

آب و هوا:

كاربرد بيوتكنولوژي در اصلاح يونجه:

مهندسي ژنتيك:

هيبريداسيون گسترده:

فصل سوم

كشت بافت

بررسي منابع:

كشت بافت يونجه:

انواع كشت بافت گياهي:

كشت سوسپانسيون:

مراحل رشد كشت سلولي:

بذر مصنوعي يونجه و كاربرد آن:

كاربرد بيوتكنولوژي:

پتانسيل بذور مصنوعي:

كاربرد بذر مصنوعي:

امكانات مورد نياز براي كشت بافت و سلول گياهي:

مواد و روشها:

انتخاب ارقام يونجه:

روش تهيه محيط كشت MS:

محيط كشت:

- سترون كردن محيط كشت، ظروف پتري و ساير لوازم:

محيط جنين زايي:

روش تهيه محيط كشت B5:

محيط باززايي:

محيط تبديل به گياه:

محيط كشت سوسپانسيون:

فصل چهارم

بحث و نتيجه‌گيري

بحث و نتيجه گيري:

شكل 2 : كاشت بذر هاي استريل در محيط كشت هورمون دار

بررسي اثر ارقام در رشد كالوسها:

محيط القاء جنين:

بررسي تأثير نوع محيطهاي كشت در جنين زايي:

بررسي تأثير سطوح هورموني در جنين زايي:

بررسي اثر رقم در جنين زايي:

محيط تبديل به گياه:

كشت سوسپانسيون:

بحث و نتيجه گيري و پيشنهادات: