چکیده:
در این مطلب سعی می شود معرفی  گیاه جو، تیپ های زراعی و وحشی جو ، سرچشمه شروع کارهای اصلاحی بر روی گیاه جو ، موفقیت های اصلاحی بعمل آمده و اساس و پایه ی این موفقیت ها ، چگونگی تلاقی ها بر روی گیاه جو ، روشهای گزینش متداول و غیر متداول همچنین روشهای اصلاحی ساده که دارای 4 روش می باشد و اهداف استرا تژیکی آن(جو) را بررسی کنیم.

مقدمه:
جو (Hordeum vulgar)
یکی از غلات مهم جهان است که به عنوان غذا مورد استفاده بشر و حیوانات قرار می گیرید این گیاه علفی متعلق به خانوادۀ گندمیان می باشد و دارای انواع زراعی و وحشی می باشد و خاستگاه واقعی جو هنوز ناشناخته است .
اما بسیاری از محققین برجسته خاستگاه این گیاه را کوه های زاگرس در غرب ایران آناتولی جنوبی و فلسطین می دانند . پر پایه ی نظریه ی والیوف مبدا جو ریشک دار و غلاف دار کشور اتیوپی و شمال آفریقا و مبدا بدون ریشک ریشک کوتاه و کلاهک دار آسیای جنوب شرقی بویژه چین ژاپن تبت است .
قدیمی ترین تقسیم بندی Hordeum به زمان لینه یعنی سال 1753 بر می گردد که در Species olantarum صورت پذیرفت و این جنس به هشت گونه تقسیم شد .

الف- پنج تیپ زراعی :

  • H.vulgar
  • H.disticum
  • H.zeocrithon
  • H.nudum
  • H.esaticum

ب- سه تیپ وحشی :

  • H.Bulbosum
  • H.murinum
  • H.gubatum

اولین جرقه های اصلاح جو:
1- وجود تغییر در محور سنبله جو بود یعنی بدست آوردن سنبله هایی محکم و غیر شکننده که این تغییر لازمه ی برداشت تمام سنبله ها بودند .
این صفت در واقع توسط دو ژن مکملی Bt1 وBt2 کنترل می شود .
2- نگهداری بذور برای کشت در سال آینده به جاری مصرف مستقیم پیشرفت ناشی از این عمل ظا هرأ می بایست تأ ثیر فوق العاده ای از نظر افزایش کمی و کیفی (دانه های بزرگ) داشته باشد .
موفقیت های اصلاحی :
فرآیند اصلاح که به منظور بهبود گونه های زراعی انجام می گیرد فرآیندی است پویا در جهت تولید ژنوتیپ هایی که قادرمی باشند حد اکثر بهره برداری را از شرایط مختلف رشد بنمایند .
ادامه ی پیشرفت در این زمینه بستگی به ایجاد جمعیت های دارای تنوع و انتخاب ژنوتیپ های برتر از داخل این جمعیت ها دارد.
اساس موفقیت در اصلاح جو :
تعین اهداف کوتاه مدت میان مدت درازمدت می باشد .
اهداف کوتاه مدت :
1- تولید یک ژنوتیپ جدید با عملکرد بالا و معرفی آن به عنوان یک محصول زراعی .
اهدف میان مدت و دراز مدت حفظ ژرم پلاست جهت استفاده از برنامه های آینده که این اهداف شامل :
1- توسعه جمعیت های جدید
2- معرفی ژنهای مقاوم به تنش ناشی از عوامل زنده
3- سازگاری با خاک آب و هوا

