شناسایی ارقامی از اسفناج که از نظر میزان اسید اگزالیک مطلوب هستند

شناسایی ارقامی از اسفناج که از نظر میزان اسید اگزالیک مطلوب هستند

فصل اول: مقدمه و اهداف
۱-۱ ضرورت و اهمیت موضوع
سبزی‏ها از نظر دارا بودن انواع ویتامین‏ها، مواد معدنی، مواد پروتئینی، ترکیبات قندی و به لحاظ داشتن مقدار قابل توجهی سلولز که باعث سهولت هضم غذا می‏شود، نقش بسیار مهمی در تغذیه انسان ایفا می‏کنند. بسیاری از مواد مورد احتیاج بدن که وجود آنها حتی به مقدار بسیار کم برای ادامه حیات ضروری است مانند ویتامین‏ها در غذاهای حیوانی یافت نمی‏شود و یا مقدار آنها بسیار کم است، درصورتیکه در سبزی‎ها به حد وفور وجود دارد. تحقیقاتی که توسط کارشناسان علم تغذیه انجام گرفته، بیانگر آن است که وجود سبزی‏ها در غذای روزانه انسان الزامی است، به طوریکه باید ۸۰ درصد حجم کل غذا را محصولاتی مثل میوه و سبزی‏ها و ۲۰ درصد بقیه را مواد پروتئینی و مواد قندی تشکیل دهد. سبزی‏ها به دلیل حجم زیادی که به غذا در دستگاه گوارش می‏دهند، باعث تسریع حرکات دودی روده شده و در نتیجه به دفع مواد زاید از روده کمک می‏کنند (دانشور، ۱۳۷۹).
اگزالیک اسید[۱] یک اسید قوی به شدت اکسید شده است که به طور گسترده‏ای در طبیعت، گیاهان و حیوانات و هم‏چنین در میان انواع وسیعی از قارچ‏ها و میکروارگانیسم‏ها وجود دارد (لانگ و همکاران، ۱۹۹۴). در بین گیاهان بیشترین غلظت اگزالات در خانواده‏های پلی‏گناسه[۲]، آمارانتاسه[۳] و کنوپودیاسه[۴] وجود دارد و از بین گونه‏هایی که در این خانواده‏ها وجود دارد اسفناج دارای بیشترین مقدار اگزالات است (سی‏ینر[۵] و همکاران، ۲۰۰۶). این اسید در اسفناج به صورت اسید آلی و هم چنین کریستال‏های معدنی که به صورت نمک‏های محلول مانند پتاسیم، سدیم و روی و نمک‏های غیر محلول که در روده نمی‏توانند جذب شوند و به وسیله مدفوع دفع می‏‏شود، وجود دارد. به همین علت جذب کلسیم، آهن و منیزیم علی‏‏‏رغم فراوانی آنها در اسفناج کاهش پیدا می‏کند (مو[۶]، ۲۰۰۸). اگزالات موجود در اسفناج با اتصال به آهن موجود در دستگاه گوارش به یک مولکول بیش از حد بزرگ تبدیل می‏شود که به خوبی جذب نمی‏شود و فقط ۰۲۵/۰ درصد آهن جذب می‏گردد (لانگ و همکاران، ۱۹۹۴).
ریزماهوارهها [۷]واحدهای نوکلئوتیدی دو، سه، چهار تا د‏ه‏تایی تکرار شوندهای هستند که در طول ژنوم موجودات یوکاریوتی مانند گیاهان به وفور یافت میشوند و به علت جهشهای فراوان از تنوع قابل ملاحظهای در بین افراد یک جمعیت برخوردار میباشند. این واحدهای تکراری توسط دو ردیف منحصربهفرد حفاظت شده در دو طرف واحد تکراری محدود شدهاند (داش و همکاران، ۱۹۹۶؛ داویروالا[۸] و همکاران، ۲۰۰۰)، بنابراین براساس این توالیهای حفاظت شده میتوان آغازگرهای اختصاصی طراحی نمود و نشانگرهای انحصاری مبتنی بر واکنش زنجیرهای پلی‏مراز[۹] برای هر جایگاه بهدست آورد (نیکولوسی[۱۰] و همکاران، ۲۰۰۰). مطالعات مقایسه‏ای در گونه‏های گیاهی نشان دادهاند که نشانگرهای ریزماهواره از بسیاری دیگر از نشانگرها متنوعتر بوده و ابزاری قدرتمند برای تمایز بین ژنوتیپ‏ها میباشند (پاول و همکاران، ۱۹۹۶ و روسل[۱۱] و همکاران، ۱۹۹۷). نشانگرهایSSR [۱۲] به علت همبارز بودن[۱۳]، چندشکلی[۱۴] بالا، تکرارپذیری بالا و پراکندگی در سراسر ژنوم نشانگرهای قوی هستند (خانام[۱۵] و همکاران، ۲۰۱۲). از این خصوصیات نشانگرهای SSR می‏توان برای شناسایی نواحی با ارزش تجاری در طول ژنوم موجودات زنده استفاده کرد.
با توجه به تنوع موجود در گیاه اسفناج و ضرورت جذب آهن توسط موجودات زنده به خصوص انسان میتوان تنوع موجود در آن را از طریق نشانگرهای ریزماهواره تحقیق حاضر با اهداف زیر طراحی و اجرا شد:
۱-۲ اهداف
۱- شناسایی ارقامی که از نظر میزان اسید اگزالیک مطلوب هستند،
۲- بررسی میزان تنوع داخلی و بین ارقام اسفناج مورد مطالعه،
۳- شناسایی جایگاه‏ها و آلل‏های ریزماهواره‏ای که با ژن‏های موثر بر تولید اسیداگزالیک و نهایتاً جدب آهن موثر هستند.
فصل دوم: مروری بر پژوهش‏های انجام شده
۲-۱مشخصات گیاه‏شناسی اسفناج
۲-۱-۱ برگ
اسفناج سبزی برگی یکساله، فصل خنک و علفی متعلق به تیره چغندرسانان (Chenopodiacea) می‏باشد که برگ‏ها و ساقه‏های ظریف آن به صورت تازه و یا فرآوری شده مصرف می‏شود (روباتزکی و یاماگوچی[۱۶]،۱۹۹۷).این گیاه دیپلوئید (۱۲=n2) روز بلند و دو پایه است (بالکایا و همکاران، ۲۰۰۵ و عرشی، ۱۳۷۹). اسفناج پس از سبز شدن، برگ‏های طوقه‏ای تولید می‏کند به این ترتیب که برگ‏ها در یک سطح در اطراف ساقه کوتاهی نزدیک به سطح خاک قرار می‏گیرند. طی رشد بعدی این ساقه طویل شده و از آن شاخه‏های جانبی دیگری از محل اتصال برگ‏های طوقه‏ای به ساقه اصلی منشعب می‏شوند و ممکن است از ساقه اصلی ساقه‏های فرعی درجه ۱ و ۲ نیز به وجود آیند (پیوست، ۱۳۸۴). ساقه در بعضی از انواع اسفناج به رنگ قرمز رنگ دیده می‏شود که علت آن وجود رنگدانه آنتوسیانین می‏باشد (اسدی، ۱۳۸۵). ارتفاع بوته اسفناج به ۳۰ تا ۶۰ سانتیمتر می‏رسد. برگ‏ها به طور متناوب روی ساقه قرار می‏گیرند و شکل برگ‏ها متفاوت است. برگ‏های یک بوته همه یکسان نبوده ولی شبیه به یکدیگر می‏باشند (کاشی، ۱۳۷۶).
برگ‏ها در ارقام مختلف نیز دارای فرم متفاوتی هستند و به شکل‏های تخم مرغی، گرد و یا نیزه‏ای وجود دارند. کناره برگ‏ها می‏تواند کاملاً صاف و یا دندانه‏دار باشد. پهنک برگ نیز صاف و یا دارای چین و چروک است. ارقامی که دارای برگ‏های چین و چروک‏دار می‏باشند، از نظر نگهداری در انبار مناسب‏تر هستند، زیرا تهویه در آن‏ها بهتر صورت می‏گیرد، ولی در عوض به سختی قابل شستشو می‏باشند (اسدی، ۱۳۸۵). در انواع اسفناج برگ صاف، مقدار ماده خشک بیشتری نسبت به نوع برگ چروکیده گزارش شده است (عرشی، ۱۳۷۹). نوع پیچ‏دار در درجه اول برای استفاده تازه در بازار می‏باشد، نوع برگ صاف و بدون پیچ که برای آزمایشات و پردازش‏ها استفاده می‏شود و نوع اسفناج کوچک که برای طعم در سالاد استفاده می‏شود و به خاطر بافت ظریفش ترجیح داده می‏شود (پجیک[۱۷] و همکاران، ۱۹۹۸). دمبرگ‏ها معمولا از نظر طول، هم اندازه پهنک برگ هستند و اغلب زمانی که برگ‏ها کاملا رشد می‏کنند تو خالی می‏شوند. عادت رشد برگ‏های اسفناج از خوابیده تا کاملا ایستاده متفاوت است (اسدی،۱۳۸۵).
۲-۱-۲ریشه
ریشه اسفناج از تعداد زیادی ریشه‏های فیبری جانبی که از یک ریشه اصلی ضخیم منشأ گرفته‏اند، تشکیل شده است (روباتزکی و یاماگوچی، ۱۹۹۷). ریشه اصلی عمیق است و می‏تواند تا عمق ۱۴۰ سانتیمتری در خاک نفوذ کند.بدین دلیل می‏توان اینگیاه را در خاک‏های شور به خوبی کشت کرد. ریشه‏های فرعی این گیاه دوکی شکل و حداکثر تا ۶۰ سانتیمتری در خاک پراکنده‏اند (پیوست،۱۳۸۴).
