بررسي قابليت تركيب‌پذيري عمومي و خصوصي براي صفت عملكرد
در ده ايزوله خالص هموكاريون قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد

(Agaricus bisporus)

چکیده

در بين قارچهاي خوراكي، قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد رايج‌ترين قارچي است كه در سراسر جهان كشت مي‌شود. كشت اين قارچ نخستين بار در قرن هفدهم ميلادي در فرانسه شروع شد ولي تاكنون نسبت به گياهان زراعي تلاشهاي كمتري در مورد اصلاح آن صورت گرفته است. در حال حاضر حدود ۳۸% كل توليد قارچهاي خوراكي دنيا، به قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد اختصاص داده شده است.

عليرغم اهميت اقتصادي زياد و توليد وسيع جهاني قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد، برنامه‌هاي اصلاحي اين قارچ به علل زير با مشكلات زيادي روبرو بوده است. نخست اين كه بيشتر بازيديوسپورهاي اين قارچ حاوي دو هستة هاپلوئيد متفاوت و سازگار از نظر جنسي مي‌باشد كه پس از تندش تشكيل يك ميسليوم هتروكاريوتيكي بارور مي‌دهد و تنها  درصد اندكي از بازيديوسپورها تك هسته‌اي (يا با دو هسته مشابه) بوده و قابليت انجام دو رگ‌گيري را دارند. دوم اين كه اختلاف فنوتيپي قابل مشاهده‌اي بين ميسليوم‌هاي هموكاريون و هتروكاريون وجود ندارد و در نهايت آن كه تندش اسپور به عنوان اولين گام در يك برنامة اصلاحي بسيار ضعيف و ناهماهنگ است و غالباً با آلودگي‌هاي باكتريايي همراه مي‌باشد. با وجود مشكلات فوق و پيشرفت‌هايي كه در اصلاح اين قارچ صورت گرفته است. روشهاي بهبود نژادي در اين قارچ عبارتند از: وارد كردن نژادهاي مرغوب، جمع‌آوري ژرم پلاسمهاي وحشي، گزينش درون نژادي، دورگ‌گيري و مهندسي ژنتيك. در حال حاضر مهم‌ترين برنامه اصلاحي اين قارچ براساس دو رگ‌گيري  هدفمند در بين هموكاريون‌ها مي‌باشد. در روش دو رگ‌گيري، هدف آن است كه به يك نژاد با شاخص‌هاي ژنتيكي مطلوب والدين و در نهايت بهبود صفات كمي و كيفي دست يافت. در اين تحقيق ده جدايه هموكاريون مختلف كه مورد تأييد قرار گرفته است، با انجام تلاقي داي‌آلل در بين آنها، سعي در گرد‌آوري ژن‌هاي مطلوب نژادهاي مزبور در يك نژاد جديد دو رگ و بهبود ژنتيكي براي صفت عملكرد نموده‌ايم. نتايج مربوط به دورگ‌گيري نشان مي‌دهد، وقوع پديده‌هايي همچون اثر متقابل ميسليومي در محل انجام تلاقي، تغيير سرعت رشد و ريخت‌ پرگنه دو رگ نسبت به جفت هموكاريون‌ها، مي‌تواند به عنوان معيارهايي جهت انتخاب هيف از محل تلاقي در نظر گرفته شود. در زمان رشد دو رگ‌ها در محيط كشت PDA، قطر پرگنه، تيپ رشدي پرگنه يادداشت برداري شد. دو‌رگ‌هاي حاصله جهت تأييد، به آزمون ميوه‌دهي برده شد كه با استفاده از طرح بلوك كامل تصادفي با دو تكرار مورد آزمون عملكرد قرار گرفتند. در طي اين مرحله خصوصياتي نظير زمان پر كردن اسپاون، ميزان عملكرد، وزن تك ميوه اندازه‌گيري شد. سپس با انجام تجزيه داي‌آلل، قابليت تركيب‌پذيري عمومي و خصوصي اندازه‌‌گيري گرديد و بهترين جدايه هموكاريون (A_15-8) و بهترين دو رگ  (۱۳۰-۷ A _15-6  ) مشخص شد. همچنين با بدست آوردن نسبت واريانس تركيب‌پذيري عمومي به خصوصي، اهميت هر يك از اثرات افزايشي و غالبيت در كنترل صفت عملكرد تعيين شد. بطوريكه اين نسبت، معني‌دار نبود كه دلالت بر عمل غالبيت ژنها دارد يعني صفت عملكرد توسط عمل غالبيت ژنها كنترل شده است. جدول تجزيه واريانس نشان داد كه اثر بلوك بي‌معني است. همچنين ضريب تغييرات آزمايش حدود ۵/۱۲% بود و نشان مي‌داد كه آزمايش داراي دقت بالايي است. نتايج سرعت رشد پرگنه نشان داد كه سرعت رشد ميسليوم هموكاريون بسيار كمتر از ميسليوم دو رگ است. همچنين بين قطر پرگنه و عملكرد همبستگي مثبت وجود دارد. نتايج حاصل از تجزيه داي‌الل نشان مي‌دهد كه مي‌توان بهترين دو رگ‌ها و برترين جدايه‌هاي آميزشي را جهت تسريع برنامه‌هاي اصلاحي بعدي معرفي نمود.

