X
تبلیغات
انتشار مقالات کشاورزی و علوم وابسته - اصلاح برنج به روش همجوشی یاخته های غیرجنسی - فردوس عادلی مسبب

انتشار مقالات کشاورزی و علوم وابسته

rashtrice@gmail.com از همه به پاس انتشار مقالات اين وبلاگ با معرفي منبع كوشيده اند تشكر مي كنم.

اصلاح برنج به روش همجوشی یاخته های غیرجنسی - فردوس عادلی مسبب

ترجمه و تنظیم: فردوس عادلی مسبب

توجه: این مقاله در هیچ نشریه ای به چاپ نرسیده است. بنابراین، منبع آن همین وبلاگ می باشد و هنگام تکثیر و استفاده در فعالیت های آموزشی و تحقیقاتی باید رعایت شود.   

 اصلاح برنج به روش همجوشی یاخته های غیرجنسی

 

مینورو  نی ای زیکی

همجوشی یاخته های غیر جنسی در اصلاح نباتات نقش مهمی به عهده دارند. در روش های دورگ گیری سنتی، وارد کردن ژن های مفید به گیاهان اصولا با آمیزش جنسی انجام می شود. درحال حاضر، واردکردن ژن های مناسب با این روش، نیازمند وابستگی به گونه های خویشاوندی مانند انواع بین گونه ای، بین نسلی و بین تیره ای است. در بیش تر مواقع، امتزاج های جنسی غیر ممکن می باشد. به همین دلیل، همجوشی یاخته های غیر جنسی برای چیرگی بر محدودیت های دورگ گیری جنسی، ابزار کارآمدی شده است.

همجوشی یاخته های غیرجنسی به شکل یاخته ی کامل در گونه های گیاهی نا ممکن می باشد. زیرا یاخته های گیاهی دارای دیواره های سلولزی هستند که توسط ماده ای موسوم به پکتین به یک دیگر متصل شده اند. در اواسط دهه 1960 روش حذف دیواره سلولزی و پکتین با استفاده از آنزیم های پکتیناز و سلولاز ابداع گردید. بنابراین، جداکردن پروتوپلاست های زنده مورد نیاز برای انجام عمل همجوشی یاخته های غیرجنسی امکان پذیر گردید. در دهه 1970 روش های متعددی شامل روش های شیمیایی مانند: استفاده ازpH بالا، کلسیم زیاد، پلی اتیلن گلیکول، پلی ونیل الکل، دکستران و تیمار الکتریکی توسعه یافت. در سال های اخیر این روش ها توانایی های زیادی را در اصلاح نباتات و مطالعات ژنتیکی ایفا کرده اند.

 

همجوشی یاخته های غیرجنسی تیره ها وجنس های مختلف

 

همجوشی یاخته های برنج و سویا

 

            اولین مؤفقیت دورگ های غیرجنسی، در دورگ بین گونه ای توتون، توسط کالسن (1972) به اجرا در آمد. به دنبال این مؤفقیت تعداد زیادی از دورگ های غیرجنسی در تاتوره، توتون، گل اطلسی، بادمجان، کلم و غیره، گزارش شد.

