۱- تولید لاین های خالص هموزایگوس:
در برنامه های اصلاحی، هاپلوئیدها به عنوان منابع تولید لاین های هموزایگوس بسیار مفید هستند. مزیت اصلی استفاده از آنها، کاهش مدت زمان لازم برای تولید واریته های جدید است. در یک برنامه اصلاحی سنتی، تولید یک لاین هموزایگوس خالص حدود ۸-۶ سال وقت می گیرد. در حالی که با استفاده از کشت بساک با دانه گرده، این مدت به چند ماه با حداکثر یک سال کاهش می یابد. بنابراین از سریع ترین روش ممکن می توان به هموزایگوسیتی رسید. در نتیجه، تحقیقات اصلاحی و ژنتیکی بسیار آسانتر می شود. هموزایگوسیتی برای گیاهانی نظیر درختان میوه، گیاهان پیاز دار و درختان جنگلی که مرحله جوانی (مرحله بذر تا گلدهی) در آنها بسیار طولانی است، از اهمیت بیشتری برخوردار است. حتی اگر خود باروری های مکرر نیز امکان پذیر باشد، باز هم دست یافتن به خلوص در این گروه از گیاهان یک فرآیند بسیار طولانی است.
۲- تولید هیبرید:
در نتیجه هموزایگوسیتی کامل حاصل از دیپلوئیداسیون، محقق می تواند سریعا صفات را در وضعیت هموزایگوت تثبیت نماید. لاین های هموزایگوس خالص می توانند در تولید هیبریدهای F1 خالص استفاده شوند.
۳- القاء موتاسیون:
کشت های سلولی هاپلوئید در مطالعات ژنتیکی سلول های رویشی به ویژه برای مطالعه موتاسیون ها و تغییرات سلولی ناشی از آنها بسیار مفید هستند. اکثر موتاسیون های القائی مغلوب بوده و در سلول های دیپلوئید به دلیل حضور آلل های غالب ظهور نمی یابند. سلول های منفرد و دانه های گرده، از این لحاظ که می توان تعداد زیادی از آنها را در این ویترو کشت کرد و مورد گزینش قرار داد، بر گیاه کامل مزیت دارند.
با استفاده از تکنیک های هاپلوئیدی، جهش یافته های مقاوم به آنتی بیوتیک ها، علف کش ها، توکسین ها و غیره در تعدادی از گونه های گیاهی تولید شده اند. کارلسون در سال ۱۹۷۳ با تیمار سلول های هاپلوئید توتون با متیونین سولفوکسامین (Methionine sulfoxamine) گیاهان جهش یافته ای باززایی کرد که به طور قابل ملاحظه ای آلودگی کمتری به باکتری
Pseudomontas taba نشان دادند. ونزل و اوریگ در سال ۱۹۸۱ با استفاده از کشت بساکت، جهش یافته هایی در سیب زمینی تولید نموند که به نماتد سیست سیب زمینی مقاوم بودند. جهش یافته هایی نیز برای درجه حرارت های مختلف، حساسیت به تابش نور ماوراء بنفش و اشعه گاما، اسید آمینه هایی نظیر والین، آنتی بیوتیک ها و داروهای مختلف جداسازی شده است.
۴- ایجاد تنوع ژنتیکی:
با کشت باک نه تنها گیاهان هاپلوئید، بلکه گاهانی با سطوح پلوئیدی مختلف و افراد جهش یافته ای نیز تولید می شوند که میتوان از آنها در برنامه های اصلاحی استفاده نمود.
۵- تولید گیاهان منحصرا نر (Exclusively male):
با تولید هاپلوئید و به دنبال آن مضاعف نمودن کروموزوم ها، امکان به دست آوردن گیاهان منحصر نر وجود دارد. به عنوان مثال در مارچوبه ( Asparagus officinalis) گیاهان نر نسبت به گیاهان ماده تولید بیشتری داشته و سریع تر محصول می دهند. هاپلوئیدهایی که از بساک گیاهان مارچوبه نر (XY) تولید می شوند، یا X و یا Y خواهند بود. مضاعف نمودن افراد Y به تولید گیاهان منحصر نر (YY) منجر خواهد شد که بعدا می توان آنها را با روش های رویشی تکثیر نمود.