۲-۱-۳گل
اسفناج از نظر جنسیت گیاهی دو پایه است و بوته‏هایی با گل‏های نر و بوته‏هایی با گل‏های ماده به وجود می‏آورد. البته در مواردی هم بوته‏های یک پایه‏ای که دارای گل‏های نر و ماده روی یک پایه هستند، نیز گزارش شده است(خاتک و همکاران[۱۸]، ۲۰۰۴).اگرچه گیاهان کوچک معمولاً نر هستند، ولی تشخیص جنسیت گیاهان اسفناج نرقبل از گلدهی دشوار است. همچنین بوته‏های نر و ماده بر اساس مقدار کربوهیدرات و رنگیزه‏های موجود در بوته‏ها شناسایی می‏شوند. قندها، کلروفیلو مقدار کارتنوئید در گیاهان ماده بیشتر از نر می‏باشد (عرشی، ۱۳۷۹).
در مناطقی که تابستان‏های گرمی دارند به علت گرمای هوا و همچنین به علت طول روز بلند، اسفناج را در پاییز برای برداشت زمستانه و در اسفند ماه برای محصول بهاره و نقاط سردسیر در اوایل بهار کشت می‏کنند (خوشخوی و همکاران،۱۳۷۴). زمان گل دادن اسفناج باتوجه به زمان کاشت در اکثر موارد در اواخر فروردین تا اوایل خرداد است (اسدی، ۱۳۸۵). گلدهی معمولا از قسمت میانی ساقه‏های بزرگ شروع شده و به طرف بالا و پایین ساقه ادامه پیدا می‏کند (عرشی، ۱۳۷۹).
گل‏های ماده در اسفناج اغلب در زاویه برگ‏ها قرار دارند و دارای تخمدانی چهار یا پنج خامه‏ای است که به دو تا چهار برچه ختم می‏شود. گل‏های نر بدون گلبرگ به صورت خوشه‏ای در طول ساقه به وجود می‏آیند و گرده‏افشانی آن بوسیله‏ی باد صورت می‏گیرد(عرشی، ۱۳۷۹).
۲-۱-۴بذر
بذر اسفناج گرد و خاکستری و نسبتأ کوچک است و در بعضی از انواع آن ۳ یا ۴ برآمدگی شبیه به خار وجود دارد، به همین دلیل آن‏ها را بذر خاردار می‏گویند. کشت ارقام خاردار قدمت بیشتری دارد، امادر سطح تجاری از بذور صاف استفاده می‏شود زیرابذرهای صاف از نظر کاشت مخصوصا بوسیله‎‏ ماشین بذرکار بر انواع بذر خاردار برتری دارند (شیبانی، ۱۳۶۹).
۲-۲پرورش اسفناج
۲-۲-۱شرایط آب و هوایی مناسب برای پرورش اسفناج
اسفناج یک محصول فصل خنک است (اسپیلتس توسر[۱۹]، ۱۹۹۰) که سرمای زیر صفر را بهتر از سایر سبزی‏های فصل خنک تحمل می‏کند. در دمای ۱۸+ تا ۲۰+ درجه سانتیگراد بهترین رشد را دارد و در دمای کمتر از ۱۰+ درجه سانتیگراد، رشد این گیاه کند می‏شود. دمای مناسب برای جوانه زنی آن نیز ۲۰+ درجه سانتیگراد است (روباتزکی و یاماگوچی،۱۹۹۷).
رطوبت کافیهوا در رشد و نمو وکیفیت اسفناج اثر مثبت دارد. خشکی هوا و گرما باعث به گل رفتن و بذر دادن اسفناج می‏شود، بنابراین در مناطقی که تابستان‏ها گرم می‏شود، اسفناج را در پاییز، برای برداشت زمستانه و در اسفند ماه، برای محصول بهاره کشت می‏کنند (کاشی، ۱۳۷۶).
۲-۲-۲خاک
اسفناج را می‏توان در هر نوع خاک که از نظر مواد غذایی غنی باشد و زهکش نیز داشته باشد کشت کرد و محصول خوبی برداشت نمود. محیط کشت کم عمق و یا غیر قابل نفوذ برای کشت اسفناج مناسب نیست (کاشی،۱۳۷۶). مناسب‏ترین اسیدیته خاک ۵/۶ تا ۸ گزارش شده است (روباتزکی و یاماگوچی،۱۹۹۷).
۲-۲-۳آبیاری
اسفناج در خاک‏هایی که دارای رطوبت یکنواخت هستند، بهترین نتیجه را می‏دهد (مبلی و پیراسته، ۱۳۷۳). آبیاری منظم علاوه بر این که مقدار محصول را افزایش می‏دهد، گل دادن قبل از موعد گیاه را نیز به تأخیر می‏اندازد (پیوست، ۱۳۸۴).
۲-۲-۳تنک کردن
در صورتی که بخواهند اسفناج را تنک کنند، هنگامی که ارتفاع بوته‏ها به ۵/۲ سانتیمتر رسید (خاتک و همکاران، ۲۰۰۴) و گیاه دارای دو برگ حقیقی کاملا توسعه یافته است انجام می‏شود (ساندرز[۲۰]، ۱۹۹۰).
۲-۲-۵برداشت
زمان برداشت اسفناج هنگامی است که گیاهان به اندازه قابل فروش رسیده باشند. این اندازه بسته به فصل کشت و درجه حرارت محیط بین ۸۰-۳۰ روزبعد از کاشت می‏باشد (روباتزکی و یاماگوچی، ۱۹۹۷).
