پایان نامه ارشد: پاسخ¬های رویشی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی دو گونه بلوط زاگرس(Q.brantii و Q. libania)تحت تنش خشکی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته: جنگل داری

عنوان : پاسخ­های رویشی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی دو گونه بلوط زاگرس(Q.brantii و Q. libania)تحت تنش خشکی

دانشگاه یاسوج

دانشکده‌ی کشاورزی

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد رشته‌ی جنگلداری

عنوان:

پاسخ­های رویشی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی دو گونه بلوط زاگرس(Q.brantii و Q. libania)تحت تنش خشکی

استاد راهنما:

دکتر رقیه ذوالفقاری

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:

فصل اول

1-1- مقدمه و هدف…………………………………. 2

1-2-کلیات………………………………………… 3

1-2-1- نقش آب در اعمال گیاهان………………………. 3

1-2-2- تنش……………………………………….. 4

1-2-3- تنش خشکی…………………………………… 5

1-2-4- جنگل­های زاگرس………………………………. 6

1-2-5- بلوط………………………………………. 8

1-2-6- اثر تنش خشکی بر خصوصیات مورفولوژیکی درختان…….. 9

1-2-6-1- تعداد برگ……………………………….. 10

1-2-6-2- رشد ریشه و ساقه………………………….. 11

1-2-6-3- بیوماس………………………………….. 12

1-2-7- پارامتر­های فیزیولوژیک و تاثیر تنش خشکی بر روی آن­ها 12

1-2-7-1- محتوای نسبی آب…………………………… 13

1-2-7-2- عملکرد فتوسیستم ∏………………………… 14

1-2-7-3- نرخ نشت الکترولیت………………………… 14

1-2-7-4- تبادلات گازی……………………………… 15

1-2-7-5- فتوسنتز…………………………………. 16

1-2-7-6- تعرق……………………………………. 16

1-2-7-7- هدایت روزنه­ای……………………………. 17

1-2-7-8- عناصر غذایی……………………………… 17

1-2-7-8-1- نقش فسفر………………………………. 18

1-2-7-8-2- نقش پتاسیم…………………………….. 18

1-2-7-8-3- نقش سدیم………………………………. 19

1-2-7-8-4- نسبت سدیم به پتاسیم………………… 20

1-2-8- نشانگر مولکولی…………………………….. 20

1-2-8-1- نشانگر مولکولیAFLP……………………….. 23

1-2-9- واکنش زنجیره­ای پلی­مراز PCR)) ………………… 25

1-2-10- بیان ژن………………………………….. 26

1-2-10-1- مراحل مختلف بیان ژن……………………… 27

1-2-11- واکنش نسخه­برداری معکوس (RT)………………… 28

1-2-11-1- PCR همراه با نسخه­برداری معکوس (RT-PCR………. 28

فصل دوم: مروری بر مطالعات انجام شده

2-1- ویژگی­های مورفولوژیک و رویشی…………………… 30

2-2- ویژگی­های فیزیولوژیکی…………………………. 31

2-2-1- محتوای نسبی آب…………………………….. 31

2-2-2- عملکرد فتوسیستم ∏………………………….. 32

2-2-3- نشت الکترولیت……………………………… 34

2-2-4- فتوسنتز و هدایت روزنه­ای…………………….. 34

2-3- جذب عناصر…………………………………… 35

2-4- شناسایی ژن­های مرتبط به خشکی با استفاده از cDNA- AFLP. 36

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1- نحوه جمع آوری و کاشت بذر گونه­های مورد مطالعه……. 40

