|
" ایجاد ارقام جدید رز با بکارگیری روش های کلاسیک و مدرن بیوتکنولوژی "
| شماره شناسایی
|
:
|
18789964
|
| شماره مدرک
|
:
|
۴۷۹۸۹
|
| نام عام مواد
|
:
|
[گزارش نهایی-ویزه]
|
| شناسه افزوده
|
:
|
جعفرخانی کرمانی، مریم
|
|
|
:
|
حسنلو، طاهره
|
|
|
:
|
حبشی، علی اکبر
|
|
|
:
|
عنایتی شریعت پناهی، مهران
|
| عنوان اصلي
|
:
|
ایجاد ارقام جدید رز با بکارگیری روش های کلاسیک و مدرن بیوتکنولوژی
|
| صفحه شمار
|
:
|
۱۲۴ص.: مصور (رنگی)، جدول، نمودار
|
| وضعیت انتشار
|
:
|
کرج: پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، ۱۳۹۳.
|
| فروست
|
:
|
شماره ثبت۴۷۹۸۹مورخ ۱۳۹۴/۰۷/۲۵
|
|
|
:
|
شماره طرح ۱-۰۵-۰۵-۸۷۰۴
|
|
|
:
|
شماره نامه ۲۰۵۷/۲۵۱ مورخ ۱۳۹۴/۰۵/۳۱
|
|
|
:
|
این طرح: ترویجی است
|
|
|
:
|
دستاورد بر حسب ماهیت: اختراع است
|
|
|
:
|
انتشار در قالب: مقالات علمی-پژوهشی داخلی و خارجی
|
|
|
:
|
۴۷۹۸۹
|
|
|
:
|
۴۷۹۸۹
|
| شماره ثبت
|
:
|
۴۷۹۸۹
|
| خلاصه یا چکیده
|
:
|
Rose is one of the most important ornamental flowers in the world and due to its high commercial value and large cultivation area has become one of the valuable ornamentals in Iran as well. Rose breeding is usually conducted through traditional crosing methods and selection. However, because of high heterozygosity and limited genetic resources, conventional methods can not generate the genetic variation, which is needed in the rose breeding programms. Therefore, modern breeding methods are suitable cnadidates to allow the transfer of genes or induce the necessarry genetic changes. Wide range of useful genes are used in rose breeding which include genes to induce resistance to pests and diseases, genes to change flower color and flower morphology and genes which increase the flower vase life. To obtain a suitable breeding program for roses, a megaproject which included 9 research projectrs were carried out. In the first project, mass propagation protocol for R. hybrida cv. Iceberg, and mass propagation protocol for R. persica were optimized. Using the mass propagation protocols 2000 plants of Akito and 8 other rose cultivars were propagated. In the second project threee rose cultivars (Full house, Avalanch & Dolce Vita) were propagated by three methods (tissue culture on their own roots, tissue culture grafted on rootstock & imported roses). Results indicated that there was not a significant difference between roses propagated by tissue culture and imported ones. In the third project increasing ploidy level in roses were optimized and hexaploid roses from R. hybrida cv. Iceverg were produced. Results indictated that genotype and the ploidy level of donor plants are very important in chromosome doubling. In the forth project Qualitative and quantitative analysis of essential oils in the triploid and hexaploid roses were compared. Results showed that Phenol, anthocyanin and flavenoids were higher in hexaploid plants compared to triploids, whereas carotenoids were higher in triploids than hexaploids. However, the essence contitutents such as -pinene, gemacerine-D and -guanine were higher in the hexaploids compared to the triploid plants. In the fifth project the gene which encodeed Chitinase protein was cut with the restriction enzyme XbaI and SacI and was linked to binary vector pBI121. The plasmid pBI-Chi was extracted from E.coli and was transferred to LBA4404. The confirmed Agrobacterioum tumofacience strains were used in the sixth project where Plasmid pBI121 containing chitinase gene with the CaMV35S as promotor and nptII as selective marker were transferred to the Agrobacterium strain LBA4404.The gene transfer was performed on R. hybrida cv Black Baccara. PCR showed that putative transgenic plants may have at least one copy of the chitinase gene in their genome. In the seventh project in vitro mutation of roses was optimized and results showed that the LD50 for different genotypes treated with physical mutagens (between 20 and 70 Gy of gamma rays) and chemical mutagens (between 20 and 50 mM of sodium Azide and between 70 and 80 mM ethyl methane sulfonate in 60 minute treatment) were different. The genome size of mutants was different to their donor plants and 200 mutant plants were produced using this method. In project eight, microspore culture of roses was optimized and the result showed that the best developmental stage of microspores (mid to late-stage of singular cell) can be determined by DAPI staining. Induction medium for multicellular structure production was optimized, microspore embryogenesis was induced in one rose cultivar and the protocol for microspore embryogenesis was presented for the first time. In the final project rose embryo rescue technique was optimized and seven two-way crosses between commercial cultivars and 10 crosses between commercial cultivars and wild species were carried out. Suitable seed parents and pollen donors were determined and 37 new rose genotypes were obtained. Key words: Rose, breeding, mass propagation, polyplodization, microspore culture, gene transfer, mutation
|
|
|
:
|
گل رز یکی از مهمترین گیاهان زینتی جهان بوده که با ارزش تجاری بالا و سطح زیر کشت وسیع خود نسبت به سایر زینتی ها، به یکی از گیاهان زینتی مهم در کشور نیز تبدیل شده است. به‌نژادی رز از طریق سنتی با استفاده از تلاقی و انتخاب صورت می گیرد. استفاده از روش های کلاسیک به‌نژادی، حتی با وجود این که نیازمند زمان طولانی بوده و منجر به از دست رفتن بسیاری از خصوصیات مطلوب ارقام حداقل در نسل های اول حاصل از تلاقی خواهد شد هنوز در برخی موارد کارآمد هستند ولی این روشها با توجه به وجود هتروزیگوسیتی بالا و منابع ژنی محدود آنطورکه باید و شاید نتوانسته‌اند جوابگوی نیازهای به‌نژادی رز باشند. روشهای اصلاحی نوین برای رز بسیار مناسب هستند، زیرا امکان انتقال و تغییر ژنها را در رز فراهم می‌کنند. دامنه وسیعی از ژنهای مفید در رزها استفاده می‌شوند که شامل ژنهای مقاومت به آفات و بیماریها، رنگ گل، مرفولوژی و ماندگاری گل هستند. برای رسیدن به یک برنامه به‌نژادی مدون در رز این طرح در قالب ۹ پروژه انجام شد. پروژه اول با هدف بهینه سازی و عملیاتی کردن پروتکل ریزازدیادی