مهترین مرحله ی یک برنامه ی اصلاحی :
انتخاب والد مهمترین مرحله یک برنامه ی اصلاحی می باشد زیرا شانس ترکیب صفات مطلوب برای رسیدن به واریته ی بهتر بستگی به آن دارد .
تلاشهای اولیه برای بهبود اصلاح جو احتمالأ درجهت واریته هایی با عملکرد بالا بود با فرض اینکه این ژنوتیپها برای تمام صفات مورد نظر مکمل یک دیگر بوده اند .
امروزه مشخص شده است واریته هایی با عملکرد بالا از والدینی باعملکرد بالا بدست می آیند و این موضوع به صورت یک امر معمول انتخاب واریته ها به عنوان والد و همچنین در انتخاب مواردی با توانایی سازگاری بالا در آمده است .
تلاقی ها :
این عملیات هم می تواند در مزرعه وهم در گلخانه انجام شود.
در صورتی که در منطقه ی مورد نظر عوامل جوی مثل طوفان گرما وسرما وجود داشته باشد بهتر است که گیاهان پایه مادری را در گلخانه ها پرورش دهیم و گرده ها را از درون مزرعه تهیه کنیم زیرا در آنجا پرچمها حاوی درصد خیلی زیادی از گرده هستند و فاصله ی زیاد گیاهان ازهم پنجه زنی را افزایش می دهد و منجر به تولید خوشه هایی از پنجه ها می گردد که در این حالت مدت خوشه دهی بطور محسوسی افزایش می یابد و تأ ثیر مطلوبی در تلا قی های ارقام مختلف دارد .
هنگامی که گل نر اخته شده جهت ممانعت از خود گشنی نیازمندیم با پنس مخصوصی هر سه پرچم را زمانی که هنوز سبز هستند بیرون آورد .بدون اینکه آسیبی به مادگی برسد که معمولأ در سروع مرحله ی خوشه دهی و زمانی که اندکی از خوشه درو برگ پرچمی قرار دارند انجام می شود .
سپس خوشه اخته شده در پاکت قرار می گیرد کلاله 48 تا 72 ساعت بعد قابلیت پذیرش را پیدا خواهد کرد و غریب 5 الی 7 روز در این حالت باقی می ماند که در طی آن گرده افشانی بستگی به انتقال گرده های رسیده که از گیاهان تولید کننده ی گرده گرفته شده است دارد .اگر این کار به خوبی انجام شود و اخته کردن گل ها به طور کامل انجام گیرد می توانیم بذر F1 را بطور خالص تولید کنیم .
راندمان تولید بذر ازخوشه اخته شده به چند فاکتور بستگی دارد که عبارتند از:
1- درجه ی حرارت
2- مرحله ی نمو اندام های گل
3- درجه حرارت بالا
نکته: درست قبل از اخته کردن باعث می شود در خیلی از واریته ها تولید بذرشان کاهش می یابد .
روشهای متداول گزینشی:
1- ایجاد موتاسیون :
در سلسله ی گیاهان جو مدل خوبی می باشد جو گیاهی دیپلوئد است (2n=14 کرمزوم ) ودارای کروموزم های نسبتأ بزرگ است که به راحتی شناخته می شود و گیاهی خود بارور است و موتاسیون های مغلوب را طی گرده افشانی از میان نمی برد .
2- روش شجره :
بسیاری از واریته هایی تجاری امروز با استفاده از این متد اصلاح شده اند و این دلالت براین روش دارد . اصلاح کنندگان با مشاهده ی صفات ظاهری گیاهان مورد نظر خود را در بین جمعیت های در حال تفکیک طی چهار تا پنج سال نسل اول خود گشنی انتخاب می کنند .
کارایی انتخاب این روش مشاهده ای بستگی به مهارت اصلاح کننده دارد که بتواند به روش صحیحی بروز فنوتیپی جوامع را از هم تشخیص دهد و توارث پذیری آنها مدنظر باشد .
3- روش بالک :
این روش نسبت به روش شجره ای فضا و هزینه کمتری نیازمند است . تفکیک جمعیتها در یک تلاقی مشخص بالک با شرایط کاشت استاندارد حداقل در نسلهای F4 و F5 با انتخاب فامیل ها برتر به درجه ی بالایی از همو زیگوتی می رسد .
4- روش تلاقی مرکب :
در این شیوه ابتدا از ادغام کردن تعدادی از تلا قی ها ی ساده در یک مخلوط بزرگ شروع می شود و اصلاح نژاد برای حفظ تنوع ژنتیکی در جوامع مرکب است که از این طریق احتمال دستیابی به ژنوتیپ های پر محصول مناسب در محیط های مشخص سازگار افزایش می یابد .
5- روش نسل تک دانه :
مهمترین ویژگی این تکنیک در حفظ طیف وسیعی از ژنوتیپ های پایه سرعت صرفه جویی در هزینه کاشت زمین می باشد بطور مشابه با روش بالک هیچ گونه انتخابی صورت نمی گیرد و در نتیجه تأثیرات نمونه برداری و انتخاب طبیعی حذف می گردد.

