بررسي اثر جهش ژنتيكي پرتوهاي ليزر روي صفات زراعي و DNA در نخود زراعي (Cicer arietinum L.)

Mutagenesis of laser radiation on DNA and agronomic traits in chickpea (Cicer arietinum L.)

تنوعي كه در موجودات زنده اعم از گياه و جانور وجود دارد ناشي از جهش (موتاسيون­)هاي طبيعي در سطح DNA و درپي نوتركيبي و انتخاب است كه در طي ميليون­ها سال رخ داده است. هدف از انجام اين آزمايش بررسي امكان ايجاد تغيير ژنتيكي در گياه نخود با استفاده از پرتوهاي ليزر است. پرتوهاي ليزر با نفوذپذيري بالايي كه دارند باعث ايجاد تغييرات ريخت‌شناختي (مرفولوژيك) و فيزيولوژيك در گياهان مي­شوند. در اين آزمايش پرتوهاي ليزر YAGND: با طول‌موج 530 نانومتر، ليزر هليوم نئون با طول‌موج 632 و ليزر UV با طول‌موج 308 نانومتر در مدت‌زمان‌هاي مختلف روي بذر نخود رقم ILC­482 به‌كار برده شد. پس از پرتوتابي و كاشت بذرها (M1)، تا زمان برداشت صفات: روز تا جوانه­زني، گلدهي و غلاف­دهي، درصد جوانه‌زني، شمار ساقه­هاي داراي غلاف، شمار كل غلاف­ها، شمار غلاف­هاي خالي و پر، شمار بذر در بوته، وزن صددانه، ارتفاع بوته، وزن خشك بوته و عملكرد دانه اندازه­گيري شد. بذرهاي توليدي از تيمارهاي پرتوتابي‌شده همراه با شاهد در نسل بعد (M2) كشت و صفات بالا دوباره اندازه‌گيري شدند. نتايج در نسل اول نشان داد، در سه صفت (ارتفاع بوته، شمار غلاف­هاي خالي و وزن خشك) تفاوتي بين شاهد و تيمارهاي پرتوتابي شده وجود نداشت. اما در ديگر صفات در تيمارهاي مختلف تغييراتي نسبت به شاهد در نسل اول و دوم به­وجود آمد. به‌طوركلي پرتوتابي موجب كاهش ميزان صفات نسبت به شاهد شد. در ضمن بررسي‌هاي مولكولي رخداد جهش را در سطح DNA توسط اشعۀ ليزر اثبات كرد.

The variation that exists within living plants and animals, is the result of natural mutation at the DNA level, with subsequent recombination and selection occurring, much of it over millions of years. The aim of this study is to create genetic changes in chick pea plants using laser radiation. Laser radiation can cause changes (morphological and physiological) in plants with their high permeability. In this experiment, laser lights: ND:YAG with a wavelength of 530 nm, helium-neon laser with a wavelength of 632 and UV laser with a wavelength 308 nm were used on seed of “ILC482” variety of chickpea. After irradiation and planting the seeds (m1), characters: days to germination, days to flowering and podding, percent of germination, total number of pods, number of stem, number of empty and full pods, number of seeds , 100 KW weight, plant height, plant dry weight and grain yield per plant were measured. M1 seeds and control were planted in the next generation (M2) and above traits were measured. At the first generation the results showed that in the three traits (height, number of empty pods and dry weight) there is no difference between treatments. But in other characters, the treatments were differed in compared to control at first and second generation. In general, radiation reduced the characters in comparison to control. Molecular analysis confirmed the mutations occurred in DNA by the laser radiation.