3-2- روش اعمال تنش کمبود آب و برداشت نهال­ها…………. 40

3-3- اندازه­ گیری پارامتر­های مورفولوژیکی و رویشی……… 41

3-4- اندازه­گیری پارامتر­های فیزیولوژیک………………. 42

3-4-1- اندازه­گیری محتوای نسبی آب…………………… 42

3-4-2- اندازه گیری عملکرد فتوسیستم ∏……………….. 42

3-4-3- اندازه­گیری نرخ نشت الکترولیت………………… 42

3-4-4- اندازه­گیری تبادلات گازی……………………… 44

3-4- 5- اندازه­گیری سدیم و پتاسیم قابل جذب توسط گیاه….. 44

3- 5- مطالعات مولکولی…………………………….. 46

3- 5- 1- استخراج RNA……………………………… 46

3- 5-2- تهیه ژل آگارز- (یک درصد)…………………… 47

3-5-3- تهیه loding day………………………………. 47

3- 5-4- تهیه MOPS [1X] (محلول تانک)………………… 48

3- 6- تجزیه و تحلیل داده­ها………………………… 48

3-6-1- اندازه­گیری شاخص تحمل (STI)…………………… 49

فصل چهارم: نتایج و بحث

4-1- نتایج وبحث پارامتر­های رویشی…………………… 50

4-2- نتایج و بحث پارامتر­های فیزیولوژیک……………… 53

4-3- نتایج و بحث جذب عنصر…………………………. 55

4-4- نتایج و بحث شاخص تحمل………………………… 59

4-5- نتایج و بحث فتوسنتز……………………….. .. 60

4-6- نتایج و بحث همبستگی تبادلات گازی……………….. 63

4-7- نتیجه­گیری کلی و پیشنهادات…………………….. 67

4-7-1- نتیجه­گیری کلی……………………………… 68

4-7-2- پیشنهادات…………………………………. 69

منابع و مآخذ…………………………………….. 70

پیوست…………………………………………… 87

 

فهرست جدول­ها

جدول 1-1- مهمترین نشانگر­های dna با مزایا و محاسن آن­ها… 23

جدول 4-1- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات رویشی و مورفولوژیک مورد بررسی……………………………………………….. 51

جدول 4-2- مقایسه میانگین صفات رویشی و مرفولوژیک مورد بررسی در دو گونه مورد مطالعه……………………………………………….. 51

جدول4-3- مقایسه میانگین صفات رویشی و مرفولوژیک مورد بررسی در تیمار­های آبی مختلف 52

جدول4-4- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات فیزیولوژیکی مورد مطالعه 53

جدول4-5- مقایسه میانگین صفات فیزیولوژیکی در دو گونه مورد مطالعه 53

جدول4-6- مقایسه میانگین صفات فیزیولوژیکی در تیمار­های آبی مختلف  54

جدول4-7- نتایج تجزیه واریانس(مقایسه میانگین) جذب عنصر… 58

جدول4-8- مقایسه میانگین جذب عنصر در دو گونه مورد مطالعه. 56

جدول4-9- مقایسه میانگین جذب عنصردرتیمار­های آبی مختلف…. 56

جدول4-10- شاخص تحمل به تنش (STI) در دو گونه مورد مطالعه.. 59

جدول4-11- نتایج تجزیه واریانس (میانگین مربعات) صفات مورد مطالعه………………………………………………………………………61

جدول 4-12- مقایسه میانگین صفات مورد بررسی در دو گونه مورد مطالعه…………………………………………………………………..61

جدول 4-13- مقایسه میانگین صفات مورد بررسی در زمان­های مختلف…………………………………………………………………………62

جدول 4-14- مقایسه میانگین صفات مورد بررسی در تیمار­های آبی مختلف………………………………………………………………….62

جدول 4- 15- نتایج همبستگی پارامتر­های تبادلات گازی در گونه وی­ول………………………………………………………………………63

جدول 4-16- نتایج همبستگی پارامتر­های تبادلات گازی در گونه بلوط ایرانی……………………………………………………………….64

 

فهرست شکل­ها

شکل1-1- واکنش زنجیره­ای پلی­مراز…………………….. 26

شکل 1-2- رونویسی…………………………………. 27

شکل1-3- پردازش…………………………………… 27

شکل 1-4- ترجمه…………………………………… 28

شکل 1-5- نسخه برداری ­معکوس………………………… 29

شکل 4-1- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت پتاسم برگ…. 57

شکل4-2- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت سدیم برگ…… 57

شکل4-3- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت سدیم ریشه….. 58

شکل 4-4- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت نسبت سدیم به پتاسیم برگ   58