۶- تحقیقات سیتوژنتیکی:
از هاپلوئیدها در تولید آنیوپلوئیدها استفاده شده است. مونوسوم ها در گندم، تری سوم ها در سیب زمینی با ۲۵ = ۲n و نولی سوم ها در توتون، از هاپلوئیدی های حاصله از مونوسوم هایی که نمی توانستند در اثر خودباروری، نولی سوم تولید نمایند، تهیه شده اند. هاپلوئیدها همچنین مدرکی برای منشأ کروموزوم های ژنوم پایه یک گونه یا جنس ارائه می دهند. به عنوان مثال در ارزن ( Pennisetum americanum) مشاهده بیش از دو بای والانت در برخی سلول ها نشان می دهد که تعداد کروموزوم های ژنوم پایه ممکن است ۵ = X باشد.
۷- مقاومت به بیماری ها:
از گیاهان هاپلوئید در وارد کردن ژن های مقاومت به بیماری به واریته های زراعی استفاده شده است.
- یک واریته زراعی تجاری با یک والد بخشنده مقاوم به بیماری تلاقی داده می شود. هاپلوئیدهای حاصله برای مقاومت به بیماری غربال شده و سپس دیپلوئید می شوند. با استفاده از اصلاح هاپلوئیدی، مقاومت به ویروس موزائیک زرد جو به لاین های اصلاحی حساس وارد شده است.
- استفنسون و همکاران در سال ۱۹۹۵ به یک جو اجدادی بنام Q21681 برخوردند که به بیماری های مختلفی مقاومت نشان می داد. آنها این لاین را با لاین های اصلاحی حساس تلاقی دادند و آنگاه بساکهای نسل اول این تلاقی ها را کشت کردند. دابل هاپلوئیدهای حاصله به بیماری هایی نظیر زنگ ساقه، زنگ برگ و سفیدک پودری مقاوم بودند.
- دو واریته برنج به نامهای Zhonghua شماره ۸ و شماره ۹ با ژن های مقاومت به بلاست، محصول زیاد و کیفیت خوب با استفاده از هاپلوئیدی در روش های اصلاحی مرسوم تولید شده اند.
- واریته دیگری از برنج به نام Hwansambye از طریق کشت بساک اصلاح شده و به بلاست برگ، سوختگی باکتریایی برگ و ویروس تنوئی نواری برنج مقاومت نشان داده است.
- ویترسپون در سال ۱۹۹۱ واریته هایی از توتون را در یک توده دابل هاپلوئید شناسایی و گزارش کرد که این واریته به یک نژاد شدیدا نکروزه کننده ویروس Y سیب زمینی مقاوم است.
۸- مقاومت به حشرات:
یک واریته نیمه دیررس برنج بنام Hwacheongbyeo که با استفاده از کشت بساک تولید شده بود به زنجره قهوه ای مقاومت نشان داد. این واریته به بلاست، سوختگی باکتریایی و ویروس تنوئی نواری برنج نیز مقاوم بود و همچنین سرما را تحمل می کرد. در برنج لاین های امیدبخشی با استفاده از کشت بساک تولید شده است که به شپشه آبی برنج (Rice water weevil) مقاوم هستند.
۹- تحمل به نمک:
لاین های اصلاحی متحمل به نمک در گیاهان زراعی مختلف تولید و در اصلاح نباتات مرسوم استفاده شده اند. ساتیش و همکاران در سال ۱۹۹۷ کالوس های منشاء گرفته از باک را در معرض NaCl دار داده و یک لاین برنج با مقاومت پایدار به NaCl تولید نمودند. به طور مشابه گزینش الوس های حاصل از کشت بساک گندم در معرض کلرید سدیم، به تولید لاین ۱۲۴-۴ Hua Bain منتج شد که به شوری و خشکی مقاومت مطلوبی داشته و همچنین پر محصول می باشد.
۱۰- دابل هاپلوئید در ترسیم نقشه ژنوم:
یکی از کاربردهای نسبتا جدید لاین های دابل هاپلوئید، استفاده از آنها در ترسیم نقشه ژنوم است. برای مطالعات غربالگری در سطح مولکولی یک نمونه بسیار کوچکتری از دابل هاپلوئیدها برای تولید نوترکیبی های مورد نیاز، لازم است. در جمعیتی از لاین های دابل هاپلوئید، شناسایی نشانگرها با اطمینان بیشتری انجام می شود، چرا که در این لاین ها غالبا تظاهرات فنوتیپی حدواسط که از هتروزایگوسیتی ناشی می شوند، حذف می گردند. دابل هاپلوئید برای ترسیم نقشه ژنوم برای ژنهای اصلی و صفات کمی در جو، برنج، دانه های روغنی و غیره بکار می رود.
منبع: کتاب اصول بیوتکنولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ ششم.
دیدگاهتان را بنویسید