امروزه تأمين غذا و بويژه پروتئين در كشورهاي در حال توسعه به يكي از مسائل بنيادي تبديل شده است. پروتئين مورد نياز انسان از دو منبع اساسي شامل منابع حيواني و ديگري منابع گياهي قابل تأمين است. پروتئين گياهي شامل حبوبات، غلات و ميوه‌جات و سبزيجات است و پروتئين حيواني عمدتاً شامل گوشت دامها، طيور، آبزيان و فراورده‌هاي لبني و دامي مي‌باشد. در ايران، كمبود ميزان بارش ساليانه، تخريب اراضي كشاورزي، جنگلها و مراتع، آلودگي بيش از حد منابع آبي، عدم استفاده صحيح و اصولي از نهاده‌هاي زراعي و مهمتر از همه سوء مديريت، باعث مشكلات زيادي در تأمين پروتئين شده است. هم اكنون كشور ما بيش از ۶۵ ميليون جمعيت دارد و پيش‌بيني مي‌شود تا سال ۱۴۰۰ هجري شمسي اين رقم به۸۰ ميليون نفر برسد. با افزايش روزافزون جمعيت و تغيير الگوي مصرف مقدار غذاي سرانه و مصرف كل غذا افزايش خواهد يافت. با توجه به مشكلات فوق، در آينده يكي از بحراني‌ترين مسائل كشور ما، مسئله تأمين پروتئين خواهد بود. در اين ميان توليد و پرورش قارچ خوراكي از چند نظر حائز اهميت است.