رز به منظور استفاده در برنامه های اصلاحی انجام و دستاوردهای آن شامل بهینه سازی پروتکل تکثیر انبوه برای رقم تجاری R. hybrida cv. Iceberg ، بهینه سازی پروتکل تکثیر انبوه برای گونه رز R. persica، استفاده از پروتکل تکثیر انبوه ایجاد شده و تولید ۲۰۰۰ گیاهچه رقم رز Akito و تولید ۸ رقم تجاری رز با استفاده از فناوری کشت بافت بود. در پروژه دوم سه رقم تجاری رز Full house، Avalanch و Dolce Vita با سه روش تکثیر: سنتی (وارد اتی)، رزهای کشت بافتی رشد یافته بر روی ریشه خود و رزهای کشت بافتی پیوند شده بر روی پایه نسترن مقایسه شد. نتایج نشان داد که عملکرد رزهای کشت بافتی همانند رزهای وارداتی بود و تفاوتها معنی دار نبود. پروژه سوم با هدف بهینه سازی روش افزایش سطح پلوئیدی در ارقام رز انجام گرفت که در آن گیاهان هگزاپلوئید از رقم تجاری Ice berg ایجاد شدند و رقم جدید ابری جهت ثبت به موسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر معرفی شد. نتایج نشان داد که ژنوتیپ و سطح پلوئیدی گیاه اولیه در روش افزایش سطح پلوئیدی تاثیر گذار است. مقایسه کمی و کیفی ترکیبات معطره رقم رز هگزاپلوئید با رقم اولیه مادری(Ice berg) در پروژه چهارم انجام و نتایج نشان داد که میزان ترکیبات فنلی، آنتوسیانینی و فلاونوئیدی در گیاهان هگزاپلوئید بیشتر از گیاهان تریپلوئید بود درحالیکه میزان کاروتنوئید در گیاهان تریپلوئید بیشتر از گیاهان هگزاپلوئید بود. همچنین ترکیبات تشکیل دهنده اسانس (بتا پینن و دی جرماسرن و بتا گوائین) در گیاهان هگزاپلوئید افزایش یافته است. در پروژه پنجم ژن کدکننده پروتئین کیتیناز با دو آنزیم محدودگر XbaI و SacI برش داده شد و سپس به ناقل دوگانه pBI۱۲۱ متصل شد. در نهایت پلاسمید نوترکیب pBI-Chi از باکتری اشرشیاکولای استخراج و به سویه LBA۴۴۰۴، منتقل شد. سویه آگروباکتریوم تومفاسینس تایید شده در برنامه‌های انتقال ژن پروژه ششم مورد استفاده قرار گرفت. در پروژه ششم پلاسمید pBI۱۲۱ حاوی ژن کیتیناز (chitinas) با پیشبر CaMV۳۵S و نشانگر انتخابیnptII ، به اگروباکتریوم سویه LBA۴۴۰۴ منتقل شد. انتقال ژن به رقم Black Baccara انجام گرفت و واکنش PCR نشان داد که گیاهان تراریخته احتمالی حداقل یک نسخه از ژن کیتیناز را در ژنوم خود دارا هستند. در پروژه هفتم به‌نژادی با ایجاد جهش بهینه شد و نتایج نشان داد که LD۵۰ برای ژنوتیپ های مختلف در ریز نمونه گره با موتاژن‌های فیزیکی (بین ۲۰ تا ۷۰ گری از اشعه گاما) و با موتاژن‌های شیمیایی(بین۲۰ تا ۵۰ میلی مولار از سدیم آزاید و بین ۷۰ تا ۸۰ میلی مولار از اتیل متان سولفونات در ۶۰ دقیقه تیمار ) متفاوت بود. ۲۰۰ گیاه موتانت احتمالی ایجاد شدند. پروژه هشتم با هدف بررسی روش اصلاحی هاپلوئیدی و تهیه گیاهان دابلد هاپلوئید در رز انجام و نتایج نشان داد که بهترین مرحله تکوین میکروسپورها (مرحله میانی تا انتهایی تک سلولی) با رنگ آمیزی DAPI قابل تعیین است همچنین بهینه سازی محیط کشت القایی ساختارهای چند سلولی انجام و در یک رقم رز جنین زایی کروی القا و دستورالعمل جنین زایی میکروسپور در رز برای اولین بار شناسایی و ارایه گردید. در پروژه نهم روش نجات جنین برای رز بهینه و ۷ تلاقی دو طرفه بین ارقام تجاری و ۱۰ تلاقی بین ارقام تجاری و گونه های وحشی انجام و ارقام مناسب به عنوان والدین مادری و گرده دهنده تعیین و ۳۷ ژنوتیپ جدید رز حاصل شدند. واژگان کلیدی: گل رز، به‌نژادی، تکثیر انبوه، افزایش سطح پلوئیدی، کشت میکروسپور، انتقال ژن، ایجاد جهش.
|
| |