شکل 4-5- بر همکنش گونه و تنش خشکی برای صفت نسبت سدیم به پتاسیم ساقه  58

شکل4-6- تصویر ژل بار­گذاری شده…………

چکیده

جنگل­های زاگرس حدود40 درصد از کل جنگل­های ایران را به خود اختصاص داده اند و بیشترین تأثیر را در تأمین آب، حفظ خاک، تعدیل آب و هوا و تعادل اقتصادی اجتماعی در کل کشور دارند. این جنگل­ها به علت دارا بودن اقلیم مدیترانه­ای دارای فصل خشک طولانی در طی دوره­ی رویش گیاهی در طول سال بوده، و مقدار آب در دسترس در این جنگل­ها یک فاکتور محدود کننده­ی اولیه در تجدید حیات گونه­های این مناطق می­باشد. تنش­های غیر زیستی مانند خشکسالی پدیده­های مهمی هستند و بر روی سلامت، بهره­وری و تناسب جنگل­های ما اثر گذار می­باشند، بنابراین نیازمند به درک ژنومی و اکوفیزیولوژیکی پاسخ درختان جنگلی به تغییر شرایط آب و هوایی می­باشد. با استفاده از مطالعات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی، می­توانیم روش­های اصلاحی مختلفی که برای مقاومت به خشکی وجود دارند را شناسایی کنیم. در این آزمایش، بذور سه گونه بلوط مورد مطالعه (Q. brantii، Q.libania و Q.infectoria) در داخل گلدان پلاستیکی در فضای آزاد کاشته شدند (هرگلدان حاوی 2-1 بذر). نهال­های گونه Q.infectoria به علت سبز نشدن در این آزمایش لحاظ نگردید. جهت اعمال تنش نهال­ها به فضای گلخانه منتقل شدند و نهال­های سالم از هر گونه به 4 دسته تیمار کنترل و تنش کمبود آب در سه سطح تقسیم شدند. نهال­های در نظر گرفته شده برای تنش کمبود آب آبیاری نشدند تا به ظرفیت مزرعه­ای مورد نظر (70٪، 50٪ و 30٪ ظرفیت مزرعه­ای) رسیدند، ولی نهال­های کنترل هر روز آبیاری گردیدند تا محتوی آب خاک گلدان­ها در حدود 100٪ ظرفیت مزرعه­ای نگه داشته شود. پس از برداشت نهال­ها، پارامترهای رویشی و مورفولوژی (ارتفاع نهال، طول ریشه، وزن برگ و ساقه و ریشه، تعداد کل برگ، نسبت برگ سبز به کل برگ، بیوماس، نسبت ریشه به ساقه، وزن خشک برگ، ریشه و ساقه) و پارامترهای فیزیولوژی (محتوی نسبی آب برگ و ساقه و ریشه (RWC)، نرخ نشت الکترولیت (EL)، عملکرد فتوسیستم II و تبادلات گازی) اندازه­گیری شدند و در نهایت استخراج RNA از نمونه­های فریز شده برگ و ریشه انجام گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که تنش خشکی تاثیرات منفی بر پارامتر­های رویشی، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی بلوط داشت، به طوری که اکثر پارامترهای رویشی و فیزیولوژیکی کاهش یافت اما نرخ نشت الکترولیت اندام­ها افزایش یافت. بر اساس نتایج بدست آمده از جذب عنصر تنش خشکی باعث افزایش میزان

پتاسیم در ریشه و ساقه گردید. همچنین نتایج نشان داد که میزان شاخص تحمل نیز در گونه بلوط ایرانی در تمام پارامتر­های مورد مطالعه به جز وزن تر و خشک برگ بیشتر از گونه وی­ول می­باشد. در این مطالعه گونه بلوط ایرانی نسبت به گونه وی­ول با جذب سدیم کمتر برگ و در نتیجه نسبت سدیم به پتاسیم کمتر و نیز کاهش تعداد برگ توانست تحمل بهتری را از خود نشان دهد. پارامترهای مربوط به تبادلات گازی نشان داد که تیمار تنش کمبود آب سبب کاهش معنی­داری در هدایت روزنه­ای، فتوسنتز، هدایت مزوفیلی و دی­اکسیدکربن زیر روزنه­ای به محیطی و تعرق شد. همچنین گونه وی­ول فتوسنتز، کارایی مصرف آب و تعرق بیشتری نسبت به بلوط ایرانی داشت. به طور کلی می­توان نتیجه­گیری کرد که در هر دو گونه محدودیت روزنه­ای و غیر روزنه­ای باعث کاهش فتوسنتز گردید. همچنین گونه بلوط ایرانی به دلیل داشتن کارایی مصرف آب کمتر و کاهش بیشتر درصد تغییرات پارامتر­های گازی نسبت به گونه وی­ول از مکانیسم اجتناب از خشکی در زمان تنش بهره می­جوید. اما در مورد مطالعات مولکولی عمل استخراج RNA  صورت گرفت مرحله run کردن نمونه نیز انجام شد ولی در مرحله الکتروفورز به علت مشاهده نشدن نوار­های مربوط بهRNA  مطالعات مولکولی موفقیت­آمیز نبود.

