دانشگاه آزاد اسلامي
واحد دامغان
گروه زيست شناسي
پايان‌ نامه براي دريافت درجه كارشناسي‌ ارشد “M.s”
گرايش تحصيلي: ژنتيک مولکولي
عنوان:
ارزيابي همبستگي فنوتيپي ژنوتيپي صفات اگرومورفولوژيکي و عملکرد در گونه هاي تتراپلوئيد پنبه (هيريستوم و باربادنس)
استاد راهنما:
دکتر محمد رضا زنگي
استاد مشاور:
دکتر رضا نظام زاده
نگارش:
حامد علاء الدين
تابستان 93
بسم الله الرحمن الرحمن الرحيم
قل لو کان البحر مدادالکلمات
ربي لنفذالبحر قبل ان تنفذ
کلمات ربي ولوجئنا بمثله مدادا
سوره کهف (آيه 109)
بگو اگر دريا براي نوشتن کلمات پروردگار
من مرکب شود پيش از آنکه کلمات الهي
به آخر رسد دريا خشک خواهد شد هر چند
دريايي ديگر باز ضميمه آن کنند.
سپاسگزاري:
شکر شايان ايزد منان را که توانايي تعليم و کسب دانش و معرفت را به ما بخشيده است و پيامبران، دانشمندان و اساتيد را چراغ راه هدايت بشري قرار داده تا به سوي کمال و معنويت گام بردارد.
از راهنمايي هاي بسيار آموزنده استاد فاضل و انديشمند جناب آقاي دکتر محمدرضا زنگي که به عنوان استاد راهنما در اجراء، تجزيه و تحليل اين پايان نامه مرا مورد لطف و عنايت قرار داده و راهنمايي فرموده اند،صميمانه تشکر و قدرداني مي نمايم و نيز از جناب آقاي دکتر رضا نظام زاده که به عنوان استاد مشاور همکاري نموده است کمال تشکر را دارم.
از جناب آقاي دکتر روشني رياست محترم تحقيقات پنبه کشور که نهايت همکاري را در اجراي پايان نامه به عمل آورده اند و همچنين از زحمات آقاي مهندس واله آزادي و جناب آقاي دکتر ابوالقاسم محمدي بندرخيلي و تقدير و تشکر ويژه از سرکار خانم دکتر مسعوديان مدير گروه محترم زيست شناسي و ساير دوستان که در اجراء وتجزيه داده هاي اين پايان نامه همکاري و مساعدت فرموده اند، تشکر و قدرداني مي نمايم.
در پايان صميمانه ترين قدرشناسي را نثار سرمايه هاي جاوداني زندگيم، خواهران و برادرانم و خانواده عزيز همسرم مي نمايم که زبانم در قدرداني از آنها قاصر مي باشد.
خدايا توفيق خدمتي سرشار از شور و نشاط و همراه و همسو با علم و دانش و پژوهش جهت رشد و شکوفاي
ايران کهنسال عنايت بفرما
با احترام
حامد علاءالدين
پاييز1393
تقديم با بوسه بر دستان پدرم
کوهي استوار و حامي من در طول زندگي

تقديم به مادر عزيزم
سنگ صبوري که الفباي زندگي به من آموخت
تقديم به همسر مهربانم، فهيمه بانو
که در سايه ي همياري و همدلي او به من، اين منظور نائل شدم.
چکيده:
پنبه مهمترين گياه ليفي دنياست. اصلاح ژنتيکي پنبه به دليل همبستگي منفي عملکرد و کيفيت الياف و همچنين عدم اطلاع کافي در مورد ژن هاي موثر در کيفيت الياف مشکل مي باشد.
عملکرد پنبه از پارامترهاي کمي است که به وسيله ژن هاي متعددي که در حالت تفکيک از هم داراي ارزش هاي متفاوتي هستند ، کنترل مي شود. افزايش عملکرد و کيفيت پنبه دو فاکتور مهمي است که تحت تاثير اجزاي زيادي از فاکتورهاي ژنتيکي و محيطي قرار مي گيرند. شناخت عوامل موثر بر عملکرد و تاثيرات ژنتيکي و محيطي آن مي تواند در اصلاح ارقام جديد موثر باشد. در اين تحقيق 20 ژنوتيپ از گونه هاي زراعي هيرستوم و باربادنس در قالب طرح بلوک هاي کامل تصادفي در سال 1392 مورد ارزيابي قرار گرفتند. نتايج نشان داد بين عملکرد با صفات تعداد شاخه رويا ،طول بلندترين شاخه رويا ،وزن 30 غوزه همبستگي ژنوتيپي مثبت و معني داري در سطح يک درصد وجود داشت. همچنين عملکرد با ارتفاع و تعداد شاخه زايا همبستگي منفي و معني دار داشت. همبستگي ژنوتيپي مثبت و معني بين زودرسي با صفات ارتفاع ،تعداد شاخه زايا ،طول شاخه زايا و تعداد غوزه مشاهده گرديد. ضمنا زودرسي با صفات تعداد شاخه رويا ،طول بلندترين شاخه رويا ،وزن 30 غوزه ،عملکرد همبستگي ژنوتيپي منفي معني دار نشان داد.
کلمات کليدي: گونه هاي تتراپلوييد پنبه، همبستگي ژنتيکي فنوتيپي، عملکرد، زودرسي
فصل اول
مقدمه
1-1-مقدمه
گياهان به عنوان ثروت هر جامعه و امانتي براي آيندگاه محسوب ميشوند. امروزه کارشناسان، گياهان را زمينهساز ادامه حيات کليه موجودات زنده و سرسبزي آنها را نشانه پيشرفت علمي و فرهنگي جوامع و زمينه ساز توسعه پايدار ميدانند. گياهان نمونههاي بارز پايداري منابع طبيعي و به عنوان ماندگارترين و کاملترين اکوسيستهاي زيستي محسوب ميشوند که در راس هرم غذايي قرار دارند. گياهان با تشکيل اولين حلقه زنجيره غذايي به عنوان توليدکنندگان اوليه شناخته شدهاند به طوريکه از يک طرف با جانوران و از طرف ديگر با يکديگر و محيط اطراف خود يعني محيط غير زنده از جمله سنگ، خاک و آب در ارتباط هستند و بدين صورت چرخه حيات را به گردش در ميآورند. بشر به دليل نيازهاي روزمره خود وابستگي کامل به گياهان دارد. اين نياز او را ترغيب ميکند تا با بهرهگرفتن از دانش و روشهاي علمي نوين اطلاعات بيشتري در مورد گياهان به دست آورد. گياهان گوناگون شرايط خاصي را جهت رشد و نمو خود دارند به طوريکه مجموع اين شرايط ارتباط بين گياه و محيط را توجيه مينمايد (اميد بيگي، 1374).
امروزه توليدات گياهي غذاي اصلي جامعهي بشري را تشکيل ميدهد طوري که بيش از 90 درصد مواد غذايي مورد نياز انسان از گياهان تامين ميشود (بهداد، 1385). در بين محصولات گياهي، گياهان دانه روغني به دليل سهم بسزايي که در توليد مواد ليپيدي مورد نياز بدن انسان دارد، از جايگاه ويژهاي برخوردار هستند. افزايش روز افزون مصرف در کشورهاي در حال توسعه تقاضا براي توليد مواد غذايي را بالا ميبرد. از اين رو براي افزايش توليد دو راه حل پيش رو است : افزايش توليد در واحد سطح و افزايش سطح زير کشت. از آنجايي که پيآمد افزايش سطح زير کشت، کاهش مراتع و جنگلها و صدمات جبران ناپذير محيط زيستي است؛ به نظر ميرسد تنها راه باقي مانده، افزايش توليد در واحد سطح ميباشد (قهرمان و عطار، 1377). در اين اواخر توجه اصلاح كنندگان نباتات به گياهان صنعتي يعني گياهاني كه داراي تركيبات شيميايي مخصوص باشند جلب شده و به ژن‌هاي مفيد توجه مي‌نمايند (اهدايي، 1386).
هدف‌هاي كلي اصلاح نباتات افزايش عملكرد در واحد سطح، بهتر نمودن كيفيت محصولات كشاورزي و توليد مواد اوليه است. براي نيل به اين اهدافش طريق مختلف ولي وابسته وجود دارد: افزايش عملكرد، مقاومت به آفات و امراض، گسترش دامنه‌ي كشت، افزايش كيفيت محصولات گياهي، واريته‌هاي هيبريد و توليد نباتات جديد زراعي.
پنبه (Gossypium hirsutum L.) يکي از گياهان صنعتي مهمي است که بيشتر با هدف توليد الياف کشت ميشود. ميزان عملکرد جهاني آن به طور متوسط 709 کيلوگرم در هکتار مي باشد و 36 ميليون هکتار سطح زير کشت جهاني دارد. ميزان توليد ساليانه آن 117 ميليون تن بوده و کشورهاي هند، چين و آمريکا به ترتيب بالاترين سطح زير کشت پنبه را به خود اختصاص دادهاند (FAO. 2006). پيشرفت تكنيك، تغييرات در سيستم كشت و مسائل جديدي كه در زراعت پنبه مطرح ميگردد ضرورت تهيه ارقام جديد با صفات مورد نياز را ايجاب ميكند. يكي از راههاي افزايش عملكرد پنبه ارزيابي و انتخاب ارقامي است كه از كشورهاي خارج وارد شده و در شرايط اقليمي مناطق مختلف سازگاري خوبي از خود نشان دادهاند(زينلي، 1378).
درک و آگاهي از تنوع و شباهت ژنتيکي در درون افراد يا جمعيت ها، براي استفادهي مؤثر از منابع ژنتيکي در يک برنامه اصلاحي مفيد هستند (صفوي و همکاران، 2010). در گذشته، ژرمپلاسم پنبه به طور کامل بر اساس صفات مورفولوژيکي، تنشهاي غير زنده و يا خصوصيات بيوشيميايي که لزوما منعکس کننده تنوع ژنتيکي نبود مشخص ميشد. مطالعات انجام شده نشان دادهاند که تعداد کافي از نشانگرهاي مورفولوژيکي براي پوشش دقيق ژنوم وجود ندارد و همچنين محيط زيست تاثير قوي بر صفات مورفولوژيکي دارد. ايزوآنزيمها با اينکه به طور مستقيم مربوط به ژن هستند، اما ذاتا سطح پاييني از چند ريختي را در ميان ارقام نزديک شرح ميدهند که استفاده از آنها را در تجزيه و تحليل ارتباط ژنتيکي و انتخاب به کمک نشانگر، محدود ميسازد. از اين رو انتخاب ارقام بر اساس نشانگرهاي مولکولي قابل اعتماد و مقرون به صرفه خواهد بود (محاسي و همکاران، 2009).
استان گلستان از لحاظ دارا بودن انواع گونههاي پنبه يک منطقهي بسيار غني محسوب ميشود، به طوري که منبع غني و بالقوهاي را از ژنهاي مفيد را در اختيار اصلاح کنندگان پنبه قرار ميدهد. شناسايي گونههاي برتر اين گياه و استفاده از ترکيبات مفيد آن ميتواند دستو کار مطالعات قرار گيرد.
-2-1اهداف تحقيق
1-آگاهي از سطح تنوع ژنتيکي بين ژرم پلاسم هاي گونه باربادنس و هيرستوم پنبه جهت استفاده در برنامه هاي اصلاحي آتي.
2-بررسي صفات آگرومورفولوژيکي و کيفيت الياف پنبه در گونه هاي تتراپلوييد پنبه
3- مطالعه همبستگي فنوتيپي ژنتيکي صفات آگرومورفولوژيکي و عملکرد
فصل دوم
کليات و بررسي منابع
2-1-پنبه
گياه پنبه به عنوان مهمترين و با قدمت ترين گياه ليفي مصارف گوناگوني دارد و از نظر اقتصادي و تجاري داراي اهميت فوق العاده مي باشد و مهمترين و پر مصرف ترين الياف صنعتي بوده واز نظر غذايي نيز به عنوان يک دانه روغني مقام دوم جهان را دارا مي باشد .
اگر چه تجارت غلات و رقابت الياف مصنوعي با پنبه باعث شده که اين گياه اهميت نسبي خود را از دست بدهد ولي با اين تفاسير مصرف جهاني و سطح زير کشت ان افزايش يافته است .(نوري دلويي ،1373)
پنبه در جهان از مهمترين محصولات استراتژيک کشاورزي بشمار مي ايد اين محصول تحت شرايط بسيار متفاوت اقليمي در نقاط مختلف دنيا کشت و توليد مي شود.همچنين به عنوان يک کالاي حياتي مورد نياز تمام افراد بشر بوده و ان را به طور روزمره به کار مي برند تا جاييکه به آن نام طلاي سفيد داده اند .( نعمتي، 1372)
امروزه با پيشرفت هاي کمي و کيفي در تهيه انواع الياف مصنوعي (سلولزي و ترکيبي)اين حقيقت انکار ناپذير است که هيچ رقيبي توان برابري با پنبه را نداشته و ارزش و مقام ان همچنان پا بر جاست.( نعمتي ،1372)
به طور کلي پنبه سه تاثير مهم و اساسي در اقتصاد کشور دارد که عبارت انداز:
1-تامين کالاي اساسي جامعه نظير نخ ،پارچه،روغن،علوفه دام و غيره
2-تاثير در صنعت و اقتصاد کلي کشور نظير کارخانجات نساجي،پنبه پاک کني ،روغن کشي ،کارگاه هاي قاليبافي و بافندگي دستي،مبلمان سازي ،پشم مصنوعي،طناب بافي،تهيه صابون،تهيه فيلم عکاسي ،لاستيک سازي،شمع و غيره.
3-تأثير در اشتغال زايي ،به طوري که در حال حاضر قريب به دو ميليون نفر به طور مستقيم و غير مستقيم به پنبه و فراورده هاي ان اشتغال داشته و زندگي و معيشت آنان با توليد ،توزيع و مصرف پنبه تامين مي گردد.
يکي از راه هاي افزايش سريع توليد مواد غذايي و الياف با کيفيت بهتر، استفاده از تکنيک هاي بيوتکنولوژي گياهي مي باشد که به عنوان يک علم چند بعدي، دستاورد جديد دانشمندان و محققان زيست شناسي جهت استفاده مستقيم از علم ژنتيک در سطح سلول است. روش هاي مختلف بيوتکنولوژي به وسيله ي دست ورزي گياهان در سطح بافت، سلول و مولکول، مي توانند تغييراتي را از لحاظ نوع و فراواني در ريخته ي ارثي گياهان امکان پذير سازند که از طريق روش هاي کلاسيک اصلاح نباتات غير ممکن و يا مشکل مي باشد.
دانش زيست شناسي مولکولي در دو دهه ي اخير با سرعت حيرت انگيزي باعث ايجاد تحولات، پيشرفت ها و نوآوري هاي بي شماري گرديده است. در تاريخ به ندرت مي توان مواردي را همانند تحقيقات بيوتکنولوژي يافت که در آن، پژوهش هاي پايه، بدين سرعت به حد کاربرد رسيده باشد. (کمال قاسمي)
بسياري از پيچيدگي هاي گزينش (selection) بر اساس فنوتيپ را مي توان از طريق گزينش مستقيم ژنوتيپ و با استفاده از نشانگرهاي DNA که با صفات موردنظر پيوستگي دارند برطرف نمود. بيشترين نشانگرها ي DNA که مورد استفاده قرار گرفته اند مبتني بر RFLP ها بوده اند. از معايب اين تکنيک طولاني بودن روش، استفاده از مواد راديواکتيو، هزينه و زحمت زياد و عدم تشخيص چندشکلي کافي در بسياري از گونه هاي زراعي بوده و لذا استفاده از آن، در بسياري از آزمايشگاه ها داراي محدوديت است. (عبدميشاني، 1375 )
کشف واکنش زنجيره اي پليمراز (PCR) در اواسط دهه ي 1980 در ژنتيک مولکولي انقلابي ايجاد کرد. تکنيک RAPD بر مبناي PCR يکي از فناوري هاي جديد نشانگرهاي DNA است که در سال 1990 ابداع گرديده است. از مزاياي اين روش مي توان موارد زير را نام برد: سهولت، سرعت و نياز به مقدار کم DNAي نمونه است و در موارد مختلفي در ژنتيک و اصلاح نباتات استفاده شده است.( عبدميشاني، 1375)
پنبه يکي از مهمترين گياهان اقتصادي است که به خاطر الياف، روغن و ساير فرآورده هاي آن در دنيا مورد توجه قرار گرفته است. اين گياه در بيش از 80 کشور دنيا کشت مي شود و بيش از 180 ميليون انسان سرتاسر دنيا مشغول به کشت يا نساجي الياف آن مي باشند. قابليت شستشو، دوام، استحکام، قابليت هدايت بخار آب، دوام شيميايي، نرمي، لطافت، قابليت انعطاف، از خصوصيات الياف پنبه مي باشد. و از جمله خصوصيات جديد: ضدآتش، مقاومت به فساد و خسارت حشرات هيچ ماده ي مصنوعي مناسب تر از پارچه هاي پنبه اي براي نواحي گرم نيست، پشم عرق بدن را جذب مي کند اما هدايت نمي نمايد. الياف مصنوعي عرق را جذب نمي کنند، اما پنبه هم جذب مي کند و هم انتقال مي دهد در اين صورت، بدن سريعا خشک مي شود.(درسنامه PCR ،1372 )
با توجه به اهميت فوق العاده پنبه از جنبه اقتصادي و تجاري و احتياج به فرآورده هايي که از اين گياه بدست مي آيد روز به روز به اهميت و سطح زير کشت آن افزوده مي شود نقش عمده اي در سياست و اقتصاد جهان داشته و روز به روز احتياجات مردم به فرآورده هاي مختلف اين گياه زيادتر مي شود. (خدابنده ،1376)
توليد الياف تا اواخر قرن نوزدهم به عنوان تنها هدف توليد پنبه محسوب مي شد.( درسنامه PCR ،1372) اما امروزه علاوه بر اين هدف پنبه به لحاظ چهار خصلت عمده که در خوراک انسان (روغن و پروتئين)، پوشاک، جيره غذايي دام (کنجاله) و ايجاد کار دارد از اهميت ويژه اي برخوردار است پنبه داراي 17درصد روغن قابل استحصال و 22درصد پروتئين با اسيد آمينه هاي مرغوب است از پروتئين موجود در پنبه دانه در تهيه آرد نان، کيک، کراکر، شير خشک و داروهاي موثر در رفع کمبود پروتئين استفاده مي شود و از دانه آن در توليد انواع روغن غذا، مايونز، مارگارين و از رسوبات حاصل از روغن خام در فرآيند توليد مواد منفجره، مواد آرايشي، دارو، لاستيک، پلاستيک و انواع صابون و از الياف آن در تهيه پارچه، نخ قالي، لحاف و تشک و غيره استفاده مي شود و از تفاله و مغز دانه، کود، غذا براي دام و گياهان توليد مي شود. ساقه بوته پنبه در صنعت نئوپان مصرف مي گردد.(حسيني نژاد ، 1376- درسنامه PCR ،1372)
پنبه در زمره ي گياهان مهم زراعتي ايران قرار دارد و کشت آن در گرگان، مازندران، خراسان، فارس، استان مرکزي و به طور پراکنده در ساير نقاط کشور انجام مي شود(درسنامه PCR، 1372) اما با توجه به اينکه سطح زير کشت آن تا سال 1357 حدود 400/000 هکتار و محصول آن بين 110 تا 150 هزار تن پنبه تصفيه شده بود و در ايران صادرات الياف پنبه در درجه دوم بعد از نفت قرار داشت(يزدي صمدي ، 1373) اگر به علل سير نزولي کشت اين محصول اقتصادي در کشور توجه نکنيم طولي نخواهد کشيد کشور ما در زمره ي وارد کنندگان پنبه قرار خواهد گرفت و صنايع نساجي ما وابسته خواهد شد. اما در سال هاي اخير سطح زير کشت و عملکرد پنبه در کشور در حال افزايش است.( يزدي صمدي ، 1373)
کشورهاي بزرگ توليدکننده پنبه در جهان عبارت اند از: چين، آمريکا، هندوستان، پاکستان، ازبکستان و ترکيه.
در زمان هاي قديم روش تهيه روغن از پنبه را هندي ها و چيني ها ابداع کردند و از آن به عنوان سوخت چراغ به کار بردند و کنجاله آن را به دام مي دادند.
توليد روغن از پنبه دانه اولين بار در سال 1768 در امريکا انجام شد و در اروپا کارخانه هاي روغن کشي در نيمه اول قرن نوزدهم آغاز به کار کردند و در ايران اولين کارخانه روغن کشي و تصفيه روغن در سال 1317 تاسيس شد.(اداره کل آمار و اطلاعات ، 1378)
در ابتدا توسعه کارخانجات به نحوي نبود که تمام پنبه دانه حاصله را مصرف نمايد ولي کم کم با بالا رفتن مقدار مصرف روغن و پيدايش صنعت عظيم روغن نباتي در کشور ارزش پنبه دانه به عنوان بهترين ماده قابل مصرف و ازران در اين صنعت شناخته شد.( يزدي صمدي ، 1373)
2-2-اهميت و موقعيت پنبه در ايران:
بنابر شواهد تاريخي، ايران هميشه محل توليد پنبه بوده و اين کشت پرارزش از زمان هاي بسيار دور در جاي جاي نقاط کشور ما وجود داشته است. در دوره هخامنشيان در ايران کشت انواع پنبه آسيايي از گونه G.herbaceum يا به عبارتي پنبه بومي مرسوم بوده و لباس سربازان آن دوره از پنبه تهيه شده است. پنبه دنياي جديد از گونه G.hirsutum معروف به آپلندا براي اولين بار در زمان اميرکبير(1230 ه.ش) در ايران کشت شد.(نعمتي ، 1372) بوسيله استالينگ کشيش آمريکايي به ايران وارد شد و در اطراف اروميه (رضائيه) کشت و تکثير شد.
بيش از 90% سطح زير کشت پنبه در ايران را گونه گوسيپيوم هيرسوتوم (پنبه آپلند) و کمتر از 10% آن را گونه گوسيپيوم هرباسئوم تشکيل مي دهد سطح زير کشت پنبه در ايران 180هزار تا 300هزار هکتار متغير است پنبه از شمال تا جنوب ايران و در استان هاي خراسان، گلستان، فارس، اردبيل، مغان، مازندران، مرکزي، قم، تهران، سمنان، اصفهان، آذربايجان شرقي، کرمان، کرمانشاه، يزد، هرمزگان، خوزستان کشت مي شود.(عاليشاه ، 1393)
2-3-مشخصات گياهشناسي پنبه:
پنبه گياهي است گلدار، دو لپه اي، از خانواده Malvaceae و از جنس Gossipium مي باشد پنبه هاي زرعي همگي متعلق به چهار گونه زراعي پنبه از تيره Malvaceae، قبيله Gossipeae و جنس Gosypium مي باشد، که ذاتا چندساله و گرمسيري بوده، ولي در حال حاضر به صورت گياهي يک ساله با طول رشد حدودا 200 روز، به صورت درختچه اي کوچک با ارتفاع 60 الي 120 سانتي متر رشد مي کند(خدابنده ، 1376-يزدي صمدي ، 1370 ) در بيش از 70 کشور جهان و در عرض هاي جغرافيايي 36 درجه عرض جنوبي تا 47 درجه عرضي شمالي کشت وکار مي شود.(عاليشاه ، 1393 )
ريشه پنبه مستقيم و با سرعت زيادي در اعماق خاک نفوذ مي کند داراي يک ساقه اصلي که در محور آن برگ ها و شاخه هاي رويا مزايا تشکيل مي شود و معمولا روي هر شاخه تعداد 8 برگ پنجه اي به طور متناوب قرار مي گيرند.( خدابنده ،1369- خواجه پور، 1375 )