۲-۳ارزش غذایی اسفناج
۲-۳-۱مواد مغذی موجود در اسفناج
وجود مقادیر فراوانی از بتا کاروتن (پیش ماده سنتز ویتامین آ)، فولات (ویتامین ب۹)، ویتامین ث، کلسیم، آهن، فسفر، سدیم و پتاسیم در برگ‏های اسفناج نشان می‏دهد این گیاه دارای ارزش غذایی بالایی می‏باشد (دیکوتیو، ۲۰۰۰)، به طوری که در بین ۴۲ نوع میوه و سبزی، از نظر مقدار نسبی ۱۰ نوع ویتامین ومواد معدنی مورد نیاز بدن در رتبه دوم قرار دارد (سالونخه[۲۱] و همکاران، ۱۹۹۱). اسفناج از نظر ویتامین‏های آ و ث غنی است، این دو ماده آنتی‏اکسیدان‎‏های مهمی هستند که به کاهش تعداد رادیکال‏های آزاد در بدن کمک می‏کند (روباتزکی و یاماگوچی، ۱۹۹۷). تحقیقات نشان می‏دهد اسفناج، دارای بالاترین ارزش ORAC[22] (ظرفیت جذب رادیکال اکسیژن) در بین سبزی‏ها می‏باشد (پری‏یر[۲۳]، ۲۰۰۳). این گیاه از نظر داشتن ویتامین ب-۳ بسیار غنی است و برای کمک به جلوگیری از سرطان سینه به‏ دلیل محتوای بالای از لوتئین و سایر کارتنوئید‏ها بکار می‏رود(قهرمانی، ۱۳۸۷).
۲-۳-۲ مواد ضد تغذیه‏ای[۲۴] موجود در اسفناج
در بافت‏های اسفناج مقادیر قابل ملاحظه‏ای اسید اگزالیک وجود دارد. اسید اگزالیک و نمک‏های آن، ممکن است اثرات مضری برای مصرف کننده داشته باشند و می‏توانند باعث تشکیل اکسالات کلسیم در مجاری ادراری شوند (سی‏ینر و همکاران، ۲۰۰۳). همچنین اسید اگزالیک باعث جلوگیری از جذب آهن از جدار روده می‏شود (هادکینسون[۲۵]، ۱۹۸۱).
از دیگر مواد ضد تغذیه‏ای در اسفناج ساپونین است. وجود مقادیر ساپونین در جریان خون خطرناک است و ممکن است به علت تجزیه کردن گلبول‏های قرمز خون (همولیز) مهلک باشد (روباتزکی و یاماگوچی، ۱۹۹۷).
۲-۴خواص دارویی
استفاده از اسفناج برای مصارف دارویی به گذشته‏های دور برمی‏گردد. در انگلستان از عصاره اسفناج برای تمیز کردن زخم‏ها و التیام زگیل استفاده می‏شد (روباتزکی و یاماگوچی، ۱۹۹۷). اسفناج گیاهی محرک و اشتها‏آورو ملین است و یبوست را برطرف می‏کند. به دلیل داشتن ماده‏ای به نام “اسپیناسین[۲۶]” هضم غذا را تسریع می‏کند(قهرمانی،۱۳۸۷). همچنین دارای سکرتین[۲۷] است که اثر تقویت کننده بر روی ترشحات معده، روده و لوزالمعده داشته، ترشحات صفرا را افزایش می‏دهد و حرکات دودی روده را تقویت می‏کند (اسدی،۱۳۸۷). بتا‏کاروتن موجود در آن باعث بهبود فعالیت ریه و کاهش خطر دیابت می‏گردد (سینگ[۲۸] و همکاران، ۱۹۹۷).
اثر مهم خون‏سازی که به اسفناج نسبت داده می‏شود مربوط به مواد موجود در آن مانند مس، ید، ویتامین ث، کلروفیل و آهن و ترکیباتی به نام فولاسید[۲۹] می‏باشد. به علت داشتن مقدار قابل توجهی کلسیم باعث جذب آب در بدن شده و اثرات مثبتی روی گردش خون و قلب دارد. مصرف آن در تغذیه کودکان به عنوان غذای کامل دوره نقاهت، همچنین به عنوان تقویت کننده اعصاب برای کسانی که کارهای فکری دارند، توصیه شده است (اسدی، ۱۳۸۷).
تحقیقات علمی حاکی از خاصیت ضد سرطانی بسیار بالای اسفناج بوده و از نظر پیشگیری به ابتلای سرطان به سلطان گیاهان معروف است. دانشمندان ژاپنی معتقدند که اسفناج در کاهش میزان کلسترول خون نیز موثر می‏باشد (قاسمی، ۱۳۸۲).این سبزی خنک کننده و پایین آورنده تب است. ورم روده کوچک را رفع کرده و برای ورم ریه نیز مفید می‏باشد (قهرمانی، ۱۳۸۷).
بذر اسفناج آرام بخش است و در کاستن التهاب روده و معده نقش مهمی دارد (سینگ و همکاران، ۱۹۹۷). بذور این گیاه به خاطر داشتن مقدار زیادی موسیلاژ دارای خاصیت تب بر می‏باشند (امین، ۱۳۷۰).
