پایان نامه بررسی قابلیت تركیب‌پذیری عمومی و خصوصی برای صفت عملكرد در ده ایزوله خالص هموكاریون قارچ خوراكی تكمه‌

چكیــده

در بین قارچهای خوراكی، قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید رایج‌ترین قارچی است كه در سراسر جهان كشت می‌شود. كشت این قارچ نخستین بار در قرن هفدهم میلادی در فرانسه شروع شد ولی تاكنون نسبت به گیاهان زراعی تلاشهای كمتری در مورد اصلاح آن صورت گرفته است. در حال حاضر حدود 38% كل تولید قارچهای خوراكی دنیا، به قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید اختصاص داده شده است.

علیرغم اهمیت اقتصادی زیاد و تولید وسیع جهانی قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید، برنامه‌های اصلاحی این قارچ به علل زیر با مشكلات زیادی روبرو بوده است. نخست این كه بیشتر بازیدیوسپورهای این قارچ حاوی دو هستة هاپلوئید متفاوت و سازگار از نظر جنسی می‌باشد كه پس از تندش تشكیل یك میسلیوم هتروكاریوتیكی بارور می‌دهد و تنها  درصد اندكی از بازیدیوسپورها تك هسته‌ای (یا با دو هسته مشابه) بوده و قابلیت انجام دو رگ‌گیری را دارند. دوم این كه اختلاف فنوتیپی قابل مشاهده‌ای بین میسلیوم‌های هموكاریون و هتروكاریون وجود ندارد و در نهایت آن كه تندش اسپور به عنوان اولین گام در یك برنامة اصلاحی بسیار ضعیف و ناهماهنگ است و غالباً با آلودگی‌های باكتریایی همراه می‌باشد. با وجود مشكلات فوق و پیشرفت‌هایی كه در اصلاح این قارچ صورت گرفته است. روشهای بهبود نژادی در این قارچ عبارتند از: وارد كردن نژادهای مرغوب، جمع‌آوری ژرم پلاسمهای وحشی، گزینش درون نژادی، دورگ‌گیری و مهندسی ژنتیك. در حال حاضر مهم‌ترین برنامه اصلاحی این قارچ براساس دو رگ‌گیری  هدفمند در بین هموكاریون‌ها می‌باشد. در روش دو رگ‌گیری، هدف آن است كه به یك نژاد با شاخص‌های ژنتیكی مطلوب والدین و در نهایت بهبود صفات كمی و كیفی دست یافت. در این تحقیق ده جدایه هموكاریون مختلف كه مورد تأیید قرار گرفته است، با انجام تلاقی دای‌آلل در بین آنها، سعی در گرد‌آوری ژن‌های مطلوب نژادهای مزبور در یك نژاد جدید دو رگ و بهبود ژنتیكی برای صفت عملكرد نموده‌ایم. نتایج مربوط به دورگ‌گیری نشان می‌دهد، وقوع پدیده‌هایی همچون اثر متقابل میسلیومی در محل انجام تلاقی، تغییر سرعت رشد و ریخت‌ پرگنه دو رگ نسبت به جفت هموكاریون‌ها، می‌تواند به عنوان معیارهایی جهت انتخاب هیف از محل تلاقی در نظر گرفته شود. در زمان رشد دو رگ‌ها در محیط كشت PDA، قطر پرگنه، تیپ رشدی پرگنه یادداشت برداری شد. دو‌رگ‌های حاصله جهت تأیید، به آزمون میوه‌دهی برده شد كه با استفاده از طرح بلوك كامل تصادفی با دو تكرار مورد آزمون عملكرد قرار گرفتند. در طی این مرحله خصوصیاتی نظیر زمان پر كردن اسپاون، میزان عملكرد، وزن تك میوه اندازه‌گیری شد. سپس با انجام تجزیه دای‌آلل، قابلیت تركیب‌پذیری عمومی و خصوصی اندازه‌‌گیری گردید و بهترین جدایه هموكاریون (A_15-8) و بهترین دو رگ  (130-7 A _15-6  ) مشخص شد. همچنین با بدست آوردن نسبت واریانس تركیب‌پذیری عمومی به خصوصی، اهمیت هر یك از اثرات افزایشی و غالبیت در كنترل صفت عملكرد تعیین شد. بطوریكه این نسبت، معنی‌دار نبود كه دلالت بر عمل غالبیت ژنها دارد یعنی صفت عملكرد توسط عمل غالبیت ژنها كنترل شده است.

مقدمه

امروزه تأمین غذا و بویژه پروتئین در كشورهای در حال توسعه به یكی از مسائل بنیادی تبدیل شده است. پروتئین مورد نیاز انسان از دو منبع اساسی شامل منابع حیوانی و دیگری منابع گیاهی قابل تأمین است. پروتئین گیاهی شامل حبوبات، غلات و میوه‌جات و سبزیجات است و پروتئین حیوانی عمدتاً شامل گوشت دامها، طیور، آبزیان و فراورده‌های لبنی و دامی می‌باشد. 

تاریخچه پرورش قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید:

كشت قارچ تكمه‌ای سفید، در قرن هفدهم میلادی در حومه پاریس بوسیله باغبانان فرانسوی در هوای آزاد، صورت گرفت، با كشف این نكته، كه وجود نور برای رشد این قارچ، ضروری نیست و در تاریكی هم می‌توانند رشد نمایند. در اوایل قرن نوزدهم كشت و پرورش قارچ، در غارهای طبیعی، معادن و تونلهای حفر شده در فرانسه، توسعه زیادی پیدا كرد. كشت و پرورش قارچ، در اوایل نیمه دوم قرن 19 از اروپا به ایالات متحده امریكا سرایت كرد و در سال 1890، مزرعه‌داران ایالت پنسیلوانیای امریكا، به پرورش قارچ در فضاهای سرپوشیده اشتغال ورزیدند. 

