| شماره شناسایی
|
:
|
18885305
|
| شماره مدرک
|
:
|
۶۷۸۶۱
|
| نام عام مواد
|
:
|
[نشریه فنی]
|
| شناسه افزوده
|
:
|
فخرایی لاهیجی، مهشید
|
| عنوان اصلي
|
:
|
تنشهای غیر زنده گگوجه فرنگی پیوندی
|
| نام نخستين پديدآور
|
:
|
مهشید فخرایی لاهیجی
|
| صفحه شمار
|
:
|
۳۰ص.
|
| وضعیت انتشار
|
:
|
انتشارات موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، ۱۴۰۴
|
| فروست
|
:
|
شماره ثبت ۶۷۸۶۱ مورخ ۰۳-۰۶-۱۴۰۴
|
|
|
:
|
سامانه مدیریت انتشارات علمی
|
| موضوع
|
:
|
تنش غیر زنده
|
| خلاصه یا چکیده
|
:
|
مقدمه
تغییر اقلیم جهانی در سالهای اخیر به یک موضوع پیشرو در علم و اخبار بینالمللی تبدیل شده است. هیئت بیندولتی تغییرات آبوهوایی سازمان ملل متحد در سال ۲۰۱۸ اعلام کرد که دمای هوا و دریا یک درجه سانتیگراد بالاتر از دوره انقلاب صنعتی است و پیشبینی میشود تا سال ۲۰۳۰ تا ۵/۱ درجه سانتیگراد افزایش یابد. این شرایط به طور خاص بر عملکرد گوجهفرنگی تأثیر میگذارد و آن را در معرض تنشهای گرما، خشکسالی، سیل و شوری قرار میدهد. به همین ترتیب، رشد و نمو، بهرهوری و توزیع جغرافیایی سبزیجات و دیگر گیاهان تحتتأثیر این تنشهای غیرزیستی به طور مداوم تغییر میکند. این افزایش دما با افزایش فرکانس امواج گرما و وقوع رویدادهای شدید؛ مانند خشکسالی، سیل و طوفانهای شدید همراه میباشد؛ بنابراین، انتظار میرود که عملکرد گوجهفرنگی به طور فزایندهای در معرض تنشهای گرما، خشکسالی، سیل و تنش شوری قرار گیرد و این تنشها بر سبزیجات بسیار تأثیرگذار خواهند داشت. رشد و نمو، بهرهوری و عملکرد و توزیع جغرافیایی گیاهان تحتتأثیر تنشهای غیرزیستی به طور پیوسته تغییر می-کند. برای تداوم حیات و حفاظت از شرایط نامطلوب محیطی، گیاهان رویکردهای پیچیده سازگاری و مقابله با تنشهای محیطی را توسعه دادهاند که در زمینه این سازوکارهای دفاعی میتوان به تجمع متابولیتهایی اشاره کرد. تنشهای اکسیداتیوی که به دنبال اثر تنشهای محیطی ایجاد میشود، علاوه بر میزان بیوسنتز پلی آمینها و میزان تخریب آنها نیز در حفاظت از متابولیسم سلولی مهم بوده بهطوریکه گیاهان با تولید متابولیتها و پیامرسانهای سلولی دیگر، هم در فرایند دفاع و هم در تولید انرژی ضروری سلول در چرخه کربس مشارکت میکند، در پاسخ به تنشهای محیطی، گیاهان از شبکههای سلولی و اندامکهای مختلف مانند شبکه آندوپلاسماتیک، کلروپلاستها و میتوکندریها برای هماهنگی واکنشها استفاده میکنند. این فرایندها پیچیده بوده و شامل تعدادی از ژنها هستند که طی تنشهای مختلف فعال میشوند و به گیاه امکان تحمل شرایط سخت را میدهند. تنش اسمزی در گوجهفرنگیهایی پیوندی نقش مهمی در تعیین مقاومت و عملکرد گیاه دارد. این تنشها بهویژه در شرایط شوری و خشکی، میتواند تأثیرات کاهش وزن ریشه، افزایش مقاومت گوجهفرنگی پیوندی در برابر تنشهای اسمزی به گیاه اجازه میدهد بهتر با شرایط نامساعد محیطی سازگار و بر کیفیت میوه تأثیر گذاشته و منجر به فعالسازی مسیرهای سیگنالدهی و تولید مولکول-های دفاعی در گیاه میشود. بهطورکلی، گوجهفرنگی پیوندی به دلیل توانایی بالاتر در مدیریت تنشهای اسمزی، میتوانند عملکرد بهتری در شرایط نامساعد داشته باشند. پروتئینها در شرایط تنشهای غیرزیستی مانند