بررسی مقاومت به خشکی نهال بلوط ایرانی (quercus brantii lindl.) با استفاده از نشانگرهای مورفولوژیکی، فیزیولوژی، بیوشیمیایی و مولکولی

اکوسیستم جنگل های زاگرس از گسترده ترین اکوسیستمهای جنگلی در حال تخریب در ایران می باشد که از لحاظ حفاظت آب و خاک و مسایل اقتصادی و اجتماعی اهمیت بالایی دارد. بنابراین احیاء و غنی سازی این جنگلها با گونه بلوط که مهمترین گونه چوبی تشکیل دهنده آن است ضروری می باشد. اما جنگلهای زاگرس به علت داشتن اقلیم مدیترانه ای، دارای فصل خشک طولانی در طی دوره رویش گیاهی و پراکنش نامنظم بارندگی در طول سال هستند و در نتیجه مقدار آب در دسترس این جنگلها به عنوان یک فاکتور محدود کننده اولیه در تجدید حیات گونه ها به ویژه بلوط، محسوب می شود. بنابراین شناسایی درختان مادری که بذور آنها نهال هایی تولید نمایند که عملکرد و زنده مانی بالایی در این شرایط رویشی داشته باشند از اهمیت خاصی برخوردار است که می تواند موفقیت احیاء این اکوسیستم را تضمین نماید. همچنین برای مدیریت و حفاظت بهتر اکوسیستم جنگل مطالعه تنوع ژنتیکی موجود در پایه ها و نیز ترکیب این تنوع ژنتیکی ضروری است. به این منظور برگ 52 درخت مادری و بذر 33 درخت مادری گونه بلوط ایرانی (quercus brantii) از دو جهت شمالی و جنوبی و چهار طبقه ارتفاعی (پایین 700-1200 متر، میانی 1200-1700 متر، بالا 1700-2200 متر و خیلی بالا2200-2700 متر) جنگل های استان کهگیلویه و بویراحمد جمع آوری گردید و مطالعات مورفولوژیک بر روی برگ و بذر درختان مادری انجام شد. سپس در اسفند بذور 18 درخت مادری در گلدان های حاوی خاک جنگلی در قالب یک طرح کامل تصادفی کاشته شدند و نهالها تا خرداد به طور کامل آبیاری شدند. نهالهای با ارتفاع و شادابی یکسان از هر پایه مادری از خرداد تا اواسط مرداد تحت چهار تیمار 100 ، 75 ، 50 و 25 درصد ظرفیت مزرعه ای آبیاری شدند. جوانه زنی بذور و پارامترهای رویشی و بیوشیمیایی و عناصر برگ نهالهای تحت تیمارهای مختلف اندازه گیری شدند. پارامترهای مختلف از این نهالها به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. همچنین نهالهای مقاوم و حساس به تنش کمبود آب با استفاده از پارامترهای رویشی اندازه گیری شده در مرداد و تجزیه تابع تشخیص شناسایی شدند. این پارامترهای رویشی شامل وزن تر و خشک ریشه، ساقه، برگ و وزن تر و خشک کل نهالها بودند. پارامترهای بیوشیمیایی نهالها مانند آنزیمهای پراکسیداز، کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز و آمیلاز و نیز کربوهیدراتهای محلول (گلوکز، رامنوز و مانوز)، لیگنین و پراکسیداسیون لیپیدهای غشاء نیز با استفاده از روش اسپکتروفتومتری اندازه گیری شدند. غلظت عناصر کلسیم، پتاسیم و منیزیم موجود در برگ نهالها با استفاده از روش جذب اتمی و غلظت فسفر به روش اسپکتروفتومتری اندازه گیری شدند. همچنین به منظور بررسی تنوع ژنتیکی درون و بین جوامع ارتفاعی و یافتن ارتباط بین تنوع ژنتیکی درختان مادری با مقاومت به تنش کمبود آب نهالهای آنها، ژنوم کامل استخراج شده از برگهای 52 درخت مادری با استفاده از دو نشانگر aflp و ssr مورد ارزیابی قرار گرفتند. 9 ترکیب آغازگر pst و mse برای نشانگر aflp و 5 جفت آغازگر برای نشانگر ssr استفاده گردید. نتایج نشان داد که درختان مادری با تعداد رگبرگ سمت چپ بیشتر اما طول وپهنای دندانه برگ و فاصله بین رگبرگ میانی تا رأس دندانه و فاصله بین رگبرگ میانی تا سینوس زاویه دندانه کوچکتر، می توانند نهالهایی تولید نمایند که به تنش کمبود آب مقاوم تر باشند. اما ارتباطی بین صفات مورفولوژیک و جوانه زنی بذور با مقاومت به تنش کمبود آب نهالها یافت نشد. همچنین نتایج نشان داد که پس از اعمال تنش کمبود آب 25? ظرفیت مزرعه ای بر روی نهالها هیچ نهالی تا اواسط مرداد زنده باقی نماند. همچنین تنش کمبود آب سبب کاهش درصد زنده مانی نهالهای بلوط ایرانی شد. یک کاهش تدریجی رشد برای پارامترهای رویشی مثل وزن تر کل از تیمار تنش آبی کم تا زیاد مشاهده شد. نهالهای حاصل از درختان طبقات ارتفاعی پایین و به خصوص طبقه ارتفاعی میانی عملکرد بالاتری نسبت به نهالهای حاصل از درختان مادری طبقه ارتفاعی بالا در تنش کمبود آب 50? ظرفیت مزرعه ای داشتند. تمام پارامترهای بیوشیمیایی و عناصر مختلف موجود در برگ نهالهای تیمارهای مختلف تفاوت معنی داری با یکدیگر نداشتند، تنها میزان کربوهیدراتهای محلول و فسفر به صورت تدریجی با افزایش تنش کمبود آب افزایش یافت. همچنین نهالهای حاصل از درختان طبقه ارتفاعی میانی کمترین میزان کربوهیدراتهای محلول را در تیمار تنش کمبود آب 75? ظرفیت مزرعه ای نسبت به نهالهای درختان مادری ارتفاعات دیگر داشتند.نهالهای مقاومتر به خشکی نیز دارای فعالیت آنزیمهای آنتی اکسیداتیو بالاتری نسبت به نهالهای حساس به تنش خشکی بودند. تنوع ژنتیکی، درصد اللهای پلی مرفیک، تعداد الل موثر و جریان ژن با استفاده از 9 ترکیب آغازگری نشانگر aflp به ترتیب 2/0، 77/86، 32/1 و 94/6 به دست آمد. میانگین هتروزیگوتی مشاهده شده با استفاده از 5 جفت آغازگر ssr کمتر از هتروزیگوتی مورد انتظار در گونه بلوط ایرانی بود. همچنین نهالهای حساس به تنش کمبود آب با استفاده از نشانگر ssr انحراف از قانون هاردی واینبرگ داشتند. درختان طبقه ارتفاعی میانی نیز دارای نقص هتروزیگوتی کمتری نسبت به درختان دیگر بودند. همچنین الل با اندازه 215 جفت باز از آغازگر 36 نشانگر ssr با فراوانی بالایی تنها در درختانی که نهالهای مقاوم تولید می کردند، وجود داشت. تفاوت ژنتیکی بین جوامع مختلف ارتفاعی (fst) با استفاده از دو نشانگر aflp و ssr بسیار اندک بود و تنها آغازگر 64 از نشانگر aflp توانست تفاوت ژنتیکی بین جوامع مختلف ارتفاعی را به طور معنی دار نشان دهد.