در تحقیقی بر روی مواد مغذی تشکیل شده در هفت رقم اسفناج ایرانی مشخص گردید، این رقم‎ها برای تغذیه انسان به عنوان منبع غنی از امگا سه و عناصر معدنی مفید می‏باشند، همچنینمیزان اگزالیک اسید اسفناج‏های ایرانی بسیار کمتر از مقدار گزارش شده در ارقام خارجی است (عرفانی و همکاران، ۱۳۸۵).
۲-۵منابع ژنتیکی گیاهی و ضرورت شناخت آن
در گذشته جهت تامین مواد غذایی ناشی از افزایش تقاضا، روش‏هایی همچون اصلاح‏نژاد دام‏ها و گیاهان همراه با تغذیه بیشتر زمین‏ها،برداشت بیشتر از ‏زمین‏های کشاورزی را ممکن کرد. اما اینکهدر آینده نیز بتوان با مصرفکودی بیشتر در زمین‏های کشاورزی، انتظار برداشت بیشتری از این زمین‏ها داشته باشیم، بعید به نظر می‏رسد. امنیت غذایی از جمله مباحث جهانی است که بر مفهوم دسترسی به غذای کافی برای تمام مردم در تمام اوقات به منظور زندگی سالم و فعال استوار است. مفهوم تنوع زیستی پایدار نیز در این راستا به عنوان هدفی مطلوب مطرح می‏گردد و حفظ تنوع گیاهی و دامی موجود و یا بهبود آن را مطرح می‏سازد. در دهه اخیر با افزایش روند نابودی محیط زیست در سطح جهان، توجه متخصصان به مسئله تنوع زیستی معطوف شده است. حفاظت و بهره‏برداری از منابع ژنتیکی ارزشمند در کشاورزی از اهمیت فوق‏العاده‏ای برخوردار می‎باشد. حفاظت ذخایر ژنتیکی را باید به عنوان سرمایه و ثروتی که روز به روز ارزش پیدا می‏کند در رأس اولویت‏های تحقیقات قرار داده و با یک برنامه ملی و همه جانبه امکان حفاظت و بهره‏برداری هرچه بهتر از ژن‏های موجود در تنوع زیستی موجود کشور را در برنامه‏های فن‏آوری زیستی فراهم نمود (مظفری و همکاران، ۱۳۸۰).
عکس مرتبط با محیط زیست
گیاهان سلسله بسیار مهمی از جانداران کره زمین را تشکیل می‏دهند و نقش اساسی و حیاتی در زندگی و بقاء بشر و سایر جانداران دارند. منابع ژنتیکی گیاهی که شامل توده‏های اولیه گیاهان، ارقام جدید امروزی وابستگان وحشی آن‏ها هستند، جزو با ارزش‏ترین و حیاتی‏ترین ذخایر و منابع طبیعی هر کشور محسوب گردیده و ارزش آن‏ها به هیچ عنوان با سایر ذخایر و منابع طبیعی قابل مقایسه نیست (نادری‏منش و همکاران، ۱۳۷۷).متأسفانه منابع ژنتیکی گیاهی به طور بی‏ساقه‏ای به دلایل گوناگونی در حال از بین رفتن می‏باشند. در کشاورزی مدرن واریته‏های جدید به طور قابل توجهی جایگزین ارقام و توده‏های بومی شده و این توده‏ها که اغلب منابع ژنتیکی ارزشمندی می‏باشند، در حال از بین رفتن هستند. از بین رفتن منابع ژنتیکی گیاهی خطری جدی برای امنیت غذایی بشر در بلند مدت محسوب می‏شود (رائو[۳۰]،۲۰۰۴).
۲-۶اهمیت منابع ژنتیکی ایران
شناسایی صفات مهم گونه‏های گیاهی که در سازگاری، عملکرد و کیفیت نقش دارند و ارزیابی پتانسیل ژنتیکی این صفات و همچنین منابعی از ژن‏ها برای استفاده در برنامه‏های اصلاحی و انتقال ژن‏های مطلوب به ارقام مورد نظر از جمله راهکارهای اصلاح نبات است. توجه به این اصول، بیانگر این واقعیت است که تنوع ژنتیکی، اساس و پایه کار اصلاح نباتات است. شناسایی و ارزیابی ذخایر توارثی از نظر وجود ژن‏های مورد نیاز، گامی اساسی در این راه است (ارزانی،۱۳۸۹). به طور کلی غنی‏ترین منبع ژنتیکی برای هر گونه، مرکز پیدایش آن یا منطقه جغرافیایی است، که آن گونه از آنجا منشاء گرفته است. این مرکز، غالبا مرکز تنوع، منطقه‏ای است که حداکثر ژنوتیپ‏های مختلف نیز در آنجا یافت می‏شود. ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی خاص خود، از نظر مواد ژنتیکی بسیاری از گیاهان یکی از غنی‏ترین نقاط دنیا محسوب می‏شود (خوشخوی و همکاران، ۱۳۷۴) و جزء پنج کشور نخست دنیا از لحاظ تنوع زیستی در گونه‏های گیاهی است (قره یاضی، ۱۳۷۵).