گرما، خشکی یا تنش شوری عملکرد محافظتی دارند و از آسیب به پروتئینهای در معرض تنش جلوگیری میکنند. حساس شدن به یک نوع تنش، مانند گرما، میتواند مکانیسمهای گیاه را برای آمادهسازی در برابر شوک فعال کند و تأثیر تنشهای بعدی را کاهش دهد. بهعنوانمثال، قراردادن نشاهای گوجهفرنگی پیوندی تا ۲۰ ساعت در دمای ۳۸ درجه سانتیگراد، به آنها این امکان را میدهد که تا شش روز در برابر گرمای بیش از ۳۵ درجه مقاومت کنند. همچنین، قرارگرفتن نشاهای پیوندی در معرض تنش خفیف خشکی یا دماهای نزدیک به انجماد، یا مقادیر پایین علفکش پاراکوات، میتواند به مقاومت آنها در برابر تنشهای مشابه کمک کند. اگر ژنهای مرتبط با محافظت پرایمینگ خاموش شوند، گیاهان گوجهفرنگی پیوندی تحتتأثیر عوامل تنش آسیب میبینند. در این حالت، تولید پراکسید هیدروژن و تحریک آنزیمهای آنتیاکسیدان نقش کلیدی در حفاظت متقابل ایفا میکند (Heuvelink, 2018) .
گوجهفرنگی در طـول دوره رشد خود در معرض تنشهای گوناگونی قرار دارنـد و در ایـن میــان کمبــود آب بزرگترین چــالش در تولیــد محــصولات کشاورزی بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک دنیا از جملـه ایـران میباشد. به علت کمبـود منـابع آب و نیـاز بـه صرفهجویی در مصرف آب بهخصوص در بخـش کـشاورزی لازم است علاوه بر بالابردن عملکرد محصولات، افزایش بازده مصرف آب را نیز در اولویت قرار دهیم. گیاهان در هنگام مواجه بـا تنش خـشکی مکانیسمهای فیزیولوژیــک مختلفــی را بــه خــدمت میگیرند. یکــی از مکانیسمهای کارآمد که گیاه در شـرایط کمبـود آب از آن بهـره میبرد، تنظـیم اسـمزی اسـت که یـک پدیـده فیزیولوژیکی است که در طی آن پتانـسیل اسـمزی بافتهای تحت تنش، در اثر انباشتهشدن مواد اسمزی از جمله عناصر غـذایی (مانند پتاسیم، سدیم و کلسیم) و برخی متابولیتها مانند قندها، اسیدهای آمینـه (خـصوصاً پـرولین) و اسـیدهـای آلـی کـاهش مییابد و بنابراین فشار اسمزی سلولها در حد مطلوب نگهـداری میشود. این متابولیتها چـون هیچگونه تعارضـی بـا واکنشهای عادی بیوشـیمیایی گیـاه ندارنـد بـه متابولیتهای سازگار نیـز مرسوماند. از طـرف دیگر کمبود آب ماننـد سـایر شرایط نامـساعد محیطـی، تـنش اکیسداتیو ایجاد میکند و از طریق بستهشدن روزنهها و در نتیجه کمبود دیاکسیدکربن، باعث مهار فتوسنتز شده و منجر بـه تـشکیل انـواع اکـسیژن فعـال در کلروپلاسـت میشود کـه باعـث آســیب بـه غـشا در اثــر پراکـسیداسیون لیپیـدی میگردد. گـزینش گیاهـان در شرایط بدون تنش، تأثیری بر پاسخ به خشکی ندارد؛ بنابراین هدف اصـلی در علـوم گیـاهی جهـت سـازگاری گیاهـان بـا شرایط محیطی، درک مکانیسمهای فیزیولوژیک مقاومـت بـه تنشهاست. یکی از راههای جلوگیری یا کاهش تلفات تولید ناشی از شرایط نامطلوب شیمیایی و فیزیکی خاک و تنشهای محیطی در گوجهفرنگی، پیوند آنها بر روی پایههایی است که قادر به کاهش اثر تنشهای خارجی روی اندام هوایی هستند. استفاده از تکنیک پیوند در گوجهفرنگی در ابتدا با کاهش خسارات ناشی از بیماریهای خاکزاد توسعه پیدا کرد، با بهرهگیری از پایه پیوندهای مناسب از پیوند در جهت افزایش تحمل به تنش کمآبی افزایش رشد و عملکرد، طولانی کردن دوره برداشت به طور فزایندهای موردتوجه بوده و در حال گسترش است.