 

1-1- مقدمه و هدف

جنگل­­های زاگرس از گسترده­ترین اکوسیستم­های جنگلی در حال تخریب در ایران می­باشند و دومین اکوسیستم طبیعی بعد از جنگل­های شمال محسوب می­شوند که از لحاظ حفاظت آب و خاک و مسائل اقتصادی، اجتماعی اهمیت بالایی دارد (حسینی و همکاران، 1387). بنابراین احیاء و غنی­سازی این جنگل­ها با گونه­های مختلف جنس بلوط که مهمترین جنس تشکیل دهنده­ی آن است، ضروری می­باشد (ذوالفقاری، 1387). اما جنگل­های زاگرس به دلیل داشتن اقلیم مدیترانه­ای، دارای فصل خشک طولانی در طی دوره­ی رویش گیاهی و پراکنش نامنظم بارندگی در طول سال هستند و در نتیجه مقدار آب در دسترس این جنگل­ها به عنوان یک فاکتور محدود کننده اولیه در تجدید حیات گونه­ها به ویژه بلوط محسوب می­شود. طبق نظر محققین جنگل­های بلوط غرب در زمره جنگل­های خشکی­گرا هستند. سه گونه­ی بلوط در کل زاگرس وجود دارد که هر 3 گونه بومی ایران می­باشند و مورد قبول اکثر گیاه شناسان ایران است. این گونه ها شاملQuercus infectoria  و Quercus libania  و  Quercus brantii می­باشند (جزیره­ای و ابراهیمی، 1382).

بر اساس مناطق رویشی، رویشگاه گونه­های مختلف زاگرس را به دو بخش متمایز تحت عنوان زاگرس شمالی و زاگرس جنوبی تقسیم نموده­اند. زاگرس شمالی رویشگاه ویژهQuercus libani Olivier  است که البته در قسمت­هایی از این حوزه با Q. infectoria Olivier یاLindl  Q. brantii یا با هر دو مخلوط می­گردد. اما زاگرس جنوبی که دارای اقلیم خشک­تری نسبت به زاگرس شمالی است، رویشگاه ویژه گونه Q. brantii است (جزیره­ای و ابراهیمی، 1382).

تنش­های غیر زیستی مانند خشکسالی پدیده­های مهمی هستند و بر روی سلامت، بهره­وری و تناسب جنگل­های ما اثر گذار می­باشند، بنابراین نیازمند به درک ژنومی و اکوفیزیولوژیکی پاسخ درختان جنگلی به تغییر شرایط آب و هوایی می­باشد (راجورا و همکاران[1]، 2011). کمبود آب، یک مشکل جهانی رو به افزایش است. کمبود آب تولید بسیاری از اکوسیستم­های طبیعی را مخصوصاً در اقلیم­های خشک محدود می­کند. به علاوه تنش آبی به عنوان مهمترین تنش غیرزیستی نقش مهمی در کاهش تنوع ژنتیکی و عملکرد گیاهان در جهان دارد (کوچکی و همکاران،1384).  هر چند جنگل­های غرب ایران از نظر وسعت بیشترین سطح جنگل­های کشور را داراست، اما از نظر اقتصادی (تولید چوب) بعد از جنگل­های شمال کشور قرار دارد و نقش اصلی این جنگل­ها حفاظت از آب و خاک است که نباید نادیده گرفته شود. بنابراین به منظور احیاء جنگل­های غرب کشور به ناچار باید از گونه­های سازگار و بومی جنگل­های زاگرس استفاده گردد (فتاحی،1378).