عنوان صفحه
چكيده ۱
فصل اول: مقدمه
دلايل عمده عملكرد پايين قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد در ايران ۸
فصل دوم: بررسي منابع
تاريخچه پرورش قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد ۱۰
آشنايي اجمالي با قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد ۱۲
طبقه‌بندي ۱۲
رده بندي ۱۲
اندام شناسي قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد ۱۳
مشخصات پرگنه در كشت خالص ۱۵
نامگذاري علمي قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد: ۱۵
تقسيم بندي واحدهاي سلولي ميسليوم از لحاظ تعداد و تركيب‌بندي هسته‌اي ۱۶
‌چرخ زندگي قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد ۱۶
بررسي الگوهاي چرخه زندگي در قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد ۱۹
الف ـ هموتاليسم ۱۹
ب ـ هتروتاليسم ۲۰
ژنتيك قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد ۲۲
روشهاي بهبود نژادي در قارچ خوراكي تكمه‌اي سفيد: ۲۴
كشت بافت ۲۵
گزينش از طريق كشت تك اسپوري ۲۶
تهيه نقش اسپور ۲۶
الف ـ كشت و گزينش تك اسپوري ۲۶
ب ـ كشت و گزينش چند اسپوري ۲۷
اختلاط ساده ۲۸
تلاقي هدفمند هموكاريون‌ها ۲۸
بدست آوردن هموكاريون و تاييد آنها ۲۹
۱ـ روش سنتي تأييد هموكاريون‌ها ۲۹
۲ـ تهيه و تاييد هموكاريونهاي والدي به روش تهيه پروتوپلاست ۳۰
۳ـ تاييد هموكاريونها با استفاده از نشانگر RFLP 30
۴ـ تاييد هموكاريون‌ها با استفاده از نشانگر RAPD 31
انجام تلاقي بين هموكاريونها و تاييد هيبريدها: ۳۲
الف ـ استفاده از نشانگرهاي غذايي براي تاييد هيبريدها: ۳۳
ب ـ استفاده از آيزوزايم‌ها براي تاييد هيبريدها: ۳۴
ج ـ استفاده از نشانگرهاي مقاومت براي تأييد هيبريد‌ها ۳۴
اصلاح برخي صفات با استفاده از روش تلاقي هيبريدها: ۳۴
د ـ استفاده از نشانگرهاي مورفولوژيكي براي تاييد هيبريدها: ۳۵
مراحل انجام آزمون اصلاحي از طريق دورگ‌گيري هدفمند: ۳۵
۱ـ كشت اسپور ۳۵
۲ـ جداسازي تك اسپورها ۳۶
۳ـ تهيه اسپاون ۳۶
آزمون ميوه‌دهي ۳۶
الف ـ تهيه بستر كشت: ۳۶
ب ـ مراحل پرورش و ميوه‌دهي: ۳۷
توليد پريمورديا در سطح محيط كشت: ۳۸
توليد اجسام ميوه دهي در اسپاون ۳۸
‌ج ـ توليد اندام باردهي در كمپوست ۳۹
مهندسي ژنتيك ۳۹
۱ـ انتقال ژن ۳۹
۲ـ اختلاط پروتوپلاستها ۴۰
فصل سوم: مواد و روشها
تهيه نژادها ۴۲
روش تهيه محيط كشت غذايي PDA 42
روش كشت هموكاريون‌ها ۴۳
روش تلاقي هموكاريون‌ها ۴۴
نمونه‌گيري از منطقه تلاقي ۴۵
تهيه اسپاون مادري از هيبريدها ۴۵
تلقيح دانه‌هاي گندم با كشت هيبريد ۴۶
تهيه بستر كشت (كمپوست) ۴۷
الف ـ پاستوريزاسيون و آمونياك‌زدايي ۴۹
ب ـ مايه‌زني كمپوست ۴۹
ج ـ خاك‌دهي بستر كشت ۴۹
هوادهي و افت سريع دما ۵۰
محاسبه قابليت تركيب‌پذيري عمومي و خصوصي ۵۳
محاسبه واريانس تركيب‌ پذيريي عمومي و خصوصي ۵۳
محاسبه واريانس افزايشي و غالبيت ۵۳
فصل چهارم نتايج و بحث
نتايج بررسي سرعت رشد (قطر پرگنه هموكاريون‌ها) ۵۵
تيپ رشدي پرگنه هموكاريون ۵۵
نتايج سرعت رشد در هتروكاريو‌ن‌ها ۵۹
نتايج مشاهده‌اي تهيه اسپاون ۶۰
نتايج مشاهداي آزمون ميوه‌دهي ۶۰
جدول تجزيه واريانس براي صفت عملكرد در دورگ‌ها ۶۱
جدول قابليت تركيب‌پذيري عمومي در هموكاريون‌ها ۶۴
جدول قابليت تركيب‌پذيري خصوصي دورگ‌ها ۶۴
جدول مقادير اجزاء ژنتيكي ۶۶
ضريب همبستگي ۶۶
پيشنهادات ۶۷
منابع ۶۹
پيوست ۷۵
چكيده انگليسي ۷۸