در برنج (اوریزا ساتیوا)، جداکردن پروتوپلاست ها و کشت آن ها خیلی مشکل تر از توتون است. نی ای زیکی و کیتا در سال 1981 از همجوشی یاخته های غیرجنسی برنج و سویا اولین مؤفقیت را کسب کردند. آن ها بذور 20 رقم زراعی و چهار سویه برنج را در محیط غذایی موراشیج و اسکوک با دو میلی گرم برلیتر D-4, 2 (محیط غذایی 1- M ) کشت کردند. پس از یک ماه نگاهداری در شرایط تاریکی و   25 درجه سانتی گراد، از سپرچه، پینه هایی تشکیل شد. این پینه ها هر چهار هفته یکبار و اکشت و تکثیر می شدند. حدود     2-1 گرم از پینه های جدید برای جداکردن پروتوپلاست ها با 20 میلی لیتر محلول آنزیم محتوی 2% سلولاز، 0.4 % ماسروزیم، 1% پکتولیاز و 7/0 مولار مانیتول (5.8 pH ) مورد استفاده قرار گرفت. این محلول آنزیمی حاوی پینه ها در مدت 17-14 ساعت در تاریکی و 28 درجه سانتی گراد برروی تکان دهنده های برقی قرار گرفت. پس از حل شدن دیواره یاخته ای، با استفاده ازصافی چهارلایه و پس از میان گریزکردن با سرعت 80 گرم به مدت چهار دقیقه و چهار بار شستشو با مانیتول 0.7 مولار، پروتوپلاست ها استخراج شدند. میزان پروتوپلاست های تهیه شده به روشنی، به تفاوت های زادمونی (ارقام وسویه ها) که بافت پینه از آن ها به دست آمده، بستگی داشت. در صد پروتوپلاست های جداشده در اغلب ارقام وسویه ها کمتر از   20% بود. تنها دوسویه MS 58-A  (یک خط نرعقیم سیتوپلاسمی) و  58-A یک خط نرعقیمی معمولی نتایج رضایت بخشی به دست دادند و حدود 94% پروتوپلاست تولید نمودند. درحالی که اگر از یک محلول آنزیمی مناسب تری مانند 4% سلولاز، 1% ماسروزیم و 7/0 مولار مانیتول ( 5/8 pH ) به عنوان محلول جداسازی استفاده شود، برای جداکردن پروتوپلاست ها درمدت زمان یک ساعت نگاهداری کافی خواهد بود. تاکنون تقسیم یاخته ای و تشکیل پروتوپلاست های همجوشی یافته از دورگ های غیر جنسی در بعضی از آمیزش های گونه های گیاهی بین تیره ای مختلف، مانند سویا و توتون (کاتو، 1977)، سویا و تنباکو      (شین، 1982)،  توتون و گندم دوروم ( ایمامورا، 1981) تحقق یافته است.

 نی ای زیکی و کیتا ( 1981) تقسیم یاخته ای دورگ های غیر جنسی بین اوریزا ساتیوا و سویا را گزارش کردند. بعداٌ، نی ای زیکی و همکاران ( 1985) درباره القای پینه، انتخاب پینه دورگ های غیرجنسی و بعضی از نشانویژگی هایشان، گزار بیش تری ارائه دادند، که از پروتوپلاست های همجوشی یافته ی این آمیزش ها، حاصل شده بودند. همجوشی پروتوپلاست های برنج(58- A معمولی) و سویا با استفاده از محلول محتوی 50% وزنی پلی اتیلن گلیکول 1540، 10 میلی مولار کلرور کلسیم، 7/0 میلی مولار 4PO2KH و 0.1 مولار گلوکز، انجام شد. مخلوط پروتوپلاست های برنج و سویا به مدت 20-15 دقیقه در 25 درجه سانتی گراد در این محلول پلی اتیلن گلیکول نگاهداری گردید. سپس چهار بار با محلول محتوی 0.6 مولار مانیتول و 50 میلی مولار کلرور کلسیم شستو شد. آن هارا در محیط غذایی مایع P8  که توسط کاتو و میکائیلیان (1975) با تغییر 6 - بنزیل آمینوپورین (BA) به جای زآتین و حذف شیرنارگیل، کشت گردیدند. در محیط    1-M ، پینه های برنج 58-A معمولی با تشکیل رنگیزه های فلاونوئیدی قهوه ای همراه بود، که تحت کنترل ژن های هسته ای قرار داشت.اگرچه، رنگی شدن پینه ها ناپایداربود، گاهی اوقات در محیط غذایی 1-M به رنگ زرد متمایل به سفید در می آمد. پینه های مشتق از 58-A معمولی خیلی سخت بوده، اما قابل خرد شدن بودند. پینه های سویا معمولا زرد و خیلی نرم بودند. در محیط غذایی  1-M رنگ زرد پینه های یاخته های غیرجنسی به سبز تغییر می کرد. در این حالت که پروتوپلاست برنج دارای رنگیزه ی فلاونوئیدی و سیتوپلاسمی متراکم و پروتوپلاست سویا دارای سیتوپلاسم شفاف هستند، برای همجوشی پروتوپلاستی مورد استفاده قرارمی گیرند. این تفاوت بین سیتوپلاسم و الدین، معیار تشخیصی محصولات همجوشی پروتوپلاست های برنج و سویاست. هنگامی که پلی اتیلن گلیکول باشستشو خارج می شود، سیتوپلاسم پروتوپلاست های همجوشی یافته به تدریج باهم آمیخته می گردد. این یک روش کار بردی گسترده ای است که در آن دو نوع از پروتوپلاست ها همجوشی می یابند: اولی، پروتوپلاست های حاصل از میان برگ یکی از والدین، و دومی پروتوپلاست های غیر سبز مشتق از کشت بافت یا یاخته های یکی دیگر از والدین. همچنین در بسیاری از حالاتی که پینه های دورگ گونه های خویشاوندی دور تولید می شوند، شناسایی دورگ ها به طور مستقیم امکان پذیر می باشد، زیرا آن ها ازنظر ریخت شناختی از پینه های مادری خود متفاوت هستند. درحقیقت پینه های دورگ برنج و سویا بر اساس دو خصوصیت رخ مونی(فنوتیپی) می توانند انتخاب گردند: رنگیزه ی فلاونوئیدی ارغوانی متمایل به سیاه و نرمی پینه ها. در این انتخاب، چون پروتوپلاست های برنج در محیط غذایی تغییریافته ی P 8 قابل تقسیم نبودند، حذف می شوند. از این گذشته، پینه های انتخابی به دلیل مشاهده دانه های لیپیدی در یاخته های پینه برنج، می توانند از یاخته های دورگ ها تشخیص داده شوند. رنگیزه های ارغوانی متمایل به سیاه پینه های دورگ در واکشت ها به سرعت ناپدید می شوند و به رنگ قهوه ای یا زرد متمایل به قهوه ای تغییر می کنند. همچنین، پس از چندین بار واکشت پینه های دورگ، دانه های نشاسته به مدت طولانی در آن ها قابل مشاهده نیستند. بنابراین، تصورمی شد که کروموزوم های برنج از پینه های دورگ به سرعت حذف شده باشند. اما ازطریق مشاهدات میکروسکوپی، هیچ کدام از کروموزوم های برنج در پینه های دورگ قابل مشاهده نبود.

         در کوشش دیگری، برای کامل کردن تعداد کروموزوم ها یا قطعات کروموزومی کوچک والدین، با اشعه ایکس به پروتوپلاست های اولیه برنج یا سویا پرتوتابی شد و سپس با پروتوپلاست های اشعه ندیده همجوشی یافت. هنگامی که پروتوپلاست های سویا با دوز پایین اشعه ایکس یا KR 4 پرتوتابی شد، تشکیل کلنی ها کاملا متوقف گردید. تشکیل کلنی با دوز پایین اشعه ی ایکس مثلا دوز  KR 1 انجام می شود. از طرف دیگر، حتّی اگر پروتوپلاست های برنج با دوز بالای اشعه ی ایکس پرتوتابی شوند، کلنی ها با سرعت آهسته تشکیل می گردند. این نتایج به علت ناتوانی پروتوپلاست برنج در تشکیل کلنی در محیط غذایی تغییریافته P 8 بود، درحالی که پروتوپلاست های سویا در این محیط غذایی استعداد تشکیل کلنی ها را دارا بودند. براساس روش های پیشرفته اخیر در کشت پروتوپلاست ها و باززایی گیاه برنج، انتظار می رود سیبریدهایی حاصل گردند که کروموزوم های آن حذف شده باشند یا پس از پرتوتابی با اشعه ایکس فقط تعداد اندکی از آن ها باقی بمانند.

کائو (1977) مشاهده کرد، رفتار کروموزوم های سویا و توتون در دورگ های تعداد اندکی از یاخته های نسل اول هم زمان نیستند، ولی کروموزوم های توتون تمایل بیشتری به چسبیدن به هم دیگر و یا شکستن به قطعات کوچک را نشان می دهند، فقط تعداد کمی از کروموزوم های منفرد توتون قابل تشخیص هستند. علاوه براین، در بسیاری از حالت ها، کروموزوم های ناهنجار مانند:  پل های کروموزومی، کروموزوم های بی نهایت بلند، کروموزوم های حلقوی، قطعات کروموزومی و چند تراکمی مشاهده شدند. شش ماه پس از کشت، اغلب خط های دورگ، کروموزوم های توتون را کاملا ازدست دادند. شین و همکاران (1982) نیز از دست دادن کروموزوم های توتون در دورگ توتون با سویا را گزارش دادند. این ازدست رفتن کروموزوم در یاخته های دورگ ممکن است به موجب تراکم کروماتین نارس که عموما در همه ی یاخته های دورگ دیده می شوند، رخ داده باشد، نیاز به تأیید بیشتری دارد.

نوار آیزوزیمی پراکسیداز و استراز پینه های سویا و همه خط های پینه ی دورگ دارای الگوی نواربندی یکسانی هستند. این نتایج پیشنهاد می کند، کروموزوم های برنج از یاخته های پینه دورگ حذف شده اند و این دورگ پس از چندین واکشت فقط ژنوم هسته ای سویا را کسب کرده است. وتر  (1977)

آیزوزایم آسپاراتات آمینو ترانسفراز و الکل دهیدروژناز پینه های دورگ سویا در توتون را  که به مدت     8-2 ماه کشت شده بود، مورد بررسی قرار داد. این مطالعه وجود باندآیزوزایمی اختصاصی را برای توتون و سویا در همه ی خط های یاخته ای مرحله آغاز کشت یا به مدت 4-2 ماه پس از آن، تأییدکرد. به هرحال، نوارهای آنزیم اختصاصی توتون در بیشتر کشت های بعد از 8 ماه، بلندتر تشخیص داده نشدند. این با یافته های حذف کروموزومی که توسط کائو (1977) گزارش شده بود، مطابقت داشت. در این حالت، حذف کروموزوم های توتون، به شدت حذف کروموزوم های دورگ های برنج و سویا نبود.

همان طور که بیان گردید، پینه های برنج در محیط غذایی 1-M  ارغوانی متمایل به سیاه یا زرد متمایل به سفید می شوند، در حالی که پینه های سویا در این محیط غذایی به رنگ زرد یا سبز در می آیند. پینه های دورگ های غیر جنسی آن ها معمولا به رنگ قهوه ای یا زرد متمایل به قهوه ایست. با این حال، در حالت های متعددی، تفاوت هایی در پینه های سفید رنگ و سبزرنگ، در طول واکشت های متعدد این دورگ ها ملاحظه می شود. هنگامی که پینه های والدین، دورگ و تفرقه یافته به محیط غذایی 2-M با پایه ی  MS محتوی 4 میلیگرم بر لیترNAA  و 2.5 میلی گرم بر لیتر کینتین، انتقال داده شدند. پینه های دورگ سویا به رنگ زرد و سبز و پینه های سبز رنگ که از دورگ های تفرقه یافته بودند به رنگ های سبز یا سبز کم رنگ تغییر یافته و یا به طور کامل به رنگ سبز منشأ خود باقی ماندند. پینه های سفیدرنگ که از دورگ ها تفرقه یافتند به رنگ سبز تغییر نکردند، به طوری که تجزیه آیزوزیم و آزمایش کروموزومی نشان داد، پینه های سفید رنگ مربوط به ژنوم هسته ای سویا هستند. درکشت بلند مدت و بیش از یک ماه، این پینه های سفید تفرق یافته و بخش های سبز رنگی را به شکل موزائیکی ایجاد می نمایند. قسمت بزرگی از پروتیین جزء I  و پینه های موزائیکی سفیدمتمایل به سبز که از دورگ ها تفرقه یافته بودند به عنوان نشانگر DNA  ی کلروپلاست با استفاده از روش عمومی هیرایی (1982) تجزیه شدند. این نتایج نشان داد، پینه های سبز ژنوم کلروپلاست سویا را دارند. درحالی که پینه های موزائیکی ژنوم کلروپلاست هر دو نوع، برنج و سویا را شامل می گردند. با توجه به این، پینه های سفید مرکب از یاخته های دارای ژنوم های هسته ای سویا و DNA  کلروپلاست برنج و سویا هستند. در صورتی که پینه های سبز محتوی ژنوم های هسته ای سویا با DNA  کلروپلاست سویا می باشند. پس از 7- 4 واکشت پینه های موزائیکی سفید متمایل به سبز، قسمت پینه های سفید رنگ انتخاب شدند، که پینه های سفید رنگ پایدار بودند. این نشان می دهد، پینه های سفید انتخابی ژنوم هسته سویا همراه با DNA کلروپلاست برنج است.

لازم به توضیح است، گیاهان باززایی شده نه از پینه های دورگ و نه از پینه های تفرقه یافته ی سبز و سفید بودند. این پیامد ممکن است بر این واقعیت استوارباشد که روش های در خور توجه ای برای باززایی گیاه از پروتوپلاست سویا وجود ندارد. نی ای زیکی و ساتو (1989) از پینه های دورگ برنج و علف هرزی به نام بند واش گیاهانی را به دست آوردند که دارای بس توانی (totipotency) بالایی بودند. در این حالت نیز مانند گذشته در ضمن واکشت های پینه ی دورگ، کروموزوم های برنج ناپدید شدند.

 (2) همجوشی یاخته ای برنج و سوروف (oryzicola Echinochloa)    

فعالیت های مؤفقیت آمیزی در تشکیل پینه های دورگ و جنین گونه های گندمیان مانند دورگ های بین نیشکر و ارزن، ارزن و علف گینه ای به اجرا در آمده است. کیوزوکا  و همکاران (1986) و ترادا ( 1987) همجوشی یاخته ای نسل های مختلف برنج و سوروف را مورد آزمایش قراردادند. برنج و سوروف به ترتیب از دسته گیاهانC3  و C4 هستند. همجوشی یاخته ای به روش پلی اتیلن گلیکول – دی متیل سولفوکساید ( 30 % پلی اتیلن گلیکول، 10% دی متیل سولفوکساید ) یا به روش الکتریکی انجام شد. برای کشت پروتوپلاست های همجوشی یافته از روش کشت یاخته های پرستار و بسته های آگارزی استفاده گردید. تقسیم پروتوپلاست های برنج به وسیله ی محلول 25 میلی مولار، ید و استامید (IOA) در 4 درجه سانتی گراد پس از مدت 15 دقیقه غیر فعال شد. پروتوپلاست oryzicolaEchinochloa در این بررسی در محیط غذایی که مورد استفاده قرارگرفت، نتوانست خوب تقسیم شود. بنابراین، فقط یاخته های دورگ می توانستند تقسیم شده و پینه هارا تولید کنند. امتزاج پینه ها از طریق تجزیه دو آیزوزیم لئوسین آمینو پپتیداز (LAP) و استراز به سادگی قابل اثبات است. برای باززایی گیاهی از پینه های دورگ، 3 نوع محیط غذایی کشت آزمایش شد: محیط غذایی پایه  N6، (الف) بدون تنظیم کننده رشد، (ب) با دو میلی گرم برلیتر کینتین و BAP و زآتین، (ج) با 5 میلی گرم بر لیتر IAA و NAA و کینتین. در نتیجه از 166 پینه در محیط های غذایی الف وب، تعداد 22 جوانه نابجا و از 159 پینه در محیط غذایی ج، نیز تعداد 22 جوانه نابجا حاصل گردید. جوانه های نابجایی که به دست آمدند از نظر ریخت شناختی با برنج فرق داشتند و اندام های کرک دار و رنگیزه های قرمز رنگی تولید کردند. اغلب آن ها پس از 2-1 هفته از بین رفتند. تعدادی از جوانه های حاصل از محیط غذایی ج، ریشه تولید کردند و به  گیاهچه تکامل یافتند، ولی آن ها نیز سپس از بین رفتند. تعداد کروموزوم های برنج و سوروف به ترتیب 24 و 36 عدد است. با این حال، تعداد کروموزوم های پینه های دورگ60 ، 84 ، 90 و 120 را نشان داد. این رفتار ممکن است به دلیل همجوشی پروتوپلاست های برنج و سوروف به ترتیب به نسبت های 1 +1، 2+1، 1+2 و 2+2 باشد. گیاهچه های ناهنجار کروموزومی نیز حاصل شدند. به کمک تجزیه آیزوزیم استراز ثابت شد که این گیاهچه ها از نوع دورگ های غیر جنسی هستند. توقف نمو پس از تشکیل گیاهچه می تواند به دلیل عدم توازن ژنتیکی ژنوم های هسته در هر دوگونه باشد. تصور می شود، این عدم توازن با عمل همجوشی برگشتی برنج بر دورگ ها بتواند رفع شود (شیماموتو، 1987). با این حال، این نتایج هنوز به اثبات نرسیده است.

