سرفصل: گرده‌افشاني و لقاح    

مطلب درسي: نقش باد در گرده‌افشاني

در هواي خشک، واکنش لايه مکانيکي بساک منجر به باز شدن دانه‌هاي گرده مي‌شود و بدين وسيله دانه‌هاي گرده ي گياه آزاد مي‌گردند. انتقال دانه‌هاي گرده و قرار گرفتن آن‌ها بر روي کلاله ي گل را گرده‌افشاني مي‌گويند. در اصلاح نباتات گياهان را به دو گروه خودگرده افشان و دگرگرده افشان تقسيم مي‌کنند. انتقال دانه‌هاي گرده از بساک يک گل به همان گل و يا به کلاله ي گل ديگري از همان گياه را خود گرده‌افشاني و باروري ناشي از اتحاد گامت‌هاي نر و ماده يک بوته را خود باروري گويند. انتقال دانه‌هاي گرده از بساک يک گل به کلاله ي گل‌هاي گياهان ديگر را دگرگرده‌افشاني و باروري حاصل از آن را دگر باروري گويند. ميزان خود يا دگرگرده‌افشاني معمولاً بسته به نوع گياه، و ژنتيک گياه ،شرايط محيطي، سرعت و جهت باد، و جمعيت حشرات گرده افشان تغيير مي‌کند. عوامل مؤثر بر گرده‌افشاني عبارت‌اند از: رنگ و شهد گل ،  زمان گرده‌افشاني،  وزن دانه‌هاي گرده، باد، حشرات، آب براي بعضي گياهان آبزي و انسان.[1]

يکي از مهم‌ترين اعمالي که بادها انجام مي‌دهند بارور کردن گياهان و قارچ‌ها و رساندن گامت نر به گامت ماده است که اين عمل توسط حشرات نيز در طبيعت انجام مي‌شود. در برخي از گياهان گامت نر که بر روي قطره  ي شبنم ريخته شده توسط باد به گامت ماده مي‌رسد و آن‌ها را بارور مي‌کند.

در سوره حجر آيه ي 22 به اين خاصيت باد اشاره شده است:

«وَأَرْسَلْنَا الرِّيَاحَ لَوَاقِحَ فَأَنْزَلْنَا مِنَ السَّمَاءِ مَاءً فَأَسْقَيْنَاکُمُوهُ وَ مَا أَنْتُمْ لَهُ بِخَازِنِينَ؛

ما بادها را براي بارور ساختن (ابرها و گياهان) فرستاديم؛ و از آسمان آبي نازل کرديم، و شما را با آن سيراب ساختيم؛ در حالي که شما توانايي حفظ و نگهداري آن را نداشتيد.»

قرآن از ميان عوامل لقاح، باد را ذکر کرده است و شايد اين امر به دليل اين است که گرده‌افشاني گياهان به خصوص غلات که غذاي اصلي انسان‌ها را تشکيل مي‌دهند معمولاً توسط باد انجام مي‌شود اين مطالب با توجه به علم امروز بسيار ساده است ولي در 1400 سال قبل اطلاع کمي از عملکرد بادها در دست بود. علامه طباطبايي در تفسير آيه ي فوق به اين نکته اشاره کرده‌اند : کلمه»لَوَاقِحَ” جمع” لاقحه” از ماده ي” لَقْح» است. وقتي که گفته مي‌شود” لَقَحَ النَّخلَ” معنايش اين است که درخت خرما را لَقاح کرد. و لقاح گرد درخت خرماي نر است که تا آن را به درخت ماده منتقل نکنند بارور نمي‌شود. امروزه در مباحث گياه‌شناسي مسلم شده که مسئله  ي نر و مادگي در تمام گياهان هست، و بادها در وزش خود ذراتي از گرد گل گياه نر را به گياه ماده منتقل مي‌کند و آن را بارور مي‌سازد. قرآن کريم در آيه ي مورد بحث از همين حقيقت پرده برداري مي‌کند و مي‌فرمايد:” ما بادها را براي کار تلقيح فرستاديم[2]

سرفصل: منابع ژنتيکي و تنوع ژنتيکي در گياهان

مطلب درسي : تنوع ژنتيکي

تنوع ژنتيکي: شامل تمام اختلافات ژنتيکي در گياهان است. گونه‌هاي گياهي و همچنين افراد يک گونه تنوع ژنتيکي زيادي دارند. اساس اصلاح نباتات انتخاب است و لازمه ي انتخاب وجود تنوع ژنتيکي يا واريانس ژنتيکي است. جهت اصلاح گياهان بايد جمعيت‌هايي با تنوع ژنتيکي داشته باشيم و از درون آن‌ها مطلوب‌ترين ژنوتيپ‌ها را انتخاب کنيم[3]

منابع تنوع ژنتيکي گياهي، علاوه بر زير بناي توسعه  ي کشاورزي، به عنوان منبعي از سازگاري ژنتيکي همچون سپري در برابر تغييرات محيطي عمل مي‌کند. فرسايش منابع مذکور امنيت غذايي در جهان را با تهديد مواجه مي‌کند. نياز به حفظ و به کارگيري منابع ژنتيکي گياهي به عنوان حفاظي در برابر مشکلات غيرقابل پيش‌بيني در آينده بر همگان آشکار است و چشم‌انداز تضعيف تنوع ژنتيکي به همراه تقاضاي روزافزون به اين منابع آن‌ها را در مرکز توجه جهاني جاي داده است[4]منابع ژنتيکي گياهي محدود و فناپذيرند. اين منابع تأمين‌کننده ي مواد خام ژنتيکي (ژن‌ها) هستند که در صورت بهره‌برداري صحيح از آن‌ها ارقام جديد و مطلوب‌تر گياهي را مي‌توان توليد کرد. برخورداري از خصوصيات غيرقابل جايگزين نظير مقاومت به بيماري، سازگاري محلي و محصول دهي از مشخصات آن‌هاست. جدا از اين‌که محققين از طريق اصلاح نباتات سنتي و يا مهندسي ژنتيک از ذخاير ژنتيکي استفاده کنند يا خير، آن‌ها چه در زمان حال و چه در آينده از ارزش غيرقابل برآوردي برخوردارند. اين ژن‌ها در ارقام محلي و جوامع گياهي طبيعي پراکنده بوده و در طول هزاران سال توسط نظام آفرينش و کشاورزان (طبيعي و مصنوعي) به خاطر سازگاري، مقاومت و يا محصول دهي گزينش شده‌اند[5].

در قرآن در سوره ي حجر آيه ي 19 به اين موضوعات اشاره شده است: «وَ الأَرْضَ مَدَدْناها وَ أَلْقَيْنا فِيها رَواسِيَ وَ أَنْبَتْنا فِيها مِنْ کُلِّ شَيْء مَوْزُون؛ و زمين را گسترديم؛ و در آن کوه هاي ثابتي افکنديم؛ و از هر گياه موزون، در آن رويانديم.»

با دقت در اين آيه خصوصاً آن که از واژه ي«گستراندن زمين» و «هر گياه» استفاده شده است، متوجه مي‌شويم که منظور آن است که گياهان در طبيعت به صورت متنوع و متوازن آفريده شده‌اند.

همچنين در سوره ي انعام آيه  ي 99 مي‌فرمايد: «وَ هُوَ الَّذي أَنْزَلَ مِنَ السَّماءِ ماءً فَأَخْرَجْنا بِهِ نَباتَ کُلِّ شَيْء فَأَخْرَجْنا مِنْهُ خَضِراً نُخْرِجُ مِنْهُ حَبّاً مُتَراکِباً وَ مِنَ النَّخْلِ مِنْ طَلْعِها قِنْوانٌ دانِيَةٌ وَ جَنّات مِنْ أَعْناب وَ الزَّيْتُونَ وَ الرُّمّانَ مُشْتَبِهاً وَ غَيْرَ مُتَشابِه انْظُرُوا إِلي ثَمَرِهِ إِذا أَثْمَرَ وَ يَنْعِهِ إِنَّ في ذلِکُمْ لآيات لِقَوْم يُؤْمِنُونَ؛

