تنش خشکی مانع از تظاهر کامل پتانسیل ژنتیکی گیاهان زراعی می شود و از اینرو موجب کاهش تولیدات کشاورزی می گردد. در مقاومت به خشکی سه مکانیزم دخالت دارند که عبارتند از فرار از خشکی، اجتناب از خشکی و تحمل به خشکی. صفات مختلف مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی باعث ایجاد مقاومت به خشکی می شوند. نحوه توارث (تک ژنی و چند ژنی بودن) و نوع عمل ژن (افزایشی و غیرافزایشی بودن) در صفات مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی متفاوت است. با این حال، ژنهای مسؤل بیوسنتز انواع مواد محلول سازگار (compatible solutes) شناسایی و از موجودات مختلفی همچون گیاهان، مخمر، موش و انسان همسانه سازی (کلون) شده اند. روشهای اصلاحی مختلفی برای مقاومت به خشکی وجود دارند که هر یک دارای مزایا و معایبی هستند. در هر برنامه اصلاحی وجود روشهای کارآمد برای شناسایی و انتخاب ژنوتیپ های مناسب ضروری می باشد. شناسایی و انتقال ژنهای مسئول بیوسنتز متابولیت های متعددی همچون پرولین، ترهالوز، و پلی آمینها از موجودات مختلف به گیاهان زراعی از طریق مهندسی ژنتیک بطورموفقیت آمیزی صورت گرفته است.
به عنوان مثال، ژن hva1 جو که مسئول سنتز پروتئین های فراوان در اواخر دوره جنین زایی (Late embryogenesis abundant proteins) می باشد از طریق روش انتقال تصادفی (shotgun) به برنج منتقل شده و منجر به تولید برنج تراریخت گردیده است. فقدان یک رهیافت تلفیقی و روشهای دقیق غربال کردن، دانش کم درباره اساس ژنتیکی مقاومت به خشکی، همبستگی منفی بین مقاومت به خشکی و عملکرد، و نبود ژنهای مناسب برای تولید گیاهان تراریخت از عوامل اصلی محدود کننده اصلاح ژنتیکی مقاومت به خشکی می باشند. در برنامه های تحقیقاتی آینده برای مقاومت به خشکی لازم است موارد زیر لحاظ شود: جستجو برای یافتن تنوع ژنتیکی وسیع در صفات مرتبط با مقاومت به خشکی، انتقال همزمان چندین ژن از طریق روشهای اصلاحی متداول یا مهندسی ژنتیک، استفاده از تکنیک RNA ناهمسو ، ارزیابی پلی پپتید های القاء شده در شرایط تنش خشکی واستفاده از یک رهیافت تلفیقی.
خشکی در واقع یک رویداد هواشناختی است که با عدم وقوع بارندگی در یک دوره زمانی همراه می باشد، دوره ای که به اندازه کافی بلند است تا باعث تخلیه رطوبتی خاک و تنش کمبود آب همراه با کاهش پتانسیل آب در بافتهای گیاهی گردد.
اما از دیدگاه کشاورزی، خشکی عبارت است از ناکافی بودن مقدار و توزیع آب قابل استفاده در طی دوره رشد گیاه که این امر موجب کاهش بروز توان کامل ژنتیکی گیاه می گردد. خشکی عامل اصلی محدود کننده تولیدات کشاورزی می باشد که گیاه را از رسیدن به حداکثر توان محصولدهی باز می دارد (٨).
اثر خشکی بر عملکرد و درآمد نهایی زارع کاملا شناخته شده است. اغلب گیاهان زراعی بویژه در طی دوره گلدهی تا نمو بذر به تنش کمبود آب حساسند. حتی گیاهانی مانند ارزن دم روباهی، سورگوم و لوبیا چشم بلبلی نیز که در نواحی خشک و نیمه خشک کشت می شوند در مرحله زایشی تحت تاثیر تنش خشکی قرار می گیرند.
در کشاورزی، مقاومت به خشکی عبارت است از توانایی یک گیاه زراعی برای تولید محصول اقتصادی با حداقل کاهش عملکرد در شرایط تنش نسبت به شرایط بدون تنش (٨). برای اینکه متخصص ژنتیک بتواند ژنوتیپ های برتر را از طریق روشهای متداول اصلاح نباتات و یا با استفاده از بیوتکنولوژی اصلاح نماید لازم است درک درستی از اساس ژنتیکی مقاومت به خشکی داشته باشد.
از نظر ژنتیکی، مکانیزم های مقاومت به خشکی را می توان به سه دسته تقسیم کرد که عبارتند از فرار از خشکی، اجتناب از خشکی و تحمل به خشکی (۲و٨). با این وجود، گیاهان زراعی معمولا بیش از یک مکانیزم را برای مقاومت در برابر خشکی بکار می گیرند. اجتناب از خشکی عبارت است از توانایی یک گیاه برای کامل کردن چرخه زندگی خود قبل از گسترش تنش کمبود آب در خاک و گیاه. این مکانیزم شامل توسعه سریع فنولوژیک (زود گلدهی و زود رسی)، انعطاف پذیری نموی (تنوع در طول دوره رشد بسته به شدت تنش کمبود آب) و انتقال فراورده های فتوسنتزی ما قبل گلدهی به دانه.
اجتناب از خشکی عبارت است از توانایی گیاه برای حفظ پتانسیل آب نسبتا بالا در بافتها علی رغم وجود کمبود رطوبت در خاک. تحمل به خشکی عبارت است از توانایی گیاه برای مقابله با کمبود آب با پایین آوردن پتانسیل آب بافتها. اجتناب از خشکی از طریق مکانیزم های بهبود جذب آب، ذخیره سازی آب در سلولهای گیاهی و کاهش از دست رفتن آب تحقق می یابد (۲و٨). واکنش گیاهان در برابر تنش کمبود آب تعیین کننده میزان تحمل به خشکی آنهاست. به عنوان مثال، برخی ژنوتیپ های چغندر قند که ریشه های عمیق تری دارند قادر به جذب آب بیشتری بوده و دیرتر پژمرده می شوند و در شرایط جشکی تنوع ژنتیکی برای میزان پژمردگی، سرعت رشد برگ، تنظیم اسمزی و هدایت روزنه ای در واریته های مختلف چغندر قند مشاهده شده است (۱).
شامل 27 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت اصلاح مقاومت به خشکی در گیاهان زراعی