۲-۷تاریخچه و پراکنش اسفناج
اسفناج خوراکی (Spinacia oleracea L.) بومی مناطق مرکزی آسیا و به احتمال قوی ایران است (عرشی، ۱۳۷۹ و هوچمات[۳۱] و همکاران، ۲۰۰۳). این سبزی از ۲۰۰۰ سال قبل در ایران کشت می‏شده و ایرانیان باستان به خواص آن پی برده بودند (اسپیلتس توسر، ۱۹۹۰). اسفناج به صورت وحشی در سراسر ایران بخصوص در تبریز و خوی انتشار دارد (افتخاری و همکاران، ۱۳۸۹). این گیاه در سال ۱۱۰۰ میلادی بوسیله بازرگانان از ایران به اسپانیا و سپس از اروپا به آمریکا انتقال یافت. کشت گسترده اسفناج به ویژه در هلند، فرانسه و انگلستان از قرن ۱۸ میلادی شروع شده است(اسدی، ۱۳۸۷).
اسفناج اگرچه از زمان های بسیار قدیم کشت شده، لیکن اهمیت تجاری خود را هنوز پیدا نکرده است. این سبزی از نظر سطح زیر کشت در بین سایر سبزی‏ها در رتبه بیستم قرار دارد و این در حالی است که از نظر مواد معدنی و ارزش غدایی پس از کلم بروکلی در جایگاه دوم اهمیت می‏باشد (اسپیلتس توسر، ۱۹۹۰).
۲-۸تولید جهانی اسفناج
کشور چین با سهمی معادل ۷۶% تولید جهانی اسفناج، بزرگترین تولید کننده اسفناج در دنیا محسوب می‎‏شود. بعد از آن کشورهای ایالات متحده آمریکا، اندونزی، ژاپن و ترکیه قرار دارند. ایالات متحده آمریکا حدود ۴% تولید جهانی اسفناج را به خود اختصاص داده و در جایگاه دوم قرار گرفته است. سطح زیر کشت سبزی‏ها در ایران ۸۰۳,۰۰۰ هکتار است که از این سطح زیر کشت حدود ۲۱ میلیون تن انواع سبزی برگی از جمله حدود ۰۰۰/۱۰ تن اسفناج با متوسط عملکرد ۳/۱۴ تن در هکتار برداشت می‏شود (فائو،۲۰۰۷). با وجود بومی بودن اسفناج در کشور تحقیقات جامعی در مورد شناسایی، ارزیابی و اصلاح ژرم پلاسم‏های این سبزی با ارزش نه تنها در ایران بلکه در دنیا صورت نگرفته است. این بی توجهی ممکن است منجر به انقراض برخی از ژنوتیپ‏های با ارزش موجود گردد.
۲-۹نشانگر‏ها
هر شاخص قابل ارزیابی اعم از فنوتیپی یا ژنوتیپی و یا تفاوت‏های موجود بین کروموزوم‏های دو فرد که به نتایج آنها منتقل می‏گردد را می‏توان نشانگر نامید. رنگ گل، رنگ بذر، یک ترکیب شیمیایی خاص، بو و طعم خاص، فرم‏های مختلف یک آنزیم، پروتئین‏هایذخیره‏ای بذر، تفاوت طولی قطعات DNA و غیره همگی را می‏توان به عنوان نشانگر در نظر گرفت (نقوی و همکاران،۱۳۸۶ و فصیحی هرندی، ۱۳۷۴). به عبارت دیگر هر تفاوت پایداری که بتواند باعث تشخیص دو فرد، دو جمعیت یا دو ژنوتیپ از همدیگر شود به عنوان نشانگر بین آنها شناخته می‏شود (فصیحی هرندی، ۱۳۷۴). پس به طور کلی برای آنکه صفتی به عنوان نشانگر ژنتیک مورد استفاده قرار گیرد باید حداقل واجد دو ویژگی زیر باشد:
۱- در بین دو فرد متفاوت باشد (چند شکلی نشان دهد) و
۲- به توارث برسد.