برگ هاي پنجه اي داراي 3 تا 5 کنگره مي باشند و تقريبا بزرگ و عموما کرکدار هستند و معمولا داراي يک لايه سلول هاي نردباني مي باشند که 1/2 يا 1/3 ميکرومترضخامت برگ ها را در برمي گيرند.(کوچکي ،1370 ) در انتهاي دمبرگ و در زاويه داخل هر برگ دو جوانه ديده مي شود يکي رويشي و ديگري زايشي است. جوانه زايشي توليد ساقه گل دهنده و رويشي توليد ساقه برگدار مي نمايند. ( خواجه پور ،1375) گل ها در دو طرف شاخه هاي ميوه دهنده ظاهر مي گردند و توسط سه اندام برگ مانند به نام برچه احاطه شده است. روي اين اندام ها (براکته) کاسه گل قرار گرفته که مرکب از 5 کاسبرگ نامنظم به هم پيوسته مي باشد و جام گل از 5گلبرگ تشکيل شده که ممکن است رنگ هاي سفيد، زرد و يا صورتي باشد. مادگي داراي 3 تا 5 برچه تشکيل شده اين مادگي چند برچه اي بعدا تبديل به غوزه مي گردد و بر حسب تعداد برچه هاي مادگي غوزه ها هم به همان نسبت تعداد خانه مثلا 3 يا 4 يا 5 خانه اي خواهند بود که در هر غوزه پنبه معمولا 20-40 بذر تشکيل مي گردد. (مرعشي و واقفي، 1353 )
تعداد پرچم ها زياد بوده و به شکل لوله اي مادگي را احاطه مي نمايند.(مرعشي و واقفي، 1353 ) با توجه به اينکه گل دادن بوته به تدريج صورت مي گيرد رسيدن کليه گل هاي بوته در يک زمان صورت نمي گيرد. در صورتي که روي بوته ممکن است تمام مراحل تشکيل گل، بارور شدن، ايجاد غوزه، رشد و رسيدن آن ديده شود برداشت محصول به اين علت در چندين چين صورت مي گيرد. (يزدي صمدي، 1370 )
گل دهي در پنبه 8 تا 11 هفته طول مي کشد که از زمان کاشت بذر شروع شده و تا زماني که رشد بوته به علت سرما متوقف نشده ادامه دارد. (مرعشي ،1353 )
ميوه به صورت کپسول يا غوزه مي باشد الياف پنبه در زمان رسيدن غوزه ها از محل اتصال برچه ها باز شده و شکفته مي شوند. (خواجه پور، 1375 ) مجموع الياف و دانه هاي داخل غوزه را وش گويند (عاليشاه ،1393).
روي ساقه گل دهنده گل هاي پنبه به طور منفرد قرار گرفته و حدودا 3 روز پس از باز شدن گل گلبرگ ها چروکيده شده و مي ريزند. لقاح به صورت خودگشني است.
ميزان دگرگشني در اين گياه 30-50 درصد گزارش شده که به شرايط آب و هوايي، رقم و فعاليت حشرات که گرده را حمل مي کنند بستگي دارد.
بر اساس مطالعات انجام شده توسط ويليام و همکاران (1998) تشکيل ميوه در پنبه بيش از گل دهي به طول روز حساس است. الياف حدود 30 الي 40 درصد وزن کل وش (دانه+الياف) را تشکيل مي دهد و وزن هزار دانه پنبه 90 تا 160 گرم است.(خواجه پور
، 1375 – مرعشي، 1353)
دانه هاي پنبه تخم مرغي و يا گلابي شکل به طول 7 تا 12 ميلي متر و عرض 4 تا 6 ميلي متر هستند وزن هزار دانه پنبه 75 تا 170 گرم تغيير مي کند. پوسته دانه ضخيم مثبت است و 25 تا 33 درصد وزن دانه پنبه را تشکيل مي دهد. (عاليشاه ،1393 )
2-4-منشا ژنومي(ژنتيکي)گونه هاي پنبه :
پنبه گونه هاي وحشي زيادي دارد که همگي به جنس گوسيپيوم تعلق دارند و از نظر سيتولوژيکي به دو گروه ديپلوئيد و تتراپلوئيد تقسيم بندي مي شود تاکنون 50 گونه مختلف (ژانگ و همکاران، در سال 2008 به 51 گونه اشاره کردند) در جنس گوسيپيوم شناسايي شده است که حدود 45 گونه ديپلوئيد (2n=2x=26 و شامل ژنوم هاي از A تا K) و 5 گونه ديپلوئيد (2n=4x=52 شامل ژنوم AD) است. گونه هاي پنبه معمولا بر اساس تشابهات کروموزومي در 8 گروه ژنومي ديپلوئيد A)تا K) و يک گروه ژنومي تتراپلوئيد ( AD ؛(AD)1 تا (AD)5 گروه بندي مي شوند). (عاليشاه ، 1393 )
به نظر مي رسد که منشا گونه ها از آفريقاي استوايي بوده و از آنجا به ساير نقاط راه يافته اند. برخي از گياه شناسان بر اين عقيده اند که اصل اين گياه را از آفريقا و برخي هند و چين دانسته و بر اين باورند که اين گياه از آفريقا به هندوستان و نهايتا به چين برده شده که در کشور اخير به صورت گياه زينتي کشت مي شد. که پس از طي سال ها موفق شدند از الياف آن پارچه و لباس تهيه نمايند. کشت پنبه براي استفاده از الياف آن در حدود 3000 سال قبل از ميلاد در پاکستان و حدود 5000 سال قبل از ميلاد در مکزيک معمول بوده است. (عاليشاه ،1393(
منشاء گونه هايي با ژنومE , B , A F,آسيا و آفريقاست و تحت نام گونه هاي دنياي قديم خوانده مي شوند و منشاء گونه هايي که شامل ژنوم D هستند از آمريکاست و گونه هاي دنياي جديد خوانده مي شوند. گونه هاي استراليايي يا ژنوم K , G , C بر برخي منابع به عنوان پنبه دنياي قديم و برخي ديگر نيز جزء پنبه هاي دنياي جديد گروه بندي کرده اند. پنبه هاي دنياي قديم تقريبا ديررس اند و غوزه هاي آنها پس از رسيدن کاملا باز نمي شود طول الياف آنها نيز کوتاه و حدود 12 تا 24 ميلي متر و مقدار محصول شان کم است. (عاليشاه 1393 )
2-5-منشاء گونه هاي تتراپلوئيد :
منشاء گونه هاي تتراپلوئيد زراعي به 3000 سال قبل از ميلاد برمي گردد عده زيادي از دانشمندان عقيده دارند گونه هاي تتراپلوئيد پنبه از تلاقي
G.herbaceum (var× G.raimondii africanum) حاصل شده اند. به نظر آنان ابتدا G.barbadense در پرو توليد شد و پس از تمايز به مکزيک برده و پنبه آپلند (G.hirsutum) توليد شد. برخي نيز تلاقيG.arboreum × G.thurberi را منشا گونه هاي تتراپلوئيد زراعي مي دانند .
