اثر القاي پلي‌پلوييدي بر صفات مورفوفيزيولوژيك سورگوم (Sorghum bicolor cv. KFS2)

Effect of Polyploidy induction on morpho-physiologic characteristics in sorghum (Sorghum bicolor cv. KFS2)

دست‌ورزي در محتواي كروموزوم گونه‌هاي گياهي به علت تاثير آن در برخي از ويژگي‌هاي مورفوفيزيولوژيكي و ايجاد تنوع ژنتيكي، يكي از روش‌هاي توانمند اصلاح نباتات محسوب مي‌شود. اين آزمايش در سال 1391 در دانشكده كشاورزي دانشگاه محقق اردبيلي اجرا شد و در آن به منظور القاي پلي‌پلوييدي در گياه سورگوم، بذر، گياهچه و جوانه‌هاي انتهايي ساقه با كلشي‌سين (025/0، 05/0، 1/0 و 2/0 درصد) در مدت زمان‌هاي 8، 24 و 48 ساعت تيمار شدند. تعيين درصد گياهان تتراپلوييد از طريق بررسي‌هاي مورفولوژيكي، روزنه‌اي و كاريولوژيكي انجام شد. نتايج نشان داد كه غلظت‌هاي‌ 025/0 درصد كلشي‌سين در زمان 48 ساعت و 1/0 درصد كلشي‌سين در زمان 24 ساعت بهترين تيمارها براي توليد گياهان تتراپلوييد در هر سه روش تيمار بودند. مقايسه گياهان ديپلوييد و تتراپلوييد نشان داد كه گياهان تتراپلوييد داراي تعداد روزنه كمتر ولي اندازه روزنه بزرگتري بوده و ضخامت برگ، ارتفاع بوته، طول و عرض برگ، قطر ساقه، تعداد برگ و ارتفاع و محيط خوشه در اين گياهان بيشتر بود. به علاوه، گياهان تتراپلوييد داراي تعداد گره كمتر يا برابر با گياهان ديپلوييد و در نتيجه فواصل ميانگره بيشتري بودند. ميزان كلروفيل، كربوهيدرات‌ها، پروتيين‌هاي كل محلول برگ و آنزيم‌هاي آنتي‌اكسيدان در گياهان تتراپلوييد افزايش معني‌داري را نشان دادند. نتايج حاصل از مطالعه الگوي بيان پروتيين‌هاي كل برگ‌ با استفاده از روش SDS-PAGE نيز نشان دهنده افزايش تراكم نوارهاي پروتييني در گياهان تتراپلوييد در مقايسه با گياهان ديپلوييد بود. نتايج اين آزمايش نشان داد كه القاي پلي‌پلوييدي مي‌تواند در بهبود برخي از صفات سورگوم موثر باشد.

Chromosome manipulation of the plant species for development of genetic variation in morpho-physiological characteristics is a powerful tool in plant breeding. This experiment was conducted at Mohaghegh Ardabili university, Iran, in 2013 to induce tetraploidy in sorghum seed, seedlings and terminal buds of sorghum were treated with colchicine (0.025, 0.05, 0.1 and 0.2%) for 8, 24 and 48 hours. Determination of tetraploid plants was done through the morphological, stomatal and karyological studies. The 0.025% of colchicine for 48 hours and 0.1% of colchicine for 24 hours were the effective treatments for production of tetraploid plants in all treatment. Comparison of diploid and tetraploid plants showed that tetraploid plants had less stomata number but with greater size. Thickness of leaves, plant height, leaf length and width, stem diameter, number of leaves and panicle length and diameter were also higher in these plants. In addition, tetraploid plants had fewer or equal node number with diploid plants, but longer internodes. The chlorophyll, carbohydrates, total soluble protein content of leaf and antioxidant enzymes activity were significantly greater in tetraploid plants. The protein expression patterns studied by SDS-PAGE represented an increase in density of the protein bands in tetraploid plants as compared with diploids. In conclusion, polyploidy induction can be effectively employed in improvement of some morpho-physiological traits in sorghum.