روش های اصلا حی غیر متداول
1- انتخاب دوره ای
انتخاب دورهای در مفهوم اصلاح کلی به هر نوع گزینش دورهای اطلاق می گردد که بتوان طی آن فروانی ژن های کنترل کننده فسفات مطلوب را در خزانه ی ژنی افزایش داد.
RS روش مناسبی در ترتیب دادن برنامه های دراز مدت قابلیت وارث پذیری و قدرت انتخاب است که چگونگی زمان رسیدن به هدف را مشخص می کند .
بنابر این تکنیک های RS بر مبنای 3 عمل می باشد که عبارتند از:
1- آمیزش فامیل ها
2- ارزیابی فامیل ها
3- نوترکیبی فامیل های برتر
RS یک روش دوره ای است که در دو مرحله ی مهم اصلاحی قابل تشخیص است که این مراحل عبارتند از :
الف - انتخاب یک گروه از ژنوتیپهای حامل ژنهای مطلوب
ب - تلا قی انواع انتخاب شده برای ایجاد نوترکیپی ژنی
نکته: تلاقی را می توان با استفاده از دست و یا با استفاده از گیاهان نر عقیم انجام داد.
دو دلیل اصلی که باعث محدودیت برنامه ی RS گردید عبارتند از :
الف - زمان و هزینه ی زیاد برای انجام تلا قی های زیاد
ب - ارزیابی نتایج در اجرای یک برنامه RS در نسل های اولیه آنها اتفاق می افتد که برای صفتی ترکیب غیر افزایشی مشخصی دارد کافی به نظر می رسد.
2-هیبریدها
تحقیقات در باره ی جو بیشتر در خصوص هیبرید بوسیله ی استفاده از مارکرهای ژنتیکی لاینها تری سومیک ثالثیه متمرکز شده است.
در روش BTT آلل غالب MS که مستقیمأ با نقطه ی جا به جایی همبستگی دارد روی کرو موزمهای اضافی می باشد و آلل مغلوب آن (ms) روی دو کرموزم معمولی مترادف آن قرار دارد .
گیاهان BTT آن داری خصوصیات ویژه ای هستند که می توان آنها را به راحتی شناسایی کرد که این خصوصیات عبارتند از:
1- کوتاه بودن میان گره
2- تاخیر در گلدهی و کاهش قدرت رقابتی آنها در مقایسه با دیپلوئدها
ایجاد نر عقیمی شیمیایی تکنیک دیگری در تولید هیبرید ها است . در اینجا اشکال مختلف ترکیبات شیمیایی به نام عوامل شیمیایی هیبرید کننده تنظیم کنندگان شیمیایی گرده یا ممانعت کنندگان شیمیایی گرده نامیده شده اند . از این مواد برای ایجاد نر عقیمی بدون تاثیر روی باروری تخمدان استفاده می شود .کشت in virto-3
الف - دابل هاپلوئید -
تکنیک دابل هاپلوئید راه سریعی برای رسیدن به هموزیگوسیتی است در حالی که در برنامه های معمول اصلاحی بیش از یک دهه زمان نیاز می باشد .
برای اینکه روش دابل هاپلوئید با موفقیت انجام شود بایستی معیار هایی به وجود آورد و بر این اساس از آن استفاده نمود بدین معنی که تعداد زیادی هاپلوئید از تمام ژنوتیپ های دهنده تولید شود که ساختار ژنتیکی هاپلوئید نمونه گامتی تصادفی باشد که دابل هاپلئید های برتر از نظر خصوصیت های زراعی و مشخص بدست آید .
بنا بر این کشت in vitro برای تولید دابل هاپلوئید امروزه تنها به عنوان یک ابزار مفید پروژه های متداول اصلاح نباتات سودمند است بلکه برای برنامه های بیو لوژیک و مولکولی نیز کاربرد دارد
ب - Hordeum bulbosum -
در این روش از جنین های هاپلوئیدی حاصل ازتلاقی گیاه جو به عنوان گیاه مادر (H.vulgar) با (H.bulbosum) که یک گونه ی وحشی دائمی است استفاده می شود .
ژنوم گونه ی وحشی در مراحل نمو جنینی که تقریبأ 21 روز پس از تلقیح است نا پدید می شود این حذف ناشی از فاکتورهای ژنتیکی که توسط کرو موزم های H. vulgar حمل می شود .
انتقال این دانه ها به محیط کشت تولید گیاهچه ی هاپلوئیدی می کند که وقتی با گلسی شین تیمار شود ساختار کرو موزمی آن دو برابر می شود و تولید گیاه دیپلوئید هموزیگوت می نماید .
روشهای اصلاح جو بصورت متن ساده :
1- سلکسیون از بین ارقام محلی و واریته ها –
2- اصلاح از طریق دو رگ گیری -
3- اصلاح با استفاده از پدیده ی هتروزیس –
4- اصلاح ازطریق موتا سیون –

1- سلکسیون از بین ارقام محلی و واریته ها -
سلکسیون از بین ارقام محلی امروزه می تواند بخصوص در مناطقی که چنین ارقام طبیعی وجود دارند موفقیت آمیز باشد. با توجه به اینکه واریته های تجاری نیز مخلوطی از لا ین های مختلف می باشد امکان سلکسیون بین آنها وجود دارد .