فهرست 

عنوان                                               صفحه

چكیده------------------------------------------ 1

فصل اول: مقدمه

دلایل عمده عملكرد پایین قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید در ایران     8

فصل دوم: بررسی منابع

تاریخچه پرورش قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید -------- 10

آشنایی اجمالی با قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید ----- 12

طبقه‌بندی -------------------------------------- 12

رده بندی -------------------------------------- 12

اندام شناسی قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید ---------- 13

مشخصات پرگنه در كشت خالص ---------------------- 15

نامگذاری علمی قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید:-------- 15

تقسیم بندی واحدهای سلولی میسلیوم از لحاظ تعداد و تركیب‌بندی هسته‌ای ---------------------------------------- 16

‌چرخ زندگی قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید ------------ 16

بررسی الگوهای چرخه زندگی در قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید     19

الف ـ هموتالیسم -------------------------- 19

ب ـ هتروتالیسم --------------------------- 20

ژنتیك قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید ----------------- 22

روشهای بهبود نژادی در قارچ خوراكی تكمه‌ای سفید: 24

كشت بافت -------------------------------------- 25

گزینش از طریق كشت تك اسپوری------------------------ 26

تهیه نقش اسپور -------------------------------- 26

الف ـ كشت و گزینش تك اسپوری -------------- 26

ب ـ كشت و گزینش چند اسپوری --------------- 27

اختلاط ساده------------------------------------- 28

تلاقی هدفمند هموكاریون‌ها------------------------ 28

بدست آوردن هموكاریون و تایید آنها------------------ 29

1ـ روش سنتی تأیید هموكاریون‌ها-------------- 29

2ـ تهیه و تایید هموكاریونهای والدی به روش تهیه پروتوپلاست ------------------------------------------- 30

3ـ تایید هموكاریونها با استفاده از نشانگر RFLP   30

4ـ تایید هموكاریون‌ها با استفاده از نشانگر RAPD 31

انجام تلاقی بین هموكاریونها و تایید هیبریدها: ----- 32

الف ـ استفاده از نشانگرهای غذایی برای تایید هیبریدها:   33

ب ـ استفاده از آیزوزایم‌ها برای تایید هیبریدها: 34

ج ـ استفاده از نشانگرهای مقاومت برای تأیید هیبرید‌ها 34

اصلاح برخی صفات با استفاده از روش تلاقی هیبریدها:    34

د ـ استفاده از نشانگرهای مورفولوژیكی برای تایید هیبریدها: ----------------------------------- 35

مراحل انجام آزمون اصلاحی از طریق دورگ‌گیری هدفمند: - 35

1ـ كشت اسپور------------------------------- 35

2ـ جداسازی تك اسپورها -------------------- 36

3ـ تهیه اسپاون ---------------------------- 36

آزمون میوه‌دهی ------------------------------------- 36

الف ـ تهیه بستر كشت: --------------------- 36

ب ـ مراحل پرورش و میوه‌دهی: --------------- 37

تولید پریموردیا در سطح محیط كشت: ------------- 38

تولید اجسام میوه دهی در اسپاون----------------- 38

‌ج ـ تولید اندام باردهی در كمپوست---------- 39

مهندسی ژنتیك--------------------------------------- 39

1ـ انتقال ژن ------------------------------ 39

2ـ اختلاط پروتوپلاستها----------------------- 40

فصل سوم: مواد و روشها

تهیه نژادها ----------------------------------- 42

روش تهیه محیط كشت غذایی PDA-------------------- 42

روش كشت هموكاریون‌ها --------------------------- 43

روش تلاقی هموكاریون‌ها--------------------------- 44

نمونه‌گیری از منطقه تلاقی ----------------------- 45

تهیه اسپاون مادری از هیبریدها------------------ 45

تلقیح دانه‌های گندم با كشت هیبرید--------------- 46

تهیه بستر كشت (كمپوست)----------------------------- 47

الف ـ پاستوریزاسیون و آمونیاك‌زدایی ------- 49

ب ـ مایه‌زنی كمپوست ----------------------- 49

ج ـ خاك‌دهی بستر كشت----------------------- 49

هوادهی و افت سریع دما-------------------------- 50

محاسبه قابلیت تركیب‌پذیری عمومی و خصوصی ------- 53

محاسبه واریانس تركیب‌ پذیریی عمومی و خصوصی----- 53

محاسبه واریانس  افزایشی و غالبیت--------------- 53

فصل چهارم نتایج و بحث

نتایج بررسی سرعت رشد (قطر پرگنه هموكاریون‌ها)-- 55

تیپ رشدی پرگنه هموكاریون ---------------------- 55

نتایج سرعت رشد در هتروكاریو‌ن‌ها ---------------- 59

نتایج مشاهده‌ای تهیه اسپاون -------------------- 60

نتایج مشاهدای آزمون میوه‌دهی ------------------- 60

جدول تجزیه واریانس برای صفت عملكرد در دورگ‌ها - 61

جدول قابلیت تركیب‌پذیری عمومی در هموكاریون‌ها -- 64

جدول قابلیت تركیب‌پذیری خصوصی دورگ‌ها ---------- 64

جدول مقادیر اجزاء ژنتیكی ---------------------- 66

ضریب همبستگی ---------------------------------- 66

پیشنهادات ------------------------------------- 67

منابع ----------------------------------------- 69

پیوست------------------------------------------ 75

چكیده انگلیسی --------------------------------- 78