بررسی اثر جهش زاهای فیزیکی و شیمیایی برخصوصیات ریخت شناسی و بیوشیمیایی گل مارگریت (Chrysanthemum superbum) در شرایط گلخانه‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.

2 دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران.

3 استاد، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

4 دانش آموخته دکتری، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران.

چکیده

هدف: القای جهش با روش­های شیمیایی و فیزیکی به‌عنوان یک روش پرکاربرد برای اصلاح خصوصیات مورد نظر و ایجاد واریته‌های جدید در گیاهان زینتی استفاده شده است. صنعت تولید گل در دنیا صنعتی زنده است که رونق آن نیازمند نوآوری و ورود ارقام جدید است. مارگریت یکی از گل‌های شاخه بریده و فصلی مهم است و بهبود صفات مورفوفیزیولوژیکی آن همیشه مورد توجه پژوهشگران بوده است. به‌منظور تعیین اثرات جهش‌زا­های فیزیکی و شیمیایی در جهت ایجاد تنوع در خصوصیات گل مارگریت از پرتو گاما، اتیل­‌ متان‌سولفونات و سدیم‌­آزاید استفاده شد و خصوصیات ریخت‌شناسی و بیوشیمیایی گیاه ارزیابی گردید.
مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت آزمایش گلخانه‌ای در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته در کرمان انجام شد. تیمارهای مورد بررسی شامل پرتو گاما (50، 100، 150، 200 و 300 گری)، اتیل متان سولفونات (0/3، 0/7 و 1 درصد) و سدیم آزاید (0/5، 1 و 5 میلی‌مولار) بود که به‌منظور القای جهش به بذر گل مارگریت اعمال شدند. داده‌های جمع‌آوری شده شامل صفات ریخت‌شناسی و بیوشیمیایی بودند که با استفاده از نرم‌افزارهای Excel و SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند.
نتایج: نتایج نشان داد پرتو گاما بیشترین توانایی را در ایجاد تغییرات در صفات مختلف در گل مارگریت داشت و در برخی دزها از جمله 300 گری باعث بهبود شاخص‌های رشد شد. تیمار سدیم آزاید در برخی صفات مؤثر بود، هرچند اغلب تغییرات به‌صورت کاهش در رشد و توسعه گیاه مشاهده شد. تیمار اتیل‌متان‌سولفونات نسبت به سایر تیمارها اثرات خفیف‌تری داشت، اما در دز 0/7 درصد تغییرات مشخصی در برخی ویژگی‌ها به‌دنبال داشت. بررسی برخی شاخص‌های بیوشیمیایی شامل رنگدانه‌ها، فلاونوئیدها و پروتئین‌ها نیز نشان داد که نوع تیمار و دز مصرفی نقش تعیین‌کننده‌ای در جهت تغییر میزان این ترکیبات دارد. به‌طور کلی نتایج نشان داد که استفاده از عوامل جهش‌زا می‌تواند ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی مارگریت را تحت تاثیر قرار دهد. با این حال عامل جهش‌زای پرتو گاما موثرتر از سایر تیمارها بود و می‌توان از این پرتو و القای تنوع به‌عنوان راهبردی مناسب جهت افزایش تنوع در گیاه مارگریت استفاده نمود.
نتیجه‌گیری: استفاده از تابش گاما در شرایط آزمایشگاهی می‌تواند به‌عنوان ابزاری امید بخش در ایجاد تغییرات ظاهری مورد بهره‌برداری قرار گیرد و با بررسی نرخ تثبیت تغییرات در نسل‌های بعدی در حمایت از برنامه‌های به‌نژادی برای تولید ارقام جدید گل مارگریت مورد استفاده واقع شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying the effect of physical and chemical mutagens on the morphological and biochemical characteristics of the Marguerite plant under greenhouse conditions

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Poursaeed Esfahani 1
  • Amin Baghizadeh 2
  • Gholamreza Sharifi Sirchi 3
  • Somayeh Aminizadeh 4
1 MSc Graduate, Department of Biotechnology, Graduate University of Advanced Technology, Kerman, Iran.
2 Associate Professor, Department of Biotechnology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman-Iran.
3 Professor, Department of Biotechnology, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
4 PhD, Department of Plant production and genetics, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
چکیده [English]

Objective
Induction of mutations using chemical and physical agents has become a widely adopted approach for improving desirable traits and generating new cultivars in ornamental plants. The flower production industry is a dynamic sector worldwide, and its growth depends on innovation and the introduction of novel varieties. Marguerite (Chrysanthemum superbum) is an important seasonal cut flower, and improving its morphophysiological traits has long attracted the attention of researchers’ attention. To investigate the effects of mutagenic agents on variation in marguerite, gamma irradiation, ethyl methane sulfonate, and sodium azide were applied, and the resulting morphological and biochemical traits were evaluated.
Materials and Methods
This study was conducted as a greenhouse experiment using a Completely Randomized Design (CRD) with three replications at the Research Greenhouse of the Graduate University of Advanced Technology in Kerman, Iran. The treatments included gamma irradiation at doses of 50, 100, 150, 200, and 300 Gy; ethyl methane sulfonate at concentrations of 0.3, 0.7, and 1%; and sodium azide at 0.5, 1, and 5 mM. These treatments were applied to marguerite seeds to induce mutation. The collected data included morphological and biochemical characteristics, which were statistically analyzed using Excel and SPSS software.
Results
The results showed that gamma irradiation was the most efficacy at inducing changes across various traits in marguerite, with some doses, such as 300 Gy, significantly improving growth indices. Sodium azide also had notable effects on certain traits, although these were mostly observed as reductions in plant growth and development. Ethyl methane sulfonate exhibited milder effects overall; however, a concentration of 0.7% led to noticeable alterations in certain characteristics. Biochemical indicators such as pigments, flavonoids, and proteins were also affected, with both the type and concentration of the mutagen playing a critical role in the direction and magnitude of these changes. Overall, the findings suggest that mutagenic agents can effectively influence the morphophysiological and biochemical traits of marguerite. Among them, gamma irradiation proved to be the most effective and may serve as a promising strategy for increasing variability in marguerite plants.
Conclusion
The use of gamma radiation under controlled conditions can be considered a promising tool for creating morphological changes. By evaluating the stability and fixation of these changes in subsequent generations, this approach can support breeding programs aimed at developing new varieties of marguerite flowers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ethyl methane sulfonate
  • Gamma irradiation
  • Marguerite
  • Mutation
  • Sodium azide