توسعه یک پروتکل کارآمد موتاژنز در شرایط درون‌شیشه‌ای برای بهبود ژنتیکی زعفران

زعفران یک ژئوفیت تریپلوئید (2n = 3x = 24) و عقیم است که فقط از طریق بنه‌های رویشی زیرزمینی قابل تکثیر است. از آنجایی که تکثیر بنه باعث ایجاد تغییرات ژنومی نمی‌شود، بنابراین انتظار می‌رود که کل جمعیت زعفران ساختار ژنتیکی مشابهی داشته باشد. با توجه به اهمیت اقتصادی گیاه و عوامل مسئول عملکرد پایین آن، این تحقیق برای ایجاد یک پروتکل موتاژنز در شرایط درون‌شیشه‌ای با استفاده از اتانل متان سولفونات (EMS) و به دنبال آن توصیف تغییرات القا شده در نسل‌های پیشرفته انجام شده است. این گزارش فقط به استانداردسازی پروتکل موتاژنز در شرایط درون‌شیشه‌ای محدود می‌شود. در بین تیمارهای موتاژنی آزمایش شده، غلظت‌های 0.1 تا 0.5 درصد EMS بقای متفاوتی از ریزنمونه‌ها نشان داد. بر اساس پارامترهای مختلف رشد، LD50 برای 0.3 درصد EMS به مدت 3 ساعت محاسبه شد. در بین دو نوع ریزنمونه تجزیه و تحلیل شده، ریزنمونه بنه نتایج بهتری برای بقا در شرایط درون‌شیشه‌ای و پارامترهای رشد نسبت به ریزنمونه کالوس نشان داد. به طور متوسط 57.33 و 92.00 بنه‌چه دختری در تمام تیمارهای EMS در مقایسه با 47.67 و 57.67 بنه‌چه دختری در شاهد، به ترتیب از ریزنمونه‌های کالوس و بنه به دست آمد و به زمین منتقل شد. حداکثر وزن متوسط بنه‌چه دختری در شاهد (3.01 گرم، ریزنمونه بنه) و پس از آن در 0.1 درصد EMS (2.8 گرم، ریزنمونه بنه) به دست آمد. به طور کلی، پارامترهای رشد روند کاهشی را با افزایش غلظت EMS در هر دو ریزنمونه نشان دادند. این مطالعه از این نظر یک دستاورد قابل توجه بوده است که اولین پروتکل موتاژنز برای C. sativus استاندارد شده است.

Saffron (Crocus sativus L) is a triploid (2n = 3x = 24), sterile geophyte which can only be propagated by means of underground vegetative corms. Since corn multiplication does not induce genome variations, therefore, the entire saffron population is expected to have a similar genetic makeup. Keeping in view the economic importance of the plant and the factors responsible for its low yield, the present investigation has been undertaken to establish an in vitro ethyl methanesulfonate (EMS) mutagenesis protocol followed by characterization of the induced variability in the advanced generations. The present report is limited to standardization of in vitro mutagenesis protocol only. Among the mutagenic treatments tested, concentrations ranging from 0.1 to 0.5% EMS showed a varied survival of explants. Based on various growth parameters, the LD50 was calculated to be 0.3% EMS for 3 h. Among the two types of explants analyzed, the corn explant gave better results for in vitro survival and the growth parameters than callus explant. An average of 57.33 and 92.00 daughter cormlets in all EMS treatments as compared to 47.67 and 57.67 daughter cormlets in control, obtained from callus and corn explants respectively, were transferred to the field. The maximum, average daughter cormlet weight was obtained in control (3.01 g, corn explant) followed by 0.1% EMS (2.8 g, corn explant). In general, the growth parameters showed decreasing trend with an increase in EMS concentration in both the explants. The present study has been a significant achievement in the sense that the first mutagenesis protocol for C. sativus has been standardized.