به طور کلی می‏توان نشانگرها را به سه دسته مورفولوژیکی، سیتوژنتیکی و مولکولی تقسیم بندی کرد:
۲-۹-۱نشانگرهای مورفولوژیکی
نشانگرهای مورفولوژیکی عمدتاً هم‏ردیف با صفات کیفی هستند که در طبیعت یافت می‏شوند و یا در آزمایشات جهش‏زایی بدست می‏آیند (یوجایل[۳۲] و همکاران، ۲۰۰۳) و اولین نشانگرهای ژنتیکی بودند که از اوایل قرن ۲۰ میلادی مورد استفاده قرار گرفته و از طریق مشاهده رتبه‏بندی می‏شدند (باسیل[۳۳] و همکاران، ۲۰۰۴). این نشانگرها پیامد جهش‏های قابل رویت در مورفولوژی سازواره‏اند و عمدتاً توسط یک ژن کنترل می‏شوند و در صورتی می‏توانند به عنوان نشانگر ژنتیکی مورد استفاده قرار گیرند که بیان آنها در طیف وسیعی از محیط‏های مختلف تکرارپذیر باشد (نقوی و همکاران، ۱۳۸۶). برآورد روابط ژنتیکی و ارزیابی تنوع ژنتیکی بر مبنای صفات مورفولوژیک، فیزیولوژیک و زراعی می‏تواند برای سازماندهی ژرم‏پلاسم، گزینش والدین مناسب برای دورگ‏گیری و تولید جمعیت‏های در حال تفرق سودمند باشد. توسعه کلکسیون‏های مرکزی برای شناسایی ژن‏های مفید و همچنین ارزیابی صفاتی که اندازه‏گیری آنها سخت و پرهزینه است، مؤثر می‏باشد (هارچ[۳۴] و همکاران، ۱۹۹۷). با وجود اینکه بررسی‏های مورفولوژیک هم‏چنان به عنوان مبنا و اولین مرحله در مطالعه پتانسیل ژرم‏پلاسم و طبقه‏بندی آنها مورد استفاده قرار می‏گیرند، اما اغلب به تنهایی نمی‏توانند برای شناسایی روابط ژنتیکی ارقام بکار گرفته شوند (کری‏هالو و دوایودی[۳۵]، ۲۰۰۳). از جمله معایب این نوع ارزیابی اثرات شدید محیط بر این گونه صفات از جمله صفات زراعی است و این امر موجب می‏گردد، صفات زراعی نتوانند انعکاس دقیق و درستی از میزان تنوع ژنتیکی در اختیار اصلاح‏گر قرار دهند (کرمی و همکاران، ۱۳۸۹). و علاوه بر تأثیر محیط ، سن گیاه نیز مشکل بعدی است زیرا برای مشاهده آنها باید تا مدت‏ها منتظر ظهورشان ماند که برای گیاهان چند ساله بسیار مشکل است (میرمحمدی میبدی، ۱۳۸۲)، از جملع معایب دیگر آ‏ن‏ها این است که اغلب دارای توارث غالب و مغلوبی بوده و اثرات اپیستازی و پلیوتروپی دارند، فراوانی و تنوع کمی دارند و کار مشاهده و ثبت آنها زمان‏بر است (نقوی و همکاران، ۱۳۸۶).
۲-۹-۲نشانگرهای مولکولی
اصطلاحانگشت‏نگاری[۳۶]مولکولیبطورکلیبهکاربردتوالیخاصیازمولکولDNAجهتشناساییافراد،ژنوتیپ‏هاولاین‏هااطلاقمی‏شود. روش‏انگشت‏نگاریمولکولیبه همراهنشانگرهایمورفولوژیکی وفیزیکوشیمیاییکاربردوسیعیرادرژنوتیپ‏یابیوتجزیهتحلیلتنوعژنتیکیگیاهانزراعیووحشیپیدانمودهاستکهمی‏توانبه مواردشناساییارقام،تعیینحقوقمالکیتمعنویارقام،آزمون خلوصژنتیکی،بررسیقرابتژنتیکی،آزمونتمایزیکنواختیپایداری(DUS)اشارهنمود.سازمانبین المللیحمایتازارقامجدیدگیاهی(UPOV)، کمیتهروش‏هایمولکولیوبیوشیمیاییرابرایبررسیکاربردنشانگرهایمولکولیدرسیستمثبترقمتشکیلدادهاست.این کمیته،ازمیاننشانگرهایمولکولیمختلفنشانگرهایریزماهوارهرابه عنوانبهترینروشموجودبرایانگشت‏نگاریDNAجهتقضاوت درشناساییوتشخیصارقاممشتقشدهمعرفینمود (سینگ و همکاران، ۲۰۰۴وUPOV-BMT، ۲۰۰۲). این نشانگرها با انواع متعدد و مزایای بسیار، به عنوان یک نشانگر ابزار تکمیلی همراه نشانگرهای مورفولوژیکی و فیزیولوژی در بررسی روابط فیلوژنتیکی گیاهی مورد استفاده قرار می‏گیرند، زیرا تحت تأثیر شرایط محیطی نبوده و در هر مرحله از رشد گیاه قابل استفاده هستند (مانیفستو[۳۷] و همکاران، ۲۰۰۱). از نشانگرهای مولکولی در مواردی مانند ایحاد نقشه‏های ژنتیکی و فیزیکی در موجودات زنده و شناسایی ژن‏های کمی و کیفی و طبقه‏بندی دقیق آنها استفاده می‏شود (قره‏یاضی، ۱۳۷۵). امروزه استفادهاز نشانگرهای مولکولی برای انگشت‏نگاری ژنتیکی جایگاه ویژه‏ای پیدا نموده است و نشانگرهای مولکولی خصوصاً در آشکار نمودن تنوع ژنتیکی گیاهان خویشاوند وقتی نشانگرهای فنوتیپی قادر به تشخیص آن نیستند، مفید می‏باشند.