بارتلس و سانکار[2] (2005) بیان کردند که خشکی علاوه بر ایجاد تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی، در سطح مولکولی نیز تغییراتی را به­وجود می­آورد. تا امروزه مطالعات کمی در زمینه­ی تنش­های محیطی بر روی درختان جنگلی صورت گرفته که هدف اصلی آ­­نها شناسایی و ایجاد واریته­هایی است که بتوانند به خوبی در برابر تنش­ها از خود مقاومت نشان داده و محصول بیشتری تولید نمایند. از این­رو استفاده از فن­های جدید جهت انجام مطالعه بر روی تنش­ها­ی محیطی امر­ی اجتناب ناپذیر بوده و از لحاظ اقتصادی نیز قابل توجیه است (خویدکی، 1389). با استفاده از مطالعات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و مولکولی، می­توانیم روش­های اصلاحی مختلفی که برای مقاومت به خشکی وجود دارند را شناسایی کنیم (نوروزی، 1383).

بررسی­ها نشان داده که زادآوری طبیعی جنس بلوط اغلب با مشکلاتی مواجه است (تادانی[3] و همکاران، 1995) و کیفیت پایین نهال­های بلوط نیز جنگل­کاری با این گونه را با مشکل روبرو کرده است (کلارک[4]و همکاران،2000)، بنابراین مطالعه خصوصیات مورفولوژیکی و رویشی (ریچ [5]و همکاران، 1992) و همچنین مشخصات فیزیولوژیک (جذب و انتقال و فتوسنتز) روی مقاومت گیاه در برابر خشکی دارای اهمیت بسیار می­باشد و بر این اساس است که اختلاف در استراتژی مقاومت به خشکی در گیاهان در گونه­ها یا اکوتیپ­های مختلف وجود دارد (لویا و فرناندزالس[6] ، 1998).

امروزه روش­هایی استفاده می­شود که می­توانند اظهار متفاوت ژن­ها را در بین نمونه­های آزمایشی شناسایی کنند. یکی از بهترین این روش­ها cDNA-AFLP می­باشد که این روش به دلیل ­تکرارپذیری و حساسیت بالا، به وفور مورد استفاده قرار می­گیرد (باچم[7] و همکاران، 1996). روشcDNA – AFLP به ما اجازه می­دهد تا اظهار متفاوت از رونوشت­ها را با استفاده از PCR تشخیص دهیم.

با توجه به مطالب گفته شده در بالا و اهمیت روز افزون خشکی و تخریب جنگل­های زاگرس و عدم موفقیت در جنگل­کاری­ها، تحقیق حاضر در نظر دارد به بررسی و مطالعه پاسخ­های مرفولوژیکی، فیزیولوژیکی و ژنتیکی با استفاده از نشانگر مولکولی cDNA-AFLP، نهال­های سه گونه بلوط ایرانی، دارمازو و وی­ول نسبت به تنش خشکی به منظور شناخت عکس­العمل­های گونه­های مختلف بلوط با تنش کمبود آب، بپردازد.

 

سوالات اصلی این پژوهش به شرح ذیل می­باشد:

  • آیا تنش خشکی باعث ایجاد تفاوت الگو­های باندی اظهار شده cDNA-AFLP در سه گونه بلوط زاگرس، نسبت به کنترل می­شود؟
  • آیا شدت تنش خشکی یا تیمار­های آبی مختلف در بروز الگو­های باندی و نوع الگو­های موثر است؟
  • آیا ­بافت­های ریشه و برگ از نظر نوع الگو­های باندی در واکنش به خشکی متفاوت هستند؟
  • آیا گونه­های مختلف بلوط زاگرس از نظر پاسخ به پارامتر­های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و جذب عناصر با هم تفاوت دارند؟

 

هدف­های این پژوهش نیز با توجه به سوالات مطرح شده در بالا به صورت زیر می­باشد:

  • تعیین تفاوت­های موجود در الگو­های باندی گونه­های مختلف بلوط با استفاده از cDNA-AFLP در حالت تنش خشکی نسبت به کنترل برای شناسایی باند­های Informative در هر گونه به طور جداگانه.
  • مقایسه­ی الگوهای باندی بیان شده هر یک از بافت­های ریشه و برگ.
  • مقایسه پاسخ­های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و جذب عناصر در سه گونه بلوط زاگرس و شناسایی مقاوم­ترین گونه بر اساس پارامتر­های مورد مطالعه.

 

تعداد صفحه : 107

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 :        09309714541 (فقط پیامک)        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.

--  -- --

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