مقاله پلی پلوئید و نقش آن در اصلاح نباتات

چکیده:
پلی پلوئیدی به افزایش تعداد کروموزوم ها در یک یا چند مجموعه ژنی اشاره دارد و یکی از مهم ترین پدیده های ژنتیکی در تکامل گیاهان و اصلاح نباتات محسوب می شود. این فرآیند می تواند به طور طبیعی یا مصنوعی رخ دهد و منجر به تغییرات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و تولیدمثل در گیاهان شود. پلی پلوئیدی به صورت اتوپلوئیدی، آلوپلوئیدی و آنیوپلوئیدی تقسیم بندی می شود که هر کدام ویژگی ها و کاربردهای خاصی در تولید گونه های زراعی با کیفیت و عملکرد بالا دارند. مطالعه پلی پلوئیدی و کاربرد آن در اصلاح نباتات، زمینه ساز توسعه محصولاتی با مقاومت بیشتر، اندازه دانه و میوه مطلوب و بهره وری بالاتر است و به درک بهتر روابط ژنتیکی و تکاملی بین گونه های گیاهی کمک می کند. این مقاله به بررسی تعریف، انواع، خصوصیات مورفولوژیکی و رفتار سیتوژنتیکی پلی پلوئیدها پرداخته و نقش آنها در اصلاح نباتات را با تاکید بر گیاهان زراعی تشریح می کند.

مقدمه:
تغییر در تعداد کروموزوم ها یکی از فرآیندهای طبیعی و مداوم در تکامل زیستی است که از آغاز حیات در زمین رخ داده است. این تغییرات می توانند تصادفی و خودبه خود ایجاد شوند و به عنوان ابزاری طبیعی برای تنوع ژنتیکی و مدل سازی ژنوم ها در طی تکامل گونه ها عمل کنند. در بسیاری از گیاهان و برخی جانورانی که جزو منابع غذایی انسان هستند، این تغییرات کروموزومی به طور طبیعی باعث ایجاد تنوع در ویژگی های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و تولیدمثلی شده اند. امروزه مطالعه این تغییرات و دست کاری کنترل شده آنها در اصلاح نباتات، امکان توسعه گونه های زراعی با خصوصیات مطلوب مانند مقاومت به تنش های محیطی، افزایش عملکرد و کیفیت محصولات را فراهم می کند.

پلی پلوئیدی یکی از مهم ترین پدیده های ژنتیکی است که به افزایش تعداد مجموعه کروموزوم ها در یک سلول یا ارگانیسم اشاره دارد. این پدیده می تواند در دو سطح رخ دهد: یوپلوئیدی، که تعداد کروموزوم ها مضرب صحیحی از تعداد پایه یا هاپلوئید گونه است، و آنیوپلوئیدی، که تعداد کروموزوم ها مضرب نامرتبی از پایه است. تفاوت این دو نوع پلی پلوئیدی در اثرات مورفولوژیکی، رفتار سیتوژنتیکی و کاربردهای اصلاحی آنها بسیار اهمیت دارد. اتوپلوئیدی، نوعی پلی پلوئیدی است که تمام مجموعه کروموزوم های آن از یک گونه منشأ می گیرند و باعث افزایش حجم سلول ها، بزرگ تر شدن اندام های گیاهی و تغییرات قابل توجه در رشد و تولیدمثل می شود. در مقابل، آلوپلوئیدی حاصل ترکیب کروموزوم های دو یا چند گونه متفاوت است و در ایجاد هیبریدهای گیاهی و انتقال صفات مطلوب بین گونه ها کاربرد دارد.

پلی پلوئیدها با ایجاد تغییرات در ژنوم، نقش مهمی در اصلاح نباتات ایفا می کنند. این تغییرات می توانند به شکل افزایش اندازه میوه ها، بهبود مقاومت به بیماری ها و تنش های محیطی، افزایش نرخ زادآوری و تغییر در دوره گل دهی مشاهده شوند. خصوصیات مورفولوژیکی اتوپلی پلوئیدها شامل افزایش اندازه سلول ها، بزرگ تر شدن برگ ها و میوه ها، تغییر رنگ گل ها و برگ ها و همچنین افزایش ظرفیت ذخیره مواد مغذی است. رفتار سیتوژنتیکی آنها نیز نشان دهنده افزایش تعداد کروموزوم ها در تقسیم میتوز و میوز و گاهی بروز مشکلاتی مانند ناپایداری کروموزومی است که می تواند برای ایجاد گونه های جدید یا اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد.

آلوپلوئیدها نیز با ترکیب ژنتیکی دو گونه متفاوت، فرصت ایجاد هیبریدهای با صفات مطلوب را فراهم می آورند و امکان انتقال ژن های مقاوم به بیماری ها، تغییرات رشد و بهبود کیفیت محصول را فراهم می کنند. آنیوپلوئیدها با داشتن تعداد کروموزوم نامتوازن، مطالعات ژنتیکی و شناسایی صفات منفرد را تسهیل می کنند و در برنامه های اصلاحی به عنوان ابزار مطالعه اثرات ژنتیکی خاص کاربرد دارند.

در نتیجه، پلی پلوئیدی نقش محوری در تکامل و اصلاح نباتات دارد و مطالعه دقیق آن به بهبود بهره وری، افزایش کیفیت محصولات زراعی و توسعه گونه های جدید با ویژگی های مطلوب منجر می شود. این پدیده نه تنها در تولید محصولات غذایی انسان بلکه در درک بهتر مکانیسم های ژنتیکی و سیتوژنتیکی گیاهان اهمیت دارد و پایه ای برای تحقیقات ژنتیکی پیشرفته و برنامه های اصلاحی موفق فراهم می آورد.

فهرست مطالب
مقدمه ۱
تعریف پلی پلوئیدی: ۲
تقسیم بندی پلی پلوئید: ۲
تعریف یوپلوئیدی و انواع آن: ۲
تعریف اتوپلوئیدی و منشا تولید آن: ۲
اتوپلوئیدی و کاربرد آن در اصلاح نباتات: ۳
خصوصیات مورفولوژیکی اتوپلی پلوئید: ۵
رفتار سیتوژنتیکی اتوپلوئید ها: ۵
آلوپلوئیدی و نحوه تولید آن: ۷
آلوپلوئیدی و اصلاح نباتات: ۸
رفتار سیتوژنتیکی آلوپلوئیدها: ۹
آنیوپلوئیدی و انواع آن: ۱۰
منشا آنیوپلوئیدی: ۱۰
کاربرد آنیوپلوئید ها در اصلاج نباتات: ۱۲
پلی پلوئید ها در گیاهان زراعی: ۱۶
منابع ۱۷