دانلود مقاله روشهای سنتی اصلاح نباتات مبتنی بر دستکاری ساختار ژنتیکی
نوع فایل : Word 
تعداد صفحات : 115
فهرست محتوا
- فصل اول
- مقدمه:
- تاریخچة اهمیت کشت بافت:
- اساس گیاه شناسی برای کشت بافت:
- اهداف مورد نیاز با استفاده از تکنولوژیهای جدید کشت بافت و مهندسی ژنتیک:
- فصل دوم
- تاریخچه:
- اهمیت اقتصادی:
- گیاهشناسی یونجه:
- آب و هوا:
- کاربرد بیوتکنولوژی در اصلاح یونجه:
- مهندسی ژنتیک:
- فصل سوم
- کشت بافت
- فصل سوم
- بررسی منابع:
- کشت بافت یونجه:
- 4- باززایی
- 3-3- اثرات زمینه ژرم پلاسم در باززائی:
- انواع کشت بافت گیاهی:
- کشت سوسپانسیون:
- مراحل رشد کشت سلولی:
- بذر مصنوعی یونجه و کاربرد آن:
- کاربرد بیوتکنولوژی:
- پتانسیل بذور مصنوعی:
- کاربرد بذر مصنوعی:
- امکانات مورد نیاز برای کشت بافت و سلول گیاهی:
- مواد و روشها:
- انتخاب ارقام یونجه:
- روش تهیه محیط کشت MS:
- - سترون کردن محیط کشت، ظروف پتری و سایر لوازم:
- سترون کردن محیط کشت، ظروف پتری و سایر لوازم:
- برگ جوان وهیپوکوتیل:
- صفات اندازه گیری شده در دوره کال زایی:
- محیط جنین زایی:
- محیط تبدیل به گیاه:
- فصل چهارم
- بحث و نتیجه‌گیری
- فصل چهارم
- بحث و نتیجه گیری:
- انتخاب ارقام یونجه:
- شکل 2 : کاشت بذر های استریل در محیط کشت هورمون دار
- شکل 3: نمونه از کالوس آبدار و غیر جنین زا
- شکل 7: نمونه ای از کالوسهای حاصل از کاشت بذر
- بررسی اثر ارقام در رشد کالوسها:
- بررسی اثر متقابل سطوح هورمونی مختلف با ریزنمونه در رشد کالوسها:
- شکل8: تشکیل جنین کروی شکل
- شکل 10: تشکیل جنین نیزه ای شکل
- بررسی تأثیر نوع محیطهای کشت در جنین زایی:
- محیط باززایی:
- محیط تبدیل به گیاه:
- شکل 13: شاخه زایی در محیط تبدیل گیاهچه
- کشت سوسپانسیون:
- شکل14: نمونه از تولید شاخه و ریشه
- بحث و نتیجه گیری و پیشنهادات:
- شکل 15: نمونه ای از کشت سوسپانسیون
- شکل17: جوانه زنی جنین در محیط سوسپانسیون
- شکل 18: ایجاد شاخه در محیط کشت سوسپانسیون
- شکل 18: نمونه ای از مراحل تکاملی جنین در محیط سوسپانسیون
- منابع:
فصل اول
مقدمه:
روشهای سنتی اصلاح نباتات مبتنی بر دستکاری ساختار ژنتیکی گیاه کامل و از طریق تولید جنسی است. در سالهای اخیر روشی برای دستکاری ژنتیکی در سطح سلولی پیدا شده است که روشهای اصلاحی را بطور منحصر بفرد کامل می کند. موجودیت پیدا کردن روشهای کشت بافت و سلول را می توان به پیشرفتهای ناشی از دانش کشت سلولی و زیست شناسی مولکولی دانست (4 و 51)
بیوتکنولوژی یا فناوری زیستی مجموعه ای از فنون را تشکیل می دهد که امکان بکارگیری، توانایی و کارآیی سلولهای موجودات زنده اعم از حیوانی یا گیاهی را فراهم می سازد. در سالهای اخیر با انجام تحقیقات متعدد در حوزة بیوتکنولوژی کشاورزی این بخش دارای جایگاه مهم و باارزشی شده است و این امکان را در رابطه با گیاهان زراعی فراهم نموده است که بسیار مطالب کارآتر از روشهای کلاسیک اصلاح نباتات با استفاده از تکنیکهای مختلف از قبیل دست ورزی ژنتیکی (Genetic manipulation)، کشت بافت و سلول گیاهی در شرایط In Vitro و غیره، گیاهانی با سازگاری متناسب تر و بیشتر به شرایط محیطی و همچنین سازگار با نیاز انسانها تولید نماید.
تکنیک کشت بافت و سلول گیاهی در شرایط In Vitro ازجمله فنون بیوتکنولوژی است که کاربرد آن به اوایل سالهای 1950 می رسد. بر اساس این تکنیک، سلول گیاهی یا بافت از اندامهایی مثل ریشه، ساقه، برگ و گل آذین یا هر اندام دیگری از گیاه جدا شده و در شرایط کاملاً استریل و گندزدایی شده، در درون لوله های آزمایش محتوی محیط غذایی مصنوعی قرار گرفته و با تأمین نیازهای نوری و حرارتی مناسب تبدیل به یک گیاه کامل می گردد. این تکنیک همانطور که اشاره شد امکان تولید هزاران گیاهچه مشابه گیاه مادری را در مدت زمان بسیار کوتاهی و در فضای فیزیکی بسیار محدودی فراهم می‌سازد که با انتقال این گیاهچه ها به سطح گلخانه و مزرعه تولید انبوهی از گیاهان مورد نظر را می توان باعث شد. در اصلاح نباتات با استفاده از تکنیک کشت بافت و نیز تولید کالوس یا گیاهچه ها در مقیاس وسیع و انجام گزینش در بین نمونه ها می توان از ارقام مقاوم به استرسهای محیطی را تولید نمود. فنون فوق فرصتهای مناسبی در بخشهای مختلف تحقیقاتی، اقتصادی بوجود آورده است که با تقویت بخش دولتی و فعال نمودن بخش خصوصی کارایی این بخشها را برای تأمین و تولید محصولات اساسی کشور را، بطور قابل ملاحظه ای می توان افزایش داد. (51 و 98)
تاریخچة اهمیت کشت بافت:
مفهوم کشت بافت گیاهی خلاصة عبارت کشت پروتوپلاست گیاهی، سلول گیاهی، بافت و کشت اندام گیاهی است. کشت بافت و سلول گیاهی بر اساس نظریة شوان مبنی بر دارا بودن خاصیت توتی پوتنسی سلولها پایه گذاری شد. توتی پوتنسی خاصیتی است که بر اساس آن یک سلول دارای توان تبدیل شدن به موجود کامل است. در سالهای اخیر، تکنیک کشت بافت گیاهی به یک ابزار بسیار قدرتمند برای تکثیر و اصلاح بسیاری از گونه های گیاهی تبدیل گشته است. این تکنیک با ابراز نظریة گوتلیب هابرلاندت در مورد خاصیت توتی‌پوتنسی در سلول گیاهی در آغاز قرن بیستم آغاز گردید. هارلاند پیشنهاد نمود که روشهای جداسازی و کشت اندام گیاهی باید توسعه یابد و ادعا نمود که اگر محیط و مواد غذایی سلولهای کشت شده، دستورزی شده باشند، آن سلولها باید صفات ارثی مربوط به مراحل رشد و نموی گیاه اولیه را تکرار نمایمد. دیدگاه هابرلاند در حقیقت قابل توجه بود زیرا وی حتی بیان داشت که خارج از سلولهای سوماتیکی زنده، جنینهای مصنوعی به صورت غیر جنسی رشد و نمو می یابند.(5) احتمالاً وایت نخستین کسی بود در سال 1954 مسئله کشت سلولی را به روشنی بیان کرد. او بیان داشت که تفاوتهای بین سلولهای دیگر در آن ارگانیسم می باشد. لذا امکان دارد بتوان با جدا نمودن سلول، پتانسیل نهفته توتی پوتنت را به آنها بازگردانید. البته احتمال دارد که این خاصیت در سلول برای همیشه از دست رفته باشد. اسکوگ و میلر در 1957 پیشنهاد نمودند که اثرات متقابل کمی بین اکسین و سیتوکینین نوع رشد و مراحل مورفولوژیک را که باید در گیاه رخ دهد، تعیین می کنند. مطالعات آنها در توتون نشان داد که نسبت بالای اکسین به سیتوکسین باعث القای رشد ریشه می شود؛ درحالیکه نسبت بالای سیتوکسین به اکسین باعث القای رشد ساقه میگردد، هرچند که این الگو پاسخ کلی و عمومی نیست. (1 و 5 و 9 و 98)
دستورزی نسبت اکسین به سیتوکینین در بسیاری از گونه ها و جنسها برای ریخت زایی موفقیت آمیز بوده است. کارهایی که توسط مورل (1960) روی ازدیاد ارکیده انجام گردیده است، آغازی برای کاربرد تکنیک کشت بافت گیاهی برای تکثیر و اصلاح بسیاری از گونه های گیاهی بود که منجر به توسعه و گسترش استفاده از محیطهای کشت جدید با غلظتهای بالای نمک توسط موراشیگ و اسکوک گردید.
در سال 1966 نیز گوها و محشوری امکان ایجاد تعداد زیادی از گیاهچه هاپلوئید از دانه داتوره بوسیله کشت بساکهای نابالغ را ثابت کردند. (98)
در سال 1970 اولین امتزاج موفقیت امیز پروتوپلاست در محیط کشت تحقق یافت. در همین سال انتخاب موتانهای بیوشیمیایی در شرایط آزمایشگاهی صورت گرفت. در 1974 تولید گیاهان هیبرید حاصل از امتزاج پروتوپلاستهای هاپلوئید به نتیجه رسید. (1 و 98)
تحقیقات در زمینه کشت بافت گیاهی از سال 1975 به بعد بطور چشمگیری افزایش یافت و از دهة 1980 به بعد به عنوان بخش مهمی از بیوتکنولوژی گیاهی مورد توجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته است بطوریکه در سال 1977 توسط چلتون و همکاران ادغام موفقیت آمیز DNA پلاسمید Ti از Agrobacteriam tumefaciens به گیاهان صورت گرفت. (98 و 100)
در حال حاضر کشت بافت به عنوان پیش نیاز مهندسی ژنتیک از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از طرفی کشت بافت بعنوان مکمل روشهای کلاسیک متداول در اصلاح نباتات بکار می رود نه جایگزین آن (86 و 100)
اساس گیاه شناسی برای کشت بافت:
ظرفیت طبیعی گیاهان به منظور تکثیر توسط فرآیندهای غیرجنسی، اساس تکثیر در تکنیک کشت بافت است. کشت بافت به سادگی به ما کمک می کند تا از پتانسیل طبیعی موجود در گیاه برای رشد و تکثیر استفاده کنیم که البته تکنیکی بسیار کارآمد و قابل پیش بینی است (62 و 96)
اهداف مورد نیاز با استفاده از تکنولوژیهای جدید کشت بافت و مهندسی ژنتیک:
• تکثیر سریع گیاهان جهت استفاده در تحقیقات اصلاحی ژنتیکی.
• تولید گیاهان هاپلوئید و دای هاپلوئید
• ایجاد هیبریداسیون سوماتیکی بین گونه ای و بین جنسی
• ایجاد موتاسیونهای القایی
• حفظ و نگهداری منابع گیاهی از طریق کشت بافت
• انتقال ژنهای خارجی مطلوب به سلولهای مورد نیاز از طریق کشت بافت و مهندسی ژنتیک
• تولید گیاهان عاری از ویروس
• ایجاد لاینهای مقاوم به امراض و بیماریها
• ایجاد لاینهای مقاوم به شوری و خشکی
• تهیه لاینهای مقاوم به علف کشها
روشهای سنتی اصلاح نباتات مبتنی بر دستکاری ساختار ژنتیکی