امروزه پایههایی جهت اهداف گوناگون از جمله غلبه بر بسیاری از تنشهای زیستی و غیرزیستی درجهان معرفی شده است؛ ولی اثرات متقابل پایهها با پیوندکهای مختلف، متفاوت بوده و برای دستیابی به ترکیبات پیوندی مناسب نیاز به تحقیقات گسترده میباشد. استفاده از پایههای متحمل به تنش کمآبی یکی از گزینهها برای تولید گوجهفرنگی در مناطق مواجه به تنش میباشد و در همین رابطه تعدادی با پایه تجاری متحمل به تنش نیز شناسایی شده است. از طرفی گوجهفرنگی دارای خویشاوندان وحشی مانند لایکوپرسیکون پنپنفیلیوم، لایکو پیرسیکون چسمانی و لایکو پیرسیکون پرووانیوم که به دلیل پراکنش آنها در محدوده جغرافیایی نسبتاً وسیع از تحمل بالایی به تنشهای غیرزنده برخوردار هستند. امیدبخشی از برخی جنبههای مهم تعدیل و تحمل تأثیرات مضر تنش مخصوصاً کم آبیاری در گوجهفرنگی نشان داد که ارزیابی ژرم پلاسم غیرزراعی گوجهفرنگی بهمراتب به ژنوتیپهای محتملتری منجرمیشود چرا که حدوداً ۱۲ گونه وحشی از گوجهفرنگی است که از محدوده پراکنش جغرافیایی نسبتاً وسیعی برخوردارند و در هر گونه دهها اکسشن در بانکهای ژن گوجهفرنگی نگهداری میشود که خصوصیات ژنتیکی متنوعی دارند . این ژنها میتوانند به انتقال صفات مثبت مانند تحمل به خشکی، مقاومت به آفات و بیماریها و بهبود کیفیت میوه کمک کنند (فخرایی همکاران ۱۴۰۰). پیوند گوجهفرنگی با پایههای مقاومتپذیر میتواند تأثیرات منفی تنشهای زنده و غیرزنده را کاهش دهد. این موضوع میتواند به بهبود توانایی گیاه در جذب آب و مواد مغذی در شرایط کمآبیاری کمک کند.همچنین با استفاده از فناوریهای نوین مانند ویرایش ژن و شبیهسازی فرآیند شناسایی و معرفی ژنوتیپهای مقاوم به تنش را تسریع بخشید و امکان اصلاح سریعتر و مؤثرتر را فراهم آورد. بهکارگیری این ژنوتیپها، کشاورزان قادر خواهند بود تا در شرایط آب و هوایی نامناسب و کمآبی به تولید پایدار ادامه دهند. این امر نه تنها به افزایش بهرهوری، بلکه به کاهش نیاز به منابع آب و بهبود شرایط اقتصادی کشاورزان نیز منجر خواهد شد.
|