G.herbaceum(A1)× G.raimondii(D5)
2n=2x=26 2n=2x=26
A1D5
G.hirsutum2(A1D5)
2n=4x=52
2-6-گونه هاي زراعي پنبه:
از بين انواع گونه هاي پنبه 4 گونه از جنس گوسيپيوم مي باشند که به دو گونه ديپلوئيد از دنياي قديم ودو گونه تتراپلوئيد از دنياي جديد تعلق دارند. اين 4 گونه عبارت اند از: 1-گونه هيرسوتوم 2-گونه باربادنس 3-گونه هرباسئوم 4-گونه آربورئوم
گونه باربادنس و هيرسوتوم بيشترين سطح کشت پنبه در سطح جهان را به خود اختصاص مي دهند قريب به 85 درصد که به پنبه هاي دنياي جديد نيز معروف اند. و دو گونه هرباسئوم و آربارئوم که به آنها پنبه هاي دنياي قديم يا پنبه هاي آسيايي نيز مي گويند در سطحي کمتر از 8 درصد در آسيا و آفريقا کشت و کار مي شوند. (عاليشاه ،1393)
Gossypium hirsutum2-6-1- :
پنبه اي است تتراپلوئيد (2n=52) که اصطلاحا به آن پنبه آمريکايي يا پنبه آپلند نيز مي گويند منشاء آن آمريکاي مرکزي مي باشد و از اين منطقه به ساير نقاط جهان پراکنده شده است و در سال 1763 شناسايي شده است و در بيش از 85 درصد سطح کشت و توليد جهاني پنبه به اين گونه اختصاص دارد.
اين گونه شامل دست کم 7 نژاد است: Latifolium, Punctatum, Plameri, Marie-galante, Morilli, Rich mondi, Yukatenense که بين نژادهاي ياد شده Latifolium نژاد غلب اين گونه محسوب مي شود. که در سراسر جهان پراکنده و کشت مي شود.
از اختصاصات مهم اين گونه عملکرد بالا، طول الياف متوسط و سازگاري وسيع مي توان اشاره نمود.
اين گونه از ترکيب ژنوم هاي A , D حاصل شده است. (عاليشاه،1393)
G.herbaceum(A1)× G.thurberrii(D1)
2n=2x=26 2n=2x=26
A1D1
G.hirsutum (A1D1)
2n=4x=52
در آمريکا 4 تيپ مختلف از اين گونه به نام هاي آکالا،دلتا(دلتا پاين و استونويل)،پلاين(پي ماستر)و کوکر (شرقي)کشت مي شود.
Gossypium barbadense2-6-2- :
پنبه اي تتراپلوئيد (2n=52 )است که اصطلاحا به آن پنبه پايما ،سي آيلند پنبه تانگوئيش، پنبه پروئي، پنبه مصري و يا پنبه الياف بلند اطلاق مي شود و در سال 1753 شناسايي شد .کمتر از 7 درصد از کل توليد جهاني پنبه به اين گونه اختصاص دارد داراي الياف بلند و ظريف است و طبق نظريه و اويلوف (1951 ) منشاء اين گونه آمريکايي جنوبي (پرو) است .
اين گونه نسبت به پنبه هاي آپلند به تنش هاي زنده و غير زنده (خشکي) حساسيت بيشتري بروز مي دهد . اين گونه شامل دو نژاد Braziliens يا پنبه قلوه اي Darwinii ارقام زراعي G.barbadense نژاد Braziliens تعلق دارند
منشاء گونه G.barbadense بر اساس مطالعات سيتولوژيکي و جغرافيايي به صورت زير پيشنهاد شده است .
G.arboreum(A2)× G. armorianum (D2)
2n=2x=26 2n=2x=26
A2D2
(G.barbadense (A2D2
2n=4x=52
از ارقام اصلاح شده مربوط به اين گونه در ايران مي توان به ارقام باربادنز 1595 -ترمز14 و دکتري عمومي اشاره کرد. به دليل ديررس بودن و نياز به فصل رشد طولاني تر تنها در مناطق جنوبي کشور (خوزستان -جيرفت -کرمان ) قابل کشت خواهند بود . در امريکا اين پنبه در جزاير سواحل کارولنيا و جورجيا تحت نام پنبه هاي Sea ISland کشت مي شود .
2-7-تاريخچه كشت پنبه
تاريخ پنبه شايد به 10 تا 20 ميليون سال قبل بر ‏گردد. قديمي ترين آثار كاربرد آن در پوشاك قريب به 5000 سال قبل در درة سند واقع در پاكستان يافت شده است. هرودت1 مورخ يوناني به وجود اين گياه در هند اشاره داشته است و آنرا از عجايب هندوستان به شمار آورده است (ناصري، 1377).عده اي از گياه شناسان منشاء پنبه را از آفريقا و برخي از هند و چين مي دانند. در هر حال مطالعات نشان مي دهد كه احتمالاً اين گياه از آفريقا به هندوستان آورده شده است. در دوره‌ي هخامنشيان كشت و كار انواع مختلف پنبه( herbaceum .(G كه جزو پنبه هاي آسيائي است در ايران معمول بوده و صنعت پارچه بافي در ايران رواج داشته است. تا سال 1282 هجري قمري گونه هاي مختلف پنبه به نامهاي بومي، رسمي، ولايتي، قره قوز، هندي، علي آبادي، خودرنگ، نرمه، شهري و شوشتري در نقاط مختلف ايران كشت مي‏شد و به احتمال زياد پنبه از طريق هندوستان به ايران آمده است. زيرا در بين انواع قديمي پنبه ايران، نوع هندي وجود داشته است. در سال 1298 اولين كارخانه پنبه پاك كني در ايران تأسيس شد. در زمان اميركبير يك نوع پنبه دنياي جديد از نوع آپلند2به وسيله يك كشيش آمريكائي به ايران وارد و در اروميه كشت گرديد كه نتايج خوبي به همراه داشت. در سال 1302 شركت سهامي پنبه ايران و روس، تعدادي از ارقام جديد پنبه را وارد و در نواحي خراسان، گرگان و مازندران كه مساعد كشت پنبه تشخيص داده شده بود، كشت نمود. از اين سال به بعد كشت و كار پنبه در ايران توسعه يافت و در سراسر كشور مرسوم گرديد(برزعلي،1383).
2-8-اهميت بذر در پنبه
بذر به عنوان يگانه اندام تکثير، بقاء و انتشار گياهان، مظهر تجلي دستاورد‌هاي پژوهش‌هاي به‌نژادي و عامل بروز ويژگي‌هاي زراعي يک ژنوتيپ، مهمترين نهاده توليد محصولات زراعي محسوب مي‌گردد و از اين رو نقش بنيادي در توسعه کشاورزي به عهده دارد. از طرفي به عنوان يک واحد زايشي تضمين کننده بقاء کليه گونه‌هاي گياهي است و به علت نقشي که بذر در استقرار بوته و جوانه‌زني دارد، به عنوان اساس کشاورزي نوين اهميت خود را حفظ کرده است. در کشت و نگهداري بذر عوامل بسياري مانند شوري، خشکي، بيماري، شرايط نگهداري و مدت نگهداري بذر مي‌توانند جوانه‌زني و سبز شدن پنبه را تحت تأثير قرار دهند (دهقان شعار و همکاران، 1384). پيشينه استفاده بشر از بذر به کشف و آغاز کشاورزي باز مي‌گردد و دانش و فن آوري تهيه و توليد بذر اصلاح شده و کنترل و گواهي آن همگام با پيشرفت دانش زراعت و اصلاح نباتات توسعه يافته و تاريخچه آن در ايران همزمان با آموزش و پژوهش کشاورزي نوين در کشور آغاز شده و به تدريج در طي ساليان گذشته گسترش يافت. دستيابي به کيفيت مطلوب بذر هدف اصلي يک برنامه کنترل و گواهي بذر موفق محسوب ميگردد. قوه ناميه، قدرت، قابليت ماندگاري و سلامت بذر از مهمترين جنبه‌هاي کاربردي کيفيتي بذر به شمار مي‌آيند و در اين ميان قدرت بذر و گياهچه در رابطه با کارکرد زراعي، استقرار بوته مطلوب و دستيابي به محصول و عملکرد از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. بنابه تعريف انجمن بين المللي آزمون بذر (ISTA)3 قدرت بذر عبارت است از مجموعه ويژگي‌هاي بذر که سطح بالقوه فعاليت و کارايي توده بذر را به هنگام جوانه‌زني و سبز شدن تعيين مي‌نمايند (دهقان شعار و همکاران، 1384).
2-9-گرده افشاني و لقاح
پنبه گياه خودگشني است و چون دانه هاي گرده آن سنگين است باد نقشي در گرده افشاني آن ندارد. ميزان دگر گشني در پنبه بسته به شرايط آب و هوائي، رقم و فعاليت حشرات از صفر تا 20 درصد متغير است. بسياري از حشرات به طرف گلهاي پنبه جلب مي‏شوند و در دگر گشني آن فعال هستند. درصد دگرگشني در گونة G. barbadense L. بيشتر از G. hirsutum L.و در شرايط ديم بيشتر از شرايط فارياب و در گلهاي اوليه بيشتر از گلهاي بعدي مي‏باشد. پس از گرده افشاني، گرده روي كلاله مي‏نشيند، جوانه ميزند و لوله گرده رشد مي نمايد. رشد دانه گرده 13-12 ساعت به طول مي‏انجامد، پس از آن لقاح صورت مي‏گيرد. قوزه هائي كه تخمك هاي آنها رشد عادي نداشته باشند، معمولاً 10روز پس از گلدهي ريزش مي‏نمايند.
2-10- الياف
بزرگ شدن تخمك و طويل شدن سلول هاي اپيدرمي تخمك كه منجر به تشكيل الياف مي شود، تقريبا با رشد قوزه مقارن است. طول تخمك لقاح نشده يك ميلي متر است. پس از لقاح در مدت 15 تا 18 روز تخمك در حدود 8 تا 9 ميلي متر بزرگ مي شود. اندازه متوسط دانه رسيده 10 ميلي متر است.
حدود 30 تا 40 درصد وزن كل محصول در ارقام آپلند را الياف تشكيل مي‏دهد. در روي بذر پنبه دو نوع كرك كه از پوسته بذر سرچشمه مي‏گيرد وجود دارد. يك نوع از اين كركها بلند، ضخيم، سفيد يا كرم رنگ كه تار يا الياف ناميده مي‏شود و ديگري كوتاه، سفيد، در برخي مواقع رنگي و چسبيده به بذر كه كرك ناميده مي‏شود(بحراني، 1373). طول اليافي كه به رشد كامل رسيده اند بالغ بر 25 ميليمتر و قطر آنها 20 ميكرون است. طويل شدن سلولهاي اپيدرمي تخمك كه منجر به تشكيل الياف مي‏شود، 24 ساعت پس از گرده افشاني آغاز مي‏شود. سلولهاي اپيدرم منشأ الياف به صورت نا منظم روي سطح تخمك قرار دارند. سلولهاي الياف در حدود 20 روز به صورت طولي بزرگ مي‏شوند و بنا به رقم و شرايط محيطي، طول آنها به 35-25 ميليمتر مي‏رسد. تقريباً 19-3 روز پس از گرده افشاني، ضخيم شدن ديوارة ثانوية سلولي آغاز و تا زمان رشد كامل الياف در 60-35 روز پس از گرده افشاني ادامه مي يابد. هنگامي كه الياف به رشد كامل مي‏رسند خشك شده، واكوئل مركزي سلول متلاشي و به نواري مارپيچي تبديل مي‏شود. در طول 10-5 روز پس از گرده افشاني، گروه دومي از كركهاي اپيدرمي، رشد خود را روي سطح تخمك شروع مي‏كنند. اين كركها به الياف بسيار كوتاهي(در حدود 5 ميليمتر يا كمتر) تبديل مي‏شود كه در طول مراحل پنبه پاك كني به دانه مي‏چسبند (برزعلي، 1388).
2-11- سازگاري
دستيابي به عملكرد رضايت ‏بخش پنبه به شناخت نيازهاي طول دورة رشد بستگي دارد و لازم است در برنامه ريزي كشت پنبه به دقت مورد توجه قرار گيرند. اين نيازها به تفكيك عبارتند از:
2-11-1- نيازهاي اقليمي
موطن اصلي پنبه مناطق گرمسيري بوده است ولي مناطق مورد كشت فعلي پنبه در دنيا بين مدار 36 درجه عرض جنوبي تا 47 درجه عرض شمالي مي‏باشد. پنبه تا ارتفاع 1200 متري از سطح دريا بخوبي رشد مي‏كند. برخي از ارقام در ارتفاع 1800 متري نيز محصول قابل قبولي مي‏دهد. انواع وحشي پنبه از نظر عكس العمل به طول روز در گروه روز كوتاه قرار گرفته اما اكثر ارقام اصلاح شدة امروزي نسبت به طول روز بي تفاوت مي‏باشند(برزعلي، 1383).
پنبه به آفتاب فراوان نياز دارد. كمبود نور موجب افزايش رشد سبزينه اي و نقصان توليد قوزه مي‏شود. به همين دليل در نواحي پر باران كه روزهاي ابري زيادي وجود دارد، توليد پنبه ناموفق خواهد بود. مناطقي كه بيش از 50 درصد روزها ابري باشد براي كشت پنبه مناسب نمي‏باشد. پنبه گياهي گرما دوست بوده كه فعاليت هاي رشدي آن در دماي 15 درجه سانتيگراد متوقف مي‏شود. پنبه احتياج به يك فصل بدون يخبندان 180 تا 200 روزه، نور كافي و درجه حرارت نسبتاً زياد دارد. بين عملكرد بالقوه و تعداد روزهاي رشد، رابطه مستقيمي وجود دارد. حداقل و بهترين درجة حرارت براي جوانه زدن بذر پنبه و رشد گياهچه به ترتيب 15 و 34 درجه سانتيگراد مي‏باشد. درجه حرارت مطلوب براي رشد رويشي و نمو پنبه 21 تا 26 درجه سانتيگراد مي‏باشد، درجه حرارتهاي بالاتر از 35 درجه سانتيگراد براي پنبه مناسب نيست (برزعلي، 1383).
2-11-2- نيازهاي رطوبتي
در شرايط ديم كاري عملكرد پنبه به ميزان بارندگي و توزيع آن در طول فصل رشد بستگي دارد. چنانچه رطوبت خاك در موقع كاشت تا عمق 200 سانتيمتري در حد ظرفيت مزرعه باشد و نيز 500 ميليمتر بارندگي طي فصل رشد بوقوع بپيوندد، مي‏توان عملكرد معقولي از ديم‏كاري پنبه بدست آورد. پنبه ريشه‏اي توسعه يافته دارد و به خشكي مقاوم است. باروري زياد و فراواني رطوبت خاك موجب تحريك رشد رويشي و محدوديت گلدهي پنبه مي‏شود و بالعكس تنش رطوبتي موجب محدوديت رشد رويشي و تحريك گلدهي وزودرسي مي‏گردد. در اين ميان تعادلي بين رشد رويشي و تعداد گل براي حصول حداكثر عملكرد لازم است. حفظ رطوبت مناسب در خاك و برقراري اين تعادل اهميت زيادي دارد. در مواردي كه تنش رطوبتي در مرحله حداكثر تشكيل قوزه بوده، عملكرد بطور قابل ملاحظه اي كاهش مي‏يابد. تنش رطوبتي درصد كيل را به دليل كاهش وزن دانه مي‏افزايد. تنش رطوبتي باعث مي‏شود كه الياف خشن‏تر، محكم تر، يكنواخت تر و رسيده تر گردد. رطوبت اضافي نيز عموماً داراي اثر نامطلوب بر كيفيت الياف مي‏باشد. در شرايط كمبود آب محتوي روغن دانه كاهش، ولي پروتئين دانه افزايش مي‏يابد. بطور كلي بيشترين عملكرد در حالتي بدست مي‏آيد كه گياه در طول فصل رشد خود، با تنش رطوبتي مواجه نشود. تحقيقات نشان مي‏دهند كه حداكثر عملكرد زماني بدست مي‏آيد كه رطوبت در لايه 90 سانتيمتري خاك در طول فصل رشد از 50 درصد رطوبت قابل دسترس كمتر نشود (ناصري، 1377).
2-11-3- نيازهاي خاكي
پنبه از نظر سازگاري به بافت خاك محدوديتي ندارد. در انواع خاكها رشد مي‏كند، مشروط بر آنكه عمق خاك زياد بوده و از نظر ساختمان، تهويه و رطوبت مناسب باشد. خاك بايد داراي حداقل 20 سانتيمتر عمق بوده و تحت الارض آن غير قابل نفوذ نباشد(برزعلي و طهماسبي، 1388). بطور كلي پنبه در خاكهاي رسي قابل نفوذ، خاكهاي رسي شني، رسي آهكي و شني هوموسي بخوبي رشد كرده و محصول قابل توجهي توليد مي‏كند. بهترين خاك براي



قیمت: تومان


پاسخ دهید