او کسي است که از آسمان، آبي نازل کرد؛ و به وسيله ي آن، گياهان گوناگون رويانديم؛ و از آن، ساقه ها و شاخه هاي سبز، خارج ساختيم؛ و از آن ها دانه هاي متراکم، و از شکوفه ي نخل، شکوفه هائي با رشته هاي باريک بيرون فرستاديم؛ و باغ هايي از انواع انگور و زيتون و انار، (گاه) شبيه به يکديگر، و (گاه) بي شباهت! هنگامي که ميوه مي‌دهد، به ميوه ي آن و طرز رسيدنش بنگريد که در آن، نشانه هايي براي افراد با ايمان است!»

در اين آيه ابتدا مي‌فرمايد: «باغ‌هايي از انگور و زيتون و انار پرورش داديم» (وَجَنَّاتٍ مِنْ أَعْنَابٍ وَالزَّيتُونَ وَالرُّمَّانَ) سپس اشاره به يکي ديگر از شاه کارهاي آفرينش دراين درختان کرده مي‌فرمايد: «هم، با يکديگرشباهت دارند وهم ندارند» (مُشْتَبِهاً وَ غَيرَمُتَشابِهٍ) با توجه به آيه ي 141 همين سوره که وصف متشابه و غير متشابه را براي زيتون و انار ذکرکرده استفاده مي‌شودکه در آيه  ي مورد بحث نيز و صف مزبور درباره ي همين دو درخت است. اين دو درخت از نظر ظاهري شباهت هايي با هم دارند که اين ناشي از وجود عناصري نظير کربن، اکسيژن، نيتروژن و فسفـر است. در حالي‌که از نظر ميوه و طعم و خاصيت آن بسيار باهم متفاوت‌اند، يکي داراي ماده ي چربي مؤثر و نيرومند، و ديگري داراي ماده ي اسيدي و يا قندي است، که با يکديگر کاملاً متفاوت‌اند،[6] و اين موضوع به دليل تفاوتي است که خداوند در ژن‌هاي آن‌ها قرار داده است.

بنابراين واژه ي مشابه و غيرمتشابه که در قرآن آمده است معني عامي دارد که علاوه بر شباهت‌ها و تفاوت ساختاري گياهان، شباهت‌ها و تفاوت‌هاي ژنتيکي را نيز شامل مي‌شود. زيرا شباهت‌ها و تفاوت‌ها در گياهان ناشي از شباهت‌ها و تفاوت‌هاي ژنتيکي است.

سرفصل: سيستم‌هاي توليدمثل گياهان زراعي و نقش آن‌ها در انتخاب روش‌هاي اصلاحي

مطلب درسي: تفاوت روش‌هاي اصلاح گياهان با توليدمثل جنسي با روش‌هاي اصلاح گياهان با توليدمثل غيرجنسي

همان‌طور که مي‌دانيم روش‌هاي اصلاحي در گياهان بستگي به روش‌هاي توليدمثل (توليدمثل جنسي و غيرجنسي) و نحوه  ي باروري (خود باروري و دگر باروري) دارد. بر اين اساس مي‌توان روش‌هاي اصلاحي را به دو دسته تقسيم کرد:

روش‌هاي اصلاح گياهان با توليدمثل جنسي: روش‌هاي اصلاح گياهان با توليدمثل جنسي خود بر اساس نحوه ي باروري به دو دسته کلي تقسيم مي‌شوند:

الف) روش‌هاي اصلاح گياهان خودبارور

ب) روش‌هاي اصلاح گياهان دگربارور

روش‌هاي اصلاح گياهان با توليدمثل غيرجنسي:

در روش‌هاي اصلاح گياهان با توليدمثل جنسي پس از انتخاب ژنوتيپ مطلوب در نسل بعد به دليل تنوعات حاصل از ميوز، تفرّق صفات ديده مي‌شود که اين موضوع در گياهان دگربارور بيشتر از گياهان خودبارور است. ولي در اصلاح گياهان با توليدمثل غيرجنسي چنان چه ژنوتيپ مطلوب توليد يا انتخاب شود مي‌توان از طريق تکثير غيرجنسي آن را حفظ کرد و ساليان سال از آن استفاده کرد. همچنين در گياهاني که با هر دو روش جنسي و غيرجنسي تکثير مي‌شوند مي‌توان با روش جنسي ژنوتيپ مطلوب را توليد کرد و براي حفظ آن طي نسل‌هاي بعدي از روش غيرجنسي استفاده کرد.[7]

در قرآن در سوره ي رعد آيه ي 4 به اين موضوع (تفاوت گياهان با توليدمثل جنسي و غيرجنسي) اشاره شده است که مي‌فرمايد:

«وَفِي الأرْضِ قِطَعٌ مُتَجَاوِرَاتٌ وَجَنَّاتٌ مِنْ أَعْنَابٍ وَزَرْعٌ وَنَخِيلٌ صِنْوَانٌ وَغَيْرُ صِنْوَانٍ يُسْقَي بِمَاءٍ وَاحِدٍ وَنُفَضِّلُ بَعْضَهَا عَلَي بَعْضٍ فِي الأکُلِ إِنَّ فِي ذَلِکَ لآيَاتٍ لِقَوْمٍ يَعْقِلُونَ»

«و در روي زمين، قطعاتي در کنار هم قرار دارد که با هم متفاوت‌اند؛ و (نيز) باغ‌هايي از انگور و زراعت و نخل‌ها، (و درختان ميوه ي گوناگون) که گاه بر يک پايه مي‌رويند و گاه بر دو پايه؛ (و عجيب‌تر آنکه) همه آن‌ها از يک آب سيراب مي‌شوند! و با اين حال، بعضي از آن‌ها را از جهت ميوه بر ديگري برتري مي‌دهيم؛ در اين‌ها نشانه‌هايي است  براي گروهي که عقل خويش را به کار مي‌گيرند.»

کلمه ي” صِـنـْـو”که در آيه بکار گرفته شده (در لغت) به معناي شاخه و جوانه‌اي است که از روي ريشه روييده باشد : پاجوش. مثلاً گفته مي‌شود:« هما صنوان اين دو، دو شاخه از يک درخت خرما است که از ريشه ي آن جوانه زده »؛ « فلانٌ صنو اَبيه، فلاني شاخه و جوانه ي پدر خويش است » و جمع آن صِنوان است، هم چنان که در قرآن کريم هم آمده: «صِنْوانٌ وَ غَيرُصِنْوانٍ».

صفات و خصوصيات ميان درختان به صنو (تکثيرغير جنسي) و غير صنو (تکثيرجنسي) بودن آن‌ها بستگي دارد: درختي که از درخت ديگر روييده باشد صِـنـْـو ناميده مي‌شود و درختي که از بذر روييده باشد غيرصنو ناميده مي‌شود.

آيه صفات و خصوصيات درختان را به صنو و غيرصنو بودن آن‌ها مربوط مي‌داند. واقعيت هـم همين است. درخت صِنو (يعني درختي که از درخت ديگري روييده باشد) تمامي صفات وخصوصيات وراثتي درخت مادر خود را در بـردارد. يعني از نظر رنگ، طـعـم، مـزه و غــيـره دقـيـقـاً مانـنـد درخـت مـادراست؛ ولي درخـتي که از بذر روييده باشد، صفات و خصوصيات آن ترکيبي است از صفات و خصوصيات درخت مادر بعلاوه صـفـات و خصوصيات درخت پدر (که به درخت مادر تلقيح شده است).

سرفصل: ازدياد، کنترل و گواهي بذر و آزادسازي

مطلب درسي: نگهداري ژرم پلاسم گياهي

روش‌هاي مختلفي جهت نگهداري ژرم پلاسم گياهي وجود دارد. يکي از روش‌هاي نگهداري ژرم پلاسم گياهي، نگهداري آن به صورت بذر است. شرايط انبارداري بذر و عوامل دخيل در زوال آن عبارت‌اند از:

حرارت هرچه درجه حرارت کمتر باشد، دوام بذر بيشتر مي‌شود. اکثر بذرها تا 40 درجه سانتي‌گراد را تحمل مي‌کنند و پس از آن به ازاي افزايش هر 5 درجه، قوه ي ناميه آن‌ها 1% کاهش مي‌يابد.

نور زياد باعث شکسته شدن خواب اکثر بذر و در نتيجه کاهش قوه ي ناميه بذر مي‌شود. پس هرچه نور کمتر باشد عمر نگهداري بذر بيشتر مي‌شود.

بذر در شرايط معمولي، رطوبت هواي محيط را تحمل مي‌کند ولي با افزايش رطوبت فعاليت قارچ‌ها و کپک‌ها زياد مي‌شود و نيز خواب برخي از بذرها شکسته مي‌شود. پس هرچه رطوبت انبار کمتر باشد براي نگهداري بذر مناسب‌تر است.[8]

هوادهي امري است لازم در مورد بذر، چرا که هوادهي باعث کاهش حرارت ناشي از تنفس در درون توده ي بذر مي‌شود. همچنين باعث توقف فعاليت اکثر قارچ‌ها و عوامل بيماري زا مي‌گردد. هوادهي در انبار با نصب پنجره‌ها و هواکش در محل‌هاي مناسب و ايجاد جريان هوايي در محوطه ي انبار امکان‌پذير است. [9]

در قرآن نيز به نگهداري بذور اشاره شده است:

«قَالَ تَزْرَعُونَ سَبْعَ سِنِينَ دَأَبًا فَمَا حَصَدْتُمْ فَذَرُوهُ فِي سُنْبُلِهِ إِلا قَلِيلاً مِمَّا تَأْکُلُون؛[10] 

گفت: «هفت سال با جديت زراعت مي‌کنيد؛ و آن چه را درو کرديد، جز کمي که مي‌خوريد، در خوشه‌هاي خود باقي بگذاريد (و ذخيره نماييد). در توضيح اين آيه آمده است: پادشاه مصر خواب 7 گاو فربه مي‌بيند که 7 گاو لاغر آن‌ها را مي‌خورند و خواب 7 خوشه ي سبز و 7 خوشه ي خشک را مي‌بيند. حضرت يوسف در تعبيرخواب وي مي‌گويد: 7 سال افزون مي‌کاريد و توليد مي‌کنيد. غير از بخشي از آن که مي‌خواهيد بخوريد بقيه را در خوشه ي خود باقي بگذاريد، و 7 سال خشک سالي پس از آن خواهد آمد. نکته ي مورد نظر ما در آيه اين است که حضرت يوسف مي‌گويد: غير از بخشي از آن محصول که مي‌خواهيد بخوريد بقيه (که براي انبار و ذخيره نمودن است) را در خوشه  ي خود باقي بگذاريد. و امروزه بررسي‌هاي علمي نشان مي‌دهد که بهترين روش نگهداري دراز مدت غلات رها نمودن آن‌ها در خوشه ي آن‌هاست، براي تهويه ي مناسب هوا و نگه‌داشتن رطوبت طبيعي آنها.

[1]. اصول اصلاح نباتات، ص 9

[2]. ترجمه ي تفسير الميزان، ج 12، ص213.

[3]. اصلاح نباتات تکميلي ،  ص147-148 

[4]. اصلاح نباتات تکميلي ، ص 25

[5].   همان، ص13

[6].   تفسير نمونه، ج 5، ص370.

[7]. فارسي و باقري، اصول اصلاح نباتات، ص41

[8]. اصلاح نباتات.

[9]. اصول قارچ شناسي. ص 586-587.

[10]. يوسف / 47 .