پایان نامه ارشد: بررسی ارتباط خصوصیات سیستم ریشه ­ای و فیزیولوژیک با تحمل به تنش خشکی در ژنوتیپ­ های فسکیوی­ بلند

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی کشاورزی

گرایش : اصلاح نباتات

عنوان : بررسی ارتباط خصوصیات سیستم ریشه ­ای و فیزیولوژیک با تحمل به تنش خشکی در ژنوتیپ­ های فسکیوی­ بلند

دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده کشاورزی

پایان نامه­ کارشناسی ارشد اصلاح نباتات

عنوان:

بررسی ارتباط خصوصیات سیستم ریشه­ ای و فیزیولوژیک با تحمل به تنش خشکی در ژنوتیپ­ های فسکیوی ­بلند

استاد راهنما:

دکتر محمد مهدی مجیدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

 فهرست مطالب …………………………….. هشت

 چکیده……………………………………………1

فصل اول: مقدمه

1-1 کلیات……………………………………….. 2

1-2 اهداف……………………………………….. 4

فصل دوم: بررسی منابع

2-1 فسکیوی بلند (Tall fescue)……………. 5

2-1-1 پراکندگی جغرافیایی و خصوصیات گیاه­شناسی…….. 5

2-1-2 سازگاری………………………………….. 6

2-1-3 تاکسونومی و سیتوژنتیک……………………… 6

2-1-4 ارقام رایج و متداول……………………….. 7

2-2 خشکی و آثارآن بر گیاه…………………………. 7

2-3 سازوکار­های مقاومت به خشکی در گیاهان…………….. 7

2-3-1 فرار از خشکی……………………………… 8

2-3-2 اجتناب از خشکی……………………………. 8

2-3-3 تحمل به خشکی……………………………… 8

2-3-4 بهبود پس از خشکی………………………….. 9

2-4 خصوصیات گیاهی مؤثر در مقاومت به خشکی……………. 9

2-5 اهمیت به­نژادی………………………………… 10

2-6 استفاده از تنوع ژنتیکی جهت به­نژادی برای تحمل به خشکی 10

2-7 تاثیر تنش خشکی برصفات ریشه­ای و فیزیولوژیک ………. 11

2-7-1 صفات ریشه­ای…………………………….. 11

2-7-2 محتوای آب نسبی برگ……………………….. 12

2-7-3 محتوای کلروفیل و کارتنوئید برگ…………….. 12

2-7-4 محتوای پرولین……………………………. 13

2-7-5 محتوای کربوهیدرات محلول برگ……………….. 13

2-7-6 فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان برگ­ها…………. 14

2-8 شاخص­های مقاومت به خشکی بر مبنای عملکرد………….. 15

2-9 مطالعه روابط صفات با تجزیه وتحلیل چند متغییره……. 17

2-9-1 همبستگی بین صفات و تجزیه وتحلیل ضرایب مسیر….. 17

2-9-2 رگرسیون مرحله­ای………………………….. 17

2-9-3 تجزیه به عامل­ها………………………….. 18

2-9-4 تجزیه خوشه­ای…………………………….. 18

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1 زمان و موقعیت جغرافیایی محل اجرای آزمایش………… 19

3-2 مواد ژنتیکی، طرح آماری و نحوه اجرای طرح…………. 20

3-3 صفات مورد بررسی و نحوه اندازه­گیری………………. 25

3-3-1 صفات مورفولوژیک………………………….. 25

3-3-2 ویژگی­های ریختی ریشه………………………. 25

3-3-3 ویژگی­های فیزیولوژیک………………………. 27

3-4 محاسبه شاخص­های TOL و STI………………………..