 

 

 

 

 

 

2- همجوشی یاخته های غیر جنسی بین گونه ای و درون گونه ای

 

(1) همجوشی یاخته ای گونه های برنج و حشی و زراعی 

به منظور وارد کردن ژن های مهمی مانند ژن های مقاوم به آفات و ویروس ها، هایاشی (1987) آزمایش همجوشی یاخته ای بین گونه های برنج زراعی و وحشی را انجام داد. در این مطالعه از سه رقم زراعی نیپون بار، آاوریزورا و تسوکینوهیکاری و گونه وحشی اوریزا آفیسینالیس، اوریزه ایشین گیری، اوریزا براکیانتا و اوریزا پریری استفاده شد. پروتوپلاست ها از کشت تعلیقی (سوسپانسیون) یاخته گونه های برنج وحشی به دست آمدند که یدوآستامید به آن ها اضافه شد و سپس به روش الکتریکی با برنج همجوشی یافتند. توانایی دورگ گیری برج زراعی با اوریزا آفیسینالیس به وسیله تجزیه یک آیزوزیم LAP و برنج زراعی با اوریزا ایشین گری، اوریزا ابراچین تا، یا اوریزا پریری به وسیله تجزیه یک آیزوزیم استراز ثابت شدند. شاخه ها و ریشه ها از پینه های هریک از دورگ ها در محیط غذایی مصنوعی تکثیر و باززایی شدند و از رؤیان های نابجا تعدادی گیاهچه نموّ یافتند.

(2) همجوشی یاخته های برنج زراعی

            لی و همکاران در سال 1987 گیاهان دورگ غیر جنسی داخل گونه ای ارقام زراعی ساسانیشی کی و هاناهیکاری را با استفاده از محیط غذایی محتوی 5 – متیل تریپتوفان به دست آوردند. رقم زراعی ساسانیشی کی نسبت به 5 – متیل تریپتوفان مقاوم بود، اما بس توانی باززایی آن متوقف گردید. از طرف دیگر، هاناهیکاری نسبت به آن حساس بود، اما دارای توانایی بازایی بود. بنابراین، تنها گیاهان دورگ برای نشانویژه گی های کاملشان انتخاب شدند. همچنین آن ها به روش همجوشی یاخته ای غیرجنسی رقم زراعی قدکوتاه موراساکی دیکوکو، با رنگیزه ارغوانی و یک رقم زراعی معمولی یاماهوشی بدون رنگیزه ارغوانی، در تولید سویه غیرقدکوتاه و ارغوانی کم رنگ، مؤفقیت هایی کسب کردند. احتمال نمی رود، همجوشی یاخته ای غیرجنسی داخل گونه ای مناسب تر از زادگیری تلاقی دهی باشد. اگرچه، از طریق همجوشی های یاخته ای می توان سیتوپلاسم های دورگ تولید کرد و در زادگیری گیاهی از آن به طور سودمندی استفاده کرد. در حقیقت، DNA  میتوکندری نرعقیمی را از راه همجوشی یاخته های غیر جنسی به طور مؤفقیت آمیزی به پروره ها انتقال می دهد. در این حالت، پروتوپلاست های  دریافت کننده یک پروره ی معمولی که تحت تأثیر IOA قرارگرفته اند، با پروتوپلاست حاصل از یک پروره نر عقیم سیتوپلاسمی همجوشی یافت، در نتیجه با اشعه ایکس یا گاما ژنوم هسته ای حذف گردید. بنابراین، ژن نرعقیمی سیتوپلاسمی به داخل پروره ی معمولی وارد می گردد (یانگ 1988 ، 1989 و آکاگی 1989 ). این روش مدت زمان طولانی در همراه با تلاقی گیری سنتی به کار می رفت.