2- اصلاح از طریق دو رگ گیری -
با توجه به اینکه در تلا قی دو والد که دارای چندین صفت متفاوت می باشند ترکیب های بسیاری به وجود می آورند که پیدا نمودن ترکیب های مورد نظر بعلت نادر بودن آنها اشکال صورت می گیرد . لذا برای موفقیت بیشتر از روش تلا قی بازگشتی Back cros استفاده می شود . و بدین ترتیب می توان صفات والدینی متعددی را در یک جا جمع نمود .
مثلأ واریته های تجاری جو علاوه بر کیفیت و عملکرد زیاد دارای پا بر جایی کافی و مقاومت در مقابل بیماری ها می باشند . برای ایجاد مقاومت در واریته های تجاری معمولأ ازمقاومت ارقام وحشی مانند H. spontanoum و فرم های اولیه استفاده می شود .
عیب این ارقام این است که صفات نامطلوب زیادی را به همراه خود می آورند . لذا اعمال چنین تلاقی بازگشتی ضروری می باشد .
3- اصلاح با استفاده از پدیده ی هتروزیس -
مبانی ژنتیک وقتی استفاده از پدیده ی هتروزیوس در اصلاح جو هم اکنون در سوئد و امریکا دنبال می گردد . در اینجا سعی بر این است که ابتدا لاین های جو را که دارابی پدیده ی نر عقیمی بوجود آوردند و سپس به کمک ارقامی که دارای ژن اعاده کننده ی نر عقیمی Rsetorer genes)) هستند . واریته های هیبرید را تولید می نمایند.

4- اصلاح ازطریق موتا سیون -
تا کنون آزمایشات فراوانی در زمینه ی ایجاد موتاسیون در جو بوسیله ی اشعه ی یونیزه کننده مانند : ایکس ، گاما و... و همچنین مواد شیمیایی مانند : Ethlmethan sulfonat صورت گرفته است . مثلأ پرتو تابی با اشعه ی ایکس به میزان 10000 تا 12000 روتنگن باعث پیدایش موتاسیونهای متعددی در جو گردیده است .
در رابطه با ایجاد موتاسیون در جو باید توجه داشت که آیا مو تانت ها می تواند مستقیمأ به عنوان یک واریته استفاده قرار گیرند ولی بهتر است از آنها به عنوان والدین در تلا قی ها استفاده کرد . گرچه تعداد واریته های جدید که تا کنون مستقیمأ از طریق ایجاد موتاسیون در جو بوجود آمده اند چندان زیاد نیست .
با توجه به اینکه از این طریق می توان والدین با صفات پر ارزشی برای تلاقی ها ایجاد نمود لذا اهمیت کارایی روش موتاسیون را برای اصلاح جو می توان توجیه نمود

روشهای اصلاح جوبصورت متن ساده :
سه هدف استرتژیک اصلاح جو که تمام کارهای اصلاحی بر روی آن دنبال شده است عبارتند از :

1- انتخاب عملکرد دانه -
بدلیل اینکه دانه از لحاظ افتصادی مهمترین و قابل ملاحظه ترین بخش گیاه است انتخاب بهترین عملکرد برای دانه مهم می باشد بنا بر این دانه نقطه ی مرکزی تحقیقات را تشکیل می دهد .
به طور مثال یکی از مهمترین کاربردهای دانه جو برای بالا بردن کیفیت مالت سازی آن می باشد زیرا جو از بدو تمدن بهترین غله برای تولید مالت و ساخت ما لشعیر بوده و هست .
2- رفع نقایص از طریق ژنتیکی ویا به عبارت دیگر افزایش مقامت نسبت به ورس ،خوشه دهی ، زود رأسی و بیماری و...
3- ساخت مدلهای بیو لوژیک متناسب با شرایط متنوع کشت یعنی با خصوصیت هایی که بر روی فتوسنتز رشد و تولید دانه تأثیر می گذارد .

 

 بر گرفته از انجمنهای پرتال علمی دانشجویان ایران