آزمون حساسیت به اشعه گاما برای تعیین دوز مناسب القاء جهش در زعفران (Crocus sativus L.)

زعفران گیاهی تریپلوئید و عقیم بوده و تنوع ژنتیکی طبیعی در آن ناچیز است یا بطورکلی وجود ندارد. یکی از راه ­های افزایش تنوع، جهش­زایی القایی با کمک جهش­زاهای فیزیکی از قبیل اشعه گاما است. اولین قدم در راستای القاء جهش، آزمون بردباری تشعشع جهت تعیین دوز مناسب اشعه گاما می­باشد. لذا، هدف از این تحقیق آزمون حساسیت به دوزهای مختلف اشعه گاما در دو شرایط تیمار سرمایی و بدون تیمار سرمایی بنه ­های زعفران بود. بدین منظور، آزمایشی بصورت فاکتوریل با دو فاکتور پیش تیمار سرمایی (در دو سطح بنه ها سرمادیده و سرما ندیده) و دوزهای مختلف اشعه گاما (دوزهای ۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰ و ۲۵ گری) به­ همراه تیمار شاهد (دوز صفر) در قالب طرح بلوک­ های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. خصوصیات رشدی و مورفولوژیکی مانند ارتفاع بوته، تعداد برگ در بوته، وزن خشک برگ­ها، سرعت رشد، درصد و نرخ سبزشدن درسال اول (MV۱)، و صفات مربوط به عملکرد گل مانند متوسط ارتفاع کلاله و وزن خشک کلاله و وزن بنه ­های دختری در سال دوم (MV۲)، اندازه­گیری شد. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی نمونه های پرتوتابی شده زعفران از نشانگرهای مولکولی RAPD و ISSR به ترتیب با ۶ و ۵ آغازگر استفاده شد. نتایج بررسی نسل MV۱ نشان داد که با افزایش دوز اشعه گاما نسبت به شاهد کاهش معنی­داری برای اکثر صفات وجود داشت. همچنین، نتایج تجزیه واریانس بر روی صفات رشدی در سال دوم نشان داد که اثر فاکتور اشعه گاما و فاکتور سرما و اثر متقابل سرما و اشعه در صفات متوسط وزن بنه­ ها و تعداد بنه و وزن کل بنه ­های دختری در سطح احتمال ۱ % معنی­دار بود. آزمون حساسیت به اشعه گاما در صفات متوسط ارتفاع بوته، شاخص و نرخ جوانه ­زنی، وزن بنه ­های دختری و صفت وزن خشک گیاه در دو سطح سرمادیده و سرماندیده، برای ۵۰ درصد زنده مانی در محدوده ی دوز ۲±۱۵ گری تعیین شد. نتایج نشان داد که نمونه های مورد مطالعه در هر دو سیستم نشانگری بین نمونه ­های شاهد (پرتوندیده) با نمونه ­های پرتو دیده چندشکلی وجود داشت. به طورکل نتایج نشان داد که نشانگرهای مولکولی RAPD و ISSR در شناسایی چندشکلی و شناسایی جهش یافته ­ها می توانند نشانگرهای سودمندی باشند.

Saffron is a triploid and sterile plant, and its natural genetic diversity is minimal or generally nonexistent. One way to increase diversity is through induced mutagenesis using physical mutagens such as gamma radiation. The first step in inducing mutations is a radiation tolerance test to determine the appropriate dose of gamma rays. Therefore, the aim of this study was to test the sensitivity of saffron corms to different doses of gamma radiation under two conditions: cold treatment and no cold treatment. For this purpose, a factorial experiment was conducted with two factors: pre-cold treatment (with two levels: cold-treated and non-cold-treated corms) and different doses of gamma radiation (5, 10, 15, 20, and 25 Gy) along with a control treatment (0 Gy), arranged in a completely randomized block design with three replications. Growth and morphological traits such as plant height, number of leaves per plant, dry weight of leaves, growth rate, and germination percentage and rate in the first year (MV1), as well as flower-related performance traits such as average stigma length, dry weight of the stigma, and weight of daughter corms in the second year (MV2), were measured.In order to examine the genetic diversity of irradiated saffron samples, RAPD and ISSR molecular markers were used with 6 and 5 primers, respectively. The results of the MV1 generation study showed that with increasing doses of gamma radiation, there was a significant decrease in most traits compared to the control. Furthermore, the analysis of variance on growth traits in the second year indicated that the effects of gamma radiation, cold factor, and the interaction between cold and radiation on traits such as average corm weight, number of corms, and total weight of daughter corms were significant at the 1% probability level. The gamma radiation sensitivity test for traits including average plant height, index and germination rate, weight of daughter corms, and dry plant weight under two conditions of cold-treated and non-cold-treated, determined the dose for 50% survival within the range of 15±2 Gy. The results showed that the samples under study exhibited polymorphism between the control (non-irradiated) and irradiated samples in both marker systems. Overall, the results demonstrated that RAPD and ISSR molecular markers can serve as useful markers for identifying polymorphism and detecting mutants.