 

3 – پیدایش رخ مونی در دورگ های غیرجنسی با فاصله نَسَبی دور

نی ای زیکی (1986 ،1985 ) برای پینه های دورگ غیرجنسی برنج و سویا با استفاده از استرپتومایسین گزارشی ارائه کرد. مدت چهار ماه پس از القای پینه های دورگ غیرجنسی اولیه، پینه های والدی، پینه های دورگ و پینه های سفید و سبز، که از پینه های دورگ تفرقه داشتند. به قطعات 30 – 20 میلی گرمی بریده شده و در محیط غذایی  MS محتوی 0 ، 125 ، 250 ، 500 ، 750 ، 1000 میلی گرم بر لیتر استروپتومایسین کشت گردیدند. هرکدام از این محیط های غذایی محتوی 2 میلی گرم 2,4-D نیز بودند. این آزمایش تحت شرایط روشنایی (3000 لوکس) و تاریکی در 25 درجه سانتی گراد انجام شد. شاخص رشد بر اساس مقدار وزن پینه تازه در محیط محتوی استرپتومایسین تقسیم بر وزن پینه تازه در محیط غذایی فاقد استرپتومایسین 11 هفته پس از کشت پینه انجام شد. نتایج نشان داد، همه پینه های دورگ های ناجور پیوند از نظر کلروپلاست هردو والد نسبت به شرایط روشنایی و تاریکی خیلی حساس می باشند. از طرف دیگر، پینه های والد و پینه های سبز و سفید با ژنوم کلروپلاست خارجی در مقایسه با پینه های دورگ ناجورپیوند در شرایط نوری نسبت به استرپتومایسین مقاوم است. به هرحال، پینه های والدین در شرایط تاریکی دارای حساسیت دورگ ها بودند. پینه های سبز و سفید نسبت به شرایط تاریکی حساسیت کم تری در مقایسه با پینه های دورگ والدین نشان دادند. با استفاده از این نتایج، می توان تصّور کرد: اختلاف در حساسیت به استرپتومایسین بین پینه های والدین و پینه های با ژنوم کلروپلاست خارجی تحت شرایط نور و تاریکی، به دلیل این که پاسخ پینه ها به استرپتومایسین احتمالا به ژنوم کلروپلاست بستگی دارد، برای انجام وظایفش نیازمند نور است. از این گذشته، کشف مقاومت به استرپتومایسین در پینه های حاصل از ژنوم کلروپلاست خارجی نشان می دهد، ژنوم کلروپلاست می تواند دارای مقاومت یا حساسیت در مقابل استپتومایسین باشد. این داده ها از نتایج آزمایش های انجام شده توسط منگ زل (1981)، مدگیزی (1980) برروی جهش یافته های کلروپست SR-1  به منظور تعیین مقاومت به استرپتومایسین در توتون به دست آمده است، در حالت ناجورتلاقی پینه ها، مقاومت به استرپتوماسین یک خصوصیت غالب و کلروپلاست آن مقاوم و حساس است.

                پس از یک سال، توانایی رشد قطعات کوچک شده (30 – 20 میلی گرمی ) پینه های دورگ که به طریق واکشت نگاهداری شده بودند، در محیط غذایی محتوی 500 میلی گرم برلیتر استرپتومایسین در شرایط نوری آزمایش شد. نتایج به روشنی نشان داد، تعداد پینه های مقاوم استرپتومایسین در مقایسه با تعداد پینه های واکشت شده در مدت 4 ماه افزایش می یابد. رنگ پینه های مقاوم به استرپتومایسین معمولا سبز یا سفید بود. این یافته ها نشان دادند، گونه خارجی ژنوم کلروپلاست وجود داشته و تعداد اجرا یا یاخته های پینه دارای یکی از ژنوم های کلروپلاست والد افزایش یافته است. بنابر این، تعداد زیادی از یاخته ها یا اجزاء صفت مقاومت به استرپتومایسین را اخذ کرده است. این رویداد که در DNA کلروپلاست دیده می شود، دلیل بر امکان دورگ شدن اندامک هسته – سیتوپلاسمی در گونه های وابسته دور و ایجاد خصوصیات جدید است. 

refrence:

Takane Matsuo (1997) Science Of The Rice Plant, volume three, food and agriculture policy research center – TokyoJAPAN.                

 

                   

+ نوشته شده در  شنبه دهم دی 1384ساعت 9:53  توسط فردوس عادلي مسبب  |