عنوان پایان‌نامه
روابط آبی و خصوصیات آناتومیکی برگ های گیاه کشت بافتی گردو
- رشته تحصیلی
- مهندسی تولیدات گیاهی- اصلاح گیاهان باغبانی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 959;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80511;کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 959;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 80511
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- زینب ملکی آسایش
- استاد راهنما
- کورش وحدتی, ساسان علی نیائی فرد
- چکیده
- تکثیر گیاه گردو از طریق بذر موجب افزایش تنوع ژنتیکی و تفرق صفات می¬شود. از طرفی ریشه دار کردن قلمه ها برای پیوند در این گیاه مشکل و زمانبر می باشد از این رو کشت بافت گیاهی یکی از روش های مناسب برای تکثیر گردوی ایرانی می باشد. با این وجود از بین رفتن تعداد زیادی از گیاهچه های کشت بافتی در طول دوره انتقال یکی از مشکلات اصلی کشت بافت گردو می باشد. در پژوهش حاضر به منظور پیدا کردن دلایل حساسیت گیاهان کشت بافتی حین فرایند انتقال، تفاوت های آناتومیکی، فیزیولوژیکی و مورفولوژیکی ایجاد شده در گیاهان کشت بافتی در مقایسه با گیاهان گلخانه ای گردو مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج این آزمایش نشان داد که نرخ تعرق درگیاهان کشت بافتی سه برابر نرخ تعرق در گیاهان گلخانه ای در طول دوره پسابیدگی بود که این امر در اثر توسعه روزنه های دارای اندازه متنوع و ناکارآمد و کوتیکول ضعیف بود. با وجود افزایش اسمولیت های پرولین و گلایسین بتائین و کاهش پتانسیل اسمزی برگ در گیاهان کشت بافتی، دلیل اختلال در عملکرد روزنه و نرخ تعرق بالا، پایین بودن مقدار عناصر Ca2+ و K+ در گیاهان کشت بافتی در مقایسه با گیاهان گلخانه ای تشخیص داده شد. با توجه به این نتایج، PEG در محیط کشت گیاهان کشت بافتی با هدف افزایش قابلیت حفظ آب از طریق ایجاد تنش اسمزی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج این آزمایش نشان داد که تیمارهای PEG سه و پنج درصد، اگر چه نرخ تعرق را از طریق تغییر مورفولوژی روزنه (عرض روزنه و عرض شکاف روزنه) به ترتیب حدود 14% و 20% کاهش دادند، اما موجب کاهش رشد گیاهچه ها با ایجاد تنش اسمزی نیز گردیدند. بنابرین در آزمایش بعد، ABA با هدف بهبود مورفولوژی روزنه جهت کنترل اتلاف آب برگ بدون تاثیر بر خصوصیات مورفولوژیک گیاهچه ها استفاده گردید. این تیمار به طور چشمگیری با تغییر مورفولوژی روزنه و بدون تاثیر بر پتانسیل اسمزی و اسمولیت¬های سازگار، نرخ تعرق را در غلظت 10 میکرومولار 40% کاهش داد اما تاثیر چندانی در بهبود میزان RWC نداشت و غلظت بالای ABA موجب کاهش رشد طولی گیاهچه¬ها گردید. در آزمایش بعد، غلظت CO2 درون ظروف کشت بافتی با هدف بهبود پارامترهای مرتبط با فتوسنتز و بررسی تاثیر آن در بهبود روابط آبی گیاهان کشت بافتی افزایش یافت. نتایج این آزمایش نشان داد افزایش CO2 نیز با بهبود مورفولوژی روزنه و کاهش شکاف روزنه موجب کاهش نرخ تعرق تا 47% شد و قابلیت حفظ آب برگ را بهبود داد. با توجه به اینکه کاهش مقدار عناصر Ca2+ و K+ به دلیل کم بودن اختلاف فشار بخار آب عامل اصلی اختلالات ایجاد شده در گیاهان رشد یافته در شرایط درون شیشه ای بود. در قسمت دیگر از آزمایش، رطوبت نسبی درون ظروف کشت بافت، با هدف کاهش اختلالات مورفولوژیکی، آناتومیکی و فیزیولوژیکی و بهبود روابط آبی گیاهان کشت بافتی کاهش یافت. نتایج نشان داد که کاهش رطوبت درون ظروف کشت، موجب توسعه روزنه های کارآمد از طریق تغییر مورفولوژی روزنه گردید. کاهش رطوبت باعث کاهش شکاف روزنه، کاهش تراکم روزنه و کاهش در تنوع اندازه روزنه شد که در نهایت نرخ تعرق را 59% کاهش داد و اتلاف آب برگ را به میزان قابل ملاحظه ای بدون تاثیر منفی بر خصوصیات مورفولوژیک گیاهچه ها بهبود بخشید.
- Abstract
- Propagation by seeds causes high genetic diversity and segregation in walnut plants. On the other hand, formation of roots in walnut cuttings is difficult and time consuming. Therefore, micropropagation is emerged as a suitable method for walnut propagation. However, high mortality of in vitro-generated plants during transfer to ex vitro is a major limitation for walnut micropropagation. To discover why tissue cultured plants are sensitive to ex vitro conditions, anatomical, physiological and morphological differences were analysed between tissue culture plantlets and greenhouse walnut plants. The results showed that due to disturbed stomatal functioning and variation in stomatal morphology and poor cuticle development, transpiration rate in tissue cultured plantlets were three times higher than transpiration rate of greenhouse plants during ex vitro desiccation. Higher concentrations of proline and glycine betaine and lower osmotic potential were observed in the leaves of in vitro plantlets. Low concentrations of K+ and Ca2+ were recognized as the main reasons for stomatal malfunctioning and high transpiration rate of in vitro plantlets during desiccation. To increase leaf capacity to conserve its water content through osmotic adjustment, PEG was used in tissue culture medium of walnut plantlets. Transpiration rate was reduced almost 14% and 20% in respectively PEG 3% and 5% treatments as a result of changes in stomatal morphology. However, osmotic stress negatively influenced plantlets growth parameters. In the next experiment, ABA was used in tissue culture medium in order to reduce water loss without negative effects on growth. ABA (10 mM) caused 40% reduction in ex vitro transpiration rate through changing stomatal morphology. Compatible solute concentrations and leaf osmotic potential were not influenced by ABA applications. Although the length of plantlets was reduced by ABA, no effect of exogenously applied ABA was observed on RWC. In the next experiment, CO2 concentration was increased in the headspace of culture vessels in order to improve the photosynthesis and leaf water relations of in vitro plantlets. Increasing CO2 concentration resulted in 47% reduction in ex vitro transpiration rate and improvement of leaf capacity to control water loss via reducing the stomatal aperture. Since the low concentrations of K+ and Ca2+ due to low VPD environment in vitro were recognized as the main reason for low water conservation capacity of in vitro plantlets, the relative humidity (RH) in culture vessels was reduced in order to recover stomatal functionality. Reducing RH in the culture vessel induce generation of functional stomata by changing the stomatal morphology. Reducing RH caused decrease in pore width, stomatal density and variation in stomatal size as a result there was huge improvement in water conservation capacity through 59% reduction in transpiration rate without negative effects on plantlets vegetative characteristics. Key words: CO2, in vitro culture, Polyethylene glycol (PEG), Relative humidity, Stomata