3-5 تجزیه آماری اطلاعات……………………………. 32

فصل چهارم: نتایج و بحث

 4-1 دامنه تغییرات و ضریب تنوع فنوتیپی صفات مورفولوژیک…….33

4-2 تجزیه واریانس، مقایسه میانگین سطوح تنش و ژنوتیپ­ها برای صفات مورفولوژیک……..34

4-2-1 وزن  تر، وزن خشک و درصد ماده خشک علوفه هر  بوته…….34

4-2-2 قطر طوقه، تعداد خوشه بارور و ارتفاع………… 35

4-2-3 روز تا خوشه­دهی و روز تا گرده­افشانی…………. 36

4-2-4 طول برگ پرچم و عرض برگ پرچم……………….. 36

4-3 دامنه تغییرات و ضریب تنوع فنوتیپی ویژگی­های ریشه….. 41

4-4 تجزیه واریانس، مقایسه میانگین سطوح تنش وژنوتیپ­ها برای صفات ریشه­ ای….42

4-4-1 طول تجمعی ریشه…………………………… 42

4-4-2 سطح ریشه………………………………… 43

4-4-3 حجم ریشه………………………………… 43

4-4-4 وزن تر، وزن خشک و درصد ماده خشک ریشه……….. 44

4-4-5 نسبت ریشه به اندام هوایی………………….. 45

4-5 دامنه تغییرات و ضریب تنوع فنوتیپی صفات بیوشیمیایی… 51

4-6 تجزیه واریانس، مقایسه میانگین سطوح تنش و ژنوتیپ­ها برای صفات فیزیولوژیک……52

4-6-1 محتوای رنگدانه­ های فتوسنتزی………………… 52

4-6-2 محتوای آب نسبی برگ……………………….. 53

4-6-3 محتوای پرولین……………………………. 54

4-6-4 محتوای کربوهیدرات محلول برگ……………….. 55

4-6-5  فعالیت آنزیم­های آنتی اکسیدان برگ­ها………… 56

4-7 تجزیه واریانس، مقایسه میانگین سطوح تنش و ژنوتیپ­ها برای شاخص­های TOLو STI…………

4-8 رتبه بندی ژنوتیپ­ها از نظر برخی صفات در سطح تنش خشکی شدید 64

4-9 تجزیه خوشه ­ای…………………………………. 66

4-10 تجزیه به مؤلفه ­های اصلی و ترسیم بای پلات…….. 75

4-11 بررسی وضعیت ژنوتیپ­های متحمل، نیمه متحمل و حساس مزرعه از نظر صفات ریشه­ای و فیزیولوژیک…….76

4-12 همبستگی بین صفات مورفولوژیک و ریشه…………….. 80

4-13 همبستگی بین صفات فیزیولوژیک و ریشه…………….. 84

4-14 همبستگی بین صفات مورفولوژیک و فیزیولوژیک……….. 87

4-15 تجزیه رگرسیون مرحله­ای………………………… 91

4-16 تجزیه علیت………………………………….. 93

4-17 تجزیه به عامل­ها……………………………… 96

فصل پنجم: نتیجه ­گیری و پیشنهادها

5-1 نتیجه­ گیری…………………………………… 101

5-2 پیشنهادها…………………………………… 104

منابع …………………………………………. 105

چکیده:

خشکی یکی از مهم­ترین عوامل کاهش تولید گیاهان زراعی در مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می­شود. بررسی پاسخ گیاهان زراعی به تنش کمبود آب جهت کاهش آب مصرفی در مناطق مواجه با کمبود آب مهم می­باشد. این مطالعه با اهداف بررسی اثر تنش خشکی متوسط و شدید بر خصوصیات ریختی و بیوشیمیایی و ارتباط آن با تحمل به خشکی ژنوتیپ­ها در مزرعه در گیاه فسکیوی بلند انجام شد. تعداد 24 ژنوتیپ فسکیوی بلند از نتاج پلی کراس بر اساس ارزیابی تحمل به خشکی آن­ها در مزرعه طی سال­های 1391-1388 انتخاب شدند. این ژنوتیپ­ها بر اساس شاخص­ تحمل (TOL) و شاخص تحمل به خشکی (STI) به سه گروه متحمل، نیمه متحمل و حساس تقسیم شدند. سپس 24 ژنوتیپ­ در سال 1391 به صورت کلونی در گلدان­هایی (لوله­های PVC) با ارتفاع 60 سانتی­متر و قطر 16 سانتی­متر جهت اندازه­گیری خصوصیات ریختی و بیوشیمیایی کشت گردیدند. ژنوتیپ­ها در سه سطح تنش خشکی (شاهد، تنش خشکی متوسط و تنش خشکی شدید) به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار بررسی شدند. پس از اعمال تیمارها صفات ریشه­ در دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی­متر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تنش رطوبتی تاثیر بسیار معنی­داری بر روی همه صفات داشت. بین ژنوتیپ­ها­ی مورد بررسی از نظر کلیه صفات مورد اندازه­گیری تفاوت معنی داری مشاهده شد، که بیانگر تنوع ژنتیکی بالا در بین ژنوتیپ­ها از نظر این صفات و مؤثر بودن انتخاب در بین این ژنوتیپ­ها می­باشد. اثر متقابل تنش خشکی و ژنوتیپ نیز برای همه صفات مورد اندازه­گیری معنی­دار شد. اثر تنش خشکی بر وزن علوفه خشک معنی­دار بود به­گونه­ای که کاهش وزن از شاهد به تنش خشکی متوسط و شدید به ترتیب 13/14 و 21/50 درصد بود. با افزایش شدت تنش خشکی نسبت ریشه به اندام هوایی در هر دو عمق افزایش معنی­داری نسبت به حالت شاهد نشان داد به­طوری که در عمق 30-0 سانتی­متر 69/7 درصد و در عمق 60-30 سانتی­متر 16/54 درصد افزایش یافت. تحت شرایط تنش خشکی متوسط و شدید طول تجمعی ریشه به ترتیب 95/5 و 30/7 درصد افزایش نشان داد. تنش رطوبتی نسبت به حالت شاهد میزان کارتنوئید، کلروفیل a،  نسبت کلروفیل a/b، پرولین، کربوهیدرات محلول و فعالیت آنزیم پراکسیداز را به طور معنی­دار افزایش داد. در سطح تنش خشکی متوسط وزن علوفه خشک با طول ریشه، سطح ریشه، حجم ریشه، وزن تر و خشک ریشه همبستگی مثبت و معنی­داری نشان داد، بنابراین می­توان با انتخاب غیر مستقیم به  ژنوتیپ­هایی با عملکرد مطلوب دست یافت. در سطح تنش خشکی شدید محتوای آب نسبی برگ با آنزیم­های کاتالاز و آسکوربات پراکسیداز همبستگی مثبت داشت. بر اساس رگرسیون مرحله­ای در شرایط شاهد قطر طوقه، درشرایط تنش خشکی متوسط  وزن تر ریشه و در شرایط تنش شدید نسبت ریشه به اندام هوایی بیشترین تنوع وزن علوفه خشک را توجیه نمودند. تجزیه به عامل­ها، برای کلیه صفات در شرایط شاهد هفت عامل، در شرایط تنش خشکی متوسط و شدید شش عامل پنهانی را مشخص نمود که بیش از 75 درصد از تنوع موجود را توجیه نمودند. نتایج تجزیه خوشه در هر سه محیط رطوبتی و تجزیه به مؤلفه­های اصلی در شرایط تنش خشکی متوسط و شدید نشان داد که برخی از ژنوتیپ­های فسکیوی بلند از سیستم ریشه­ای گسترده و صفات فیزیولوژیک مناسب با تحمل به خشکی برخوردار نبودند، هم­چنین در شرایط مزرعه نیز دارای شاخص STI پایین و TOL بالا بودند. از جمله این ژنوتیپ­ها می­توان به 2 زودرس و 3 دیررس اشاره نمود که به تنش خشکی حساس هستند. تعدادی دیگر از ژنوتیپ­های فسکیوی بلند دارای سیستم ریشه­ای گسترده، ظرفیت فتوسنتزی و وزن علوفه خشک  بالایی بودند، این ژنوتیپ­ها هم­چنین دارای کمترین شاخص TOL و بیشترین شاخص STI در شرایط مزرعه بودند. این ژنوتیپ­ها شامل 14 زودرس، 2 دیررس، 11، 17 و 23 میان­رس بودند. این­ها از طریق مکانیزم­های تحمل و اجتناب از خشکی، به تنش خشکی سازگار و متحمل شدند، که می­توانند برای برنامه­های اصلاحی بعدی و ایجاد واریته ساختگی مورد استفاده قرار گیرند.

فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات

نیاز شدید به تامین مواد غذایی برای جمعیت رو به رشد کشور از یک طرف و رسیدن به خودکفایی در امر محصولات کشاورزی و بی نیازی از واردات و ایجاد امنیت غذایی از طرف دیگر، ضرورت افزایش تولیدات گیاهی در کشور را بدیهی نموده است [41]. ایران با میانگین بارندگی 250 میلی­متر و میزان تبخیر و تعرق شدید که 6 درصد بیشتر از حد متعارف جهانی می­باشد، جز سرزمین­های خشک دنیا محسوب می­شود [16]. در کشور ایران به جز سواحل دریای خزر و قسمت‎های کوچکی از شمال غربی کشور بقیه مناطق جزء نقاط خشک و نیمه خشک محسوب می‎شوند و این در حالی است که مناطق خشک کشور نسبت به مناطق نیمه خشک آن، از وسعت بیشتری برخوردار است [9]. تنش­های محیطی، یکی از مهم­ترین عوامل کاهش عملکرد محصولات زراعی در سطح جهان می­باشند. خشکی نیز از جمله تنش­های محیطی است که به عنوان مهم­ترین عامل محدود کننده رشد، تولید و کیفیت گیاهان زراعی در اکثر نقاط جهان و ایران شناخته شده است. کاهش تولیدات کشاورزی در اثر تنش کمبود آب تقریبا معادل با کاهش ایجاد شده توسط دیگر تنش­های محیطی است [94]. اگر چه شدت و تاثیر خشکی بر حسب مقدار و توزیع بارندگی، ویژگی­های خاک و مدیریت متغیر است ولی گرم شدن کره زمین خشکسالی را شدت بخشیده است [41]. تنش کمبود آب زمانی اتفاق می­افتد که میزان تعرق بیش از مقدار جذب آب باشد، در چنین شرایطی گیاه قادر نیست به طور کامل از خشکی اجتناب کند. در صورتی­که شدت تنش زیاد باشد، موجب کاهش شدید فتوسنتز و مختل نمودن فرآیند­های فیزیولوژیک گیاه، توقف رشد و در نهایت خشک شدن و مرگ گیاه می­گردد [42]. در این شرایط صفات ویژه­ای به طور مستقیم یا غیر مستقیم عملکرد را تحت تاثیر قرار می­دهند، از جمله این صفات می­توان به ویژگی­های سیستم ریشه­ای، پتانسیل آب برگ و توان تنظیم اسمزی اشاره کرد [109].

کشت و تولید گیاهان علوفه­ای به عنوان ماده اولیه در تامین مواد پروتئینی و لبنی در حفظ سلامت و امنیت غذایی کشور و همچنین رسیدن به خود کفایی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است [19]. گیاهان علوفه­ای متداول در کشور عمدتاً شامل یونجه، اسپرس و شبدر می­باشد که از لحاظ پروتئین، غنی هستند ولی مصرف آن­ها به تنهایی انرژی مورد نیاز دام را تامین نمی­کند به همین جهت، توسعه و ترویج کشت گراس­های علوفه­ای به عنوان مکمل لگوم­ها تأثیر قابل ملاحظه­ای در افزایش تولید فرآورده­های دامی خواهد داشت [19]. گراس­های علوفه­ای و چمنی علاوه بر نقش اساسی در تولید علوفه به­ویژه در مراتع، خاک را در مقابل فرسایش آبی و بادی حفظ کرده و موجب بهبود و تثبیت ساختمان خاک می­شوند [10]. از دیدگاه کشاورزی پایدار، کشت و کار گراس­های علوفه­ای ضمن این­که از هدر رفتن حاصلخیزی خاک توسط عمل فرسایش جلوگیری می­کند، هم­زمان در تولید علوفه برای دام و متعاقب آن غذای پروتئینی انسان نقش ویژه­ای دارند [100].

در بین گراس­های علوفه­ای، فستوکا یک جنس بزرگ و متنوع با 450 گونه می­باشد. این جنس شامل گونه­های چند ساله دارای محصول علوفه­ای زیاد، مقاوم به تنش­های محیطی و با سازگاری وسیع است که برای اهداف کشاورزی، حفاظت خاک و تولید علوفه مورد کشت و کار قرار می­گیرد [13]. فسکیوی بلند (Festuca arundinacea) یکی از مهم­ترین گونه­های سردسیری چند ساله این جنس در دنیا می­باشد که به منظور تولید علوفه، حفاظت خاک و احداث چمن به­کار می­رود [112]. فسکیوی بلند به طور عمده در نواحی شمال و جنوب آمریکا کشت می­شود و هر دو تنش گرما و خشکی را نسبت به دیگر گراس­های علوفه­ای سردسیر بهتر تحمل می­کند [52]. گرچه در حال حاضر،  زراعت این گیاه در ایران مرسوم نیست اما در ایران نیز از پراکنش بالایی در مناطقی نظیر دامنه­های البرز و زاگرس، استان­های آذربایجان، قزوین، تهران، همدان، لرستان، خراسان و فارس برخوردار است [153]. تحمل بالای فسکیوی بلند به خشکی و شوری، آن را به عنوان تنها گراس سردسیری که در نواحی خشک و کم آب توان رویش دارد، مشهور کرده است. بنابراین به نظر می­رسد این گیاهان می­توانند منبع ژنتیکی مناسبی جهت اصلاح و توسعه  گراس­ها تحت شرایط خشکی را فراهم آورند [83].

از آنجائیکه بیشتر نقاط کشور ایران در مناطق خشک و نیمه خشک قرار گرفته است و دارای محدودیت منابع آب می­باشد، اهمیت کشت گیاهان متحمل به خشکی آشکارتر می­شود [41]. با ارزیابی ژنوتیپ­هایی از گیاه که تحت شرایط کم آبی قادر به ارائه عملکرد نسبتا قابل قبولی باشند، می­توان با اطمینان بیشتری آن­ها را در نواحی خشک و نیمه خشک کشت نمود. طی سال­های گذشته ژرم­پلاسمی از 75 ژنوتیپ مختلف فسکیوی بلند از نظر تحمل به خشکی بر اساس خصوصیات فنوتیپی مزرعه و محاسبه شاخص­های تحمل و حساسیت به خشکی مورد بررسی قرار گرفته­اند و ژنوتیپ­های حساس، نیمه متحمل و متحمل به تنش خشکی شناسایی شدند [68]. با این حال دانش ما در زمینه ارتباط بین تحمل به خشکی ژنوتیپ­های فسکیوی بلند در مزرعه و خصوصیات سیستم ریشه­ای و برخی واکنش­های فیزیولوژیک محدود است. بر این اساس این پژوهش اهداف زیر را دنبال کرد:

2-1- اهداف

1- ارزیابی ژنوتیپ­های فسکیوی بلند حساس، نیمه متحمل و متحمل به خشکی گزینش یافته در شرایط مزرعه بر اساس شاخص­های تحمل و حساسیت به خشکی، از نظر خصوصیات سیستم ریشه­ ای و فیزیولوژیک.

2- بررسی ارتباط بین تحمل به خشکی با خصوصیات سیستم ریشه­ ای و فیزیولوژیک در ژنوتیپ­های فسکیوی بلند.

تعداد صفحه : 130

قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09199970560        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

شماره کارت :  6037997263131360 بانک ملی به نام محمد علی رودسرابی

11

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید