نوع مقاله : علمی - پژوهشی
نویسندگان
1 دانشآموخته کارشناسی ارشد گیاهان زینتی، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران
2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران
چکیده
افزایش تنوع ژنتیکی از اهداف اساسی در بهنژادی گیاهان میباشد. با توجه به مقاومت رز ایرانی در برابر خشکی، این گونه بومی میتواند منبع ژنتیکی مفیدی جهت برنامههای اصلاحی بهویژه اصلاح از طریق جهش میباشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی تأثیر ماده جهشزای اتیل متان سولفونات (EMS) بر ویژگیهای جوانهزنی بذر و ویژگیهای دانهال در رُز ایرانی بود که در طی دو آزمایش جداگانه در دانشگاه اراک در سال 1398 اجرا شد. در آزمایش اول تأثیر غلظتهای صفر، 2/0 و 3/0 درصد EMS در زمانهای 4، 8 و 12 ساعت بر ویژگیهای جوانهزنی بذر و در آزمایش دوم غلظتهای صفر، 2/0 و 3/0 درصد EMS در زمانهای 4 و 8 ساعت بر ویژگیهای جوانههای زایشی مورد بررسی قرار گرفت. ویژگیهای جوانهزنی بذر شامل درصد و سرعت جوانهزنی، شاخص بنیه بذر، شاخص میزان جوانهزنی، طول گیاهچه، تعداد و طول برگ، طول ساقه و ریشه و قطر جوانه گل، میزان بازشدگی گلها، تعداد جوانههای نکروز شده و تعداد بذر تشکیل شده در هر هیپ ارزیابی شد. نتایج نشان داد افزایش غلظت EMS و زمان تیمار، سبب کاهش بیشتر شاخصهای جوانهزنی بذر شد. در تیمار 3/0 درصد EMS بهمدت هشت ساعت بر بذر، درصد و سرعت جوانهزنی، شاخص میزان جوانهزنی و جوانهزنی روزانه به صفر رسید. نتایج آزمایش دوم نشان داد، در غلظت 2/0 و 3/0 درصد EMS و در زمان چهار ساعت، طول برگ و طول گیاهچه بلندتر بود. با افزایش غلظت و زمان اعمال EMS، کاهش تعداد بذر در هر هیپ و افزایش تعداد جوانههای نکروز مشاهده شد. بهمنظور موفقیت در یک برنامه بهنژادی به کمک روشهای جهشزا باید ابتدا غلظت و زمان مناسب مشخص شود. برای تعیین بهترین غلظت مواد جهشزا، میزان غلظت نباید بهحدی زیاد باشد که گیاهان را از بین ببرد و غلظت کاربردی باید به میزانی انتخاب شود که فراوانی وقوع جهش بهاندازه کافی رخ دهد. به این دلیل که تیمار بذرها با 3/0 درصد EMS بهمدت چهار ساعت دارای شاخصهای جوانهزنی بهتری نسبت به سایر تیمارها نشان داد، از اینرو جهت ایجاد جهش در بذر این تیمار انتخاب شد. همچنین کاربرد غلظت 2/0 درصد EMS بهمدت چهار ساعت بر جوانههای زایشی دارای اثرات سوء کمتری بر رشد و باز شدن جوانههای زایشی نسبت به سایر تیمارها داشت و بنابراین جهت القای جهش و ایجاد تنوع در رُز ایرانی این تیمار مناسب میباشد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Effect of EMS Ethyl Methane Sulfonate (EMS) mutagen on Iranian rose (Rosa persica Michx) to generate morphological variation
نویسندگان [English]
- Mohammad Mahdi Mehrabi 1
- Mina Taghizadeh 2
- Mousa Solgi 2
1 M.Sc. Graduate of Horticultural science, Faculty of agricultural and environmental science, Arak University, Arak, Iran, Iran
2 Associate Professor, Department of Horticultural science, Faculty of agricultural and environmental science, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]
Introduction
Genetic diversity is one of the major goals of plant breeding. Mutation induction is a method to increase genetic variety that is used in plant breeding along with selection, recombination or a combination of the both. Rosa persica Michx can serve as a valuable genetic resource for breeding programs, especially due to the market demand for variety in rose cultivars as well as its drought resistance. In two independent experiments, this study examined the effect of ethyl methane sulfonate (EMS) as a chemical mutagen on seed germination and seedling characteristics of Rosa persica.
Materials and Methods
The seeds of Rosa persica Mich.seeds were collected from an adult shrub on the Arak University campus, Karbala St., Sardasht (34° N, 49.6° E) and an altitude of 1872 m above sea level during mid-summer. The seeds were separated from the hips by a sharp scalpel and the damaged and abnormal seeds were removed. Before applying the cold stratification, the seeds were washed for several hours and then placed in layers of wet sand at 4 ° C for 60 days.
First, the effects of 0, 0.2, and 0.3% EMS at 4, 8 and 12 hours on seed germination characteristics were examined. Second, 0, 0.2, and 0.3 concentrations of EMS at 4 and 8 hours were studied on reproductive buds. Seed germination characteristics such as final germination percentage, germination rate index, coefficient velocity germination, germination rate, mean daily germination, daily germination speed, mean germination rate, germination index, seed vigor, seed dormancy and seedling vegetative traits such as stem lengths, root lengths, and leaf number are evaluated at first experiment. In second experiment, flower diameter, flower opening rate, number of necrotic buds and the number of seeds in each hip were measured.
Results and Discussion
The results showed that increasing the concentration of EMS and the time of seed treatment caused a further decrease in germination indices. In 0.3% EMS treatment for 8 hours on seeds, traits such as germination percentage, germination rate index and daily germination were reduced to zero. According to the results of the second experiment, leaf and seedling lengths were longer at 0.2 and 0.3% EMS concentrations and at 4 h incubation. There was a decline in the number of seeds per hip and an increase in necrotic buds with increasing concentration and time of EMS application. In order to succeed in a breeding program using mutagenic methods, the appropriate concentration and time must first be optimized. To determine the best concentration of mutagens, there are two important factors to consider: first, that the concentration should not be so high as to destroy plants, and second, that the applied concentration should be selected moderately. Although, that the frequency of mutations occurs sufficiently.
Conclusion
In order to induce a positive mutation and diversity in Iranian roses for the purpose of introducing a new cultivar, seed treatment with a concentration of 0.3% EMS and an incubation time of 4 h is recommended. It is also recommended to apply a concentration of 0.2% EMS on the reproductive buds for 4 h to induce mutations.
Keywords: Seed, breeding, germination, mutation, ornamental plant
کلیدواژهها [English]
- breeding
- germination
- mutation
- ornamental plant
- Seed