نشانگرهای DNA نسبت به نشانگرهای مورفولوژیکی کاراتر و قابل اعتمادتر بوده، از نظر تعداد نامحدود و معمولاً کمتر تحت تأثیر محیط قرار می‏گیرند (نقوی و همکاران، ۱۳۸۶). استفاده از اطلاعات مولکولی در مقایسه با خصوصیات مورفولوژیکی برای بررسی روابط فیلوژنی، از چندین مزیت برخوردار است. به عنوان مثال: الف) هیچ گونه ارزیابی شخصی در تعیین وضعیت دخیل نیست، ب) به دلیل اینکه ساختمان DNA در تمام موجودات زنده از چهار باز نوکلئوتید تشکیل شده است، بنابراین امکان مطالعه مستقیم متنوع‏ترین اشکال حیات وجود دارد، ج) میزان اطلاعات حاصله بسیار زیاد بوده و بدست آوردن این اطلاعات برای گونه‏های مورد نظر در آزمایشگاه نسبتاً ساده است. همچنین در اختیار بودن مزایایی مثل هزینه کم، کامپیوترهای پرقدرت و نرم‏افزارهای جدید، منجر به استفاده رایج از روش‏های مولکولی در بازسازی تاریخ تکاملی موجودات زنده در سطوح مختلف تاکسونومیکی شده است (کومار و فیلیپسکی[۳۸]، ۲۰۰۱). اساس این دسته از نشانگرها تجزیه و تحلیل مستقیم DNA می‏باشد. در مدت یک دهه نشانگرهای DNA تکامل قابل توجهی پیدا کردند به طوری‏که انواع مختلف نشانگرهای DNA با تفاوت‏های زیادی از نظر تکنیکی و روش تولید، نحوه کاربرد، امتیازبندی و تفسیر نتایج ابداع و معرفی گردیدند. بدون تردید، کشف واکنش زنجیره‏ای پلی‏مراز PCR بیشترین نقش را در توسعه و تکامل نشانگرهای DNA داشته است (نقوی و همکاران، ۱۳۸۶). علی‏رغم توانایی بسیار زیاد نشانگرهای مولکولی هنوز ابهامات زیادی وجود دارد که باید قبل از تحقق کامل این تکنولوژی به آنها پاسخ داده شود. به عنوان مثال عدم شناسایی تنوع در سطح مولکولی از طریق این تکنیک‏ها الزاماً به منزله عدم وجود تنوع ژنتیکی مفید برای اصلاح کننده نیست، زیرا همواره ممکن است روند انتقال‏پذیری این نشانگرها نسبت به هم و در ژنوم‏های متفاوت متغیر باشد (باقری و همکاران، ۱۳۷۷). نشانگرهای مولکولی را به دو دسته نشانگرهای پروتئینی و نشانگرهای مبتنی بر DNA تقسیم‏بندی می‏کنند (عبدمیشانی و شاه‏نجات، ۱۳۷۷).
۲-۹-۳نشانگرهای پروتئینی
مطالعات اولیه مولکولی با اهداف طبقه‏بندی با بهره گرفتن از نشانگرهای پروتئینی انجام می‏شد. نشانگرهای پروتئینی فرآورده نهایی ژن‏های ساختاری بوده که در واقع بیانگر تنوع موجود در سطح نوکلئوتیدی ژنوم هستند. اما از آنجا که محصولات ژن از روی قسمتی از توالی‏های DNA ساخته می‏شوند در برگیرنده همه تغییرات موجود در سطح DNA نیستند و نمی‏توانند نماینده کل ژنوم باشند. یکی از نشانگرهای پروتئینی معمول نشانگرهای آیزوزایمی هستند که چندین دهه است از آنها استفاده می‏شود. آیزوزایم‏های شکل‏های مختلف یک آنزیم‏اند که اغلب تحرک الکتروفورزی متفاوتی دارند که در بسترهای نشاسته‏ای یا اکریل‏آمیدی از یکدیگر جدا می‏شوند (چاوالا[۳۹]، ۲۰۰۰). این نشانگرها اکثراً همبارز[۴۰] هستند و در بررسی‏های طبقه‏بندی، ژنتیکی و تکاملی گیاهان و همچنین مطالعات اکولوژیکی کاربرد فراوانی داشته و می‏توانند ارقام قابل کشت را از همدیگر تفکیک کنند اما به دلایلی از جمله وقت‏گیر و پرهزینه بودن، نیاز به حجم زیاد نمونه با کیفیت بالا و حجم اطلاعات دریافتی اندک با وجود دقیق بودن زیاد کنار گذاشته شدند (ویدن و لمب[۴۱]، ۱۹۸۷). از دیگر عیوب این نشانگرها کم بودن تعداد آنها و محدود شدن به بافت‏های خاص و مراحل رشدی موجود زنده است، همچنین در مورد آیزوزایم‏ها برای هر آنزیم یک روش رنگ‏آمیزی خاصی بایستی انجام شود که کاربرد این روش‏ها را محدود می‏سازد. بعضی از تغییرات پروتئینی نیز به علت تغییرات پس از ترجمه است نه ناشی از توالی ژنوم و نمی‏توان از این تغییرات به عنوان نشانگر استفاده کرد (چاوالا، ۲۰۰۰).
۲-۱۰نشانگرهایDNA

 

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت fotka.ir مراجعه نمایید.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *