تحمل التراكيب الوراثية من الذرة الصفراء .Zea mays L للإجهاد المائي بتأثير البرولين

2020-07-11

اطروحة دكتوراه

اسم الباحث : قيود ثعبان يوسف الأسدي

الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة

الاختصاص : علوم الحياة

سنة نشر البحث : 2015

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

المشاهدات: 58

   أُجريت هذه الدراسة في حقل خاص لمنطقة البركة (30) كم شمال شرق مدينة كربلاء اثناء موسم النمو 2012 للعروتين الربيعية والخريفية باستعمال الأصص البلاستيكية . هدفت الدراسة معرفة تأثير إلاجهاد المائي والرش بحامض البرولين وتداخلاتها في المؤشرات المظهرية والفسلجية والحالة الغذائية لثلاثة تراكيب وراثية من الذرة الصفراء هي ( سرور، 5018، بغداد3 ) ، أمّا الصفات المدروسة فشملت المؤشرات المظهرية والفسلجية (حجم الجذر ، طول الجذر ، قطر الجذر ، الوزن الجاف للمجموع الجذري، ارتفاع النبات ، عدد الأوراق  ، المســـاحة الورقية ، الوزن الجاف للمجموع الخضري ، نسبة المجموع الجذري إلى المجموع الخضري ، النمو المطلق ، النمو النسبي ، محتوى الكلوروفيل الكلي ، محتوى حامض البرولين في النسيج الجاف للأوراق العليا ) ، أمّا الحالة الغذائية فشملت الدراسة (تركيز و محتوى ومعدل الامتصاص والنقل للعناصر الغذائية وهي النتروجين ، الفسفور ، البوتاسيوم ، الكالسيوم ، المغنيسيوم) ، هذا بالإضافة إلى الدراسة الجزيئية التي تضمنت استعمال تقنية التضاعف العشوائي المتعدد الأشكال لسلسلة الـدنا Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) .

نفذت التجربة باستعمال التصميم تام التعشية كتجربة عاملية من ثلاثة عوامل ، وهي ثلاثة تراكيب وراثية من الذرة الصفراء(سرور ، 5018 ، بغداد3) ، اربعة تراكيز من حامض البرولين (0 ، 50 ، 100 ، 150) ملغم . لتر-1 ومستويين للسعة الحقلية (50% ، 100%) ولثلاثة مكررات إذ تضمنت التجربة 72أصيصاً (وحدة تجريبية) لكل عروة ، وقد تم تحليل النتائج إحصائياً وقورنت المتوسطات باستعمال اقل فرق معنوي تحت مستوى احتمال 0.05 ، واهم النتائج التي تم الحصول عليها ما يأتي :

  1. اختلفت التراكيب وراثية معنوياً عن بعضها في الصفات قيد الدراسة ، فقد تفوق التركيب الوراثي 5018بإعطائه أعلى قيم لـ (حجم الجذر ، طول الجذر، قطر الجذر، الوزن الجاف للمجموع الجذري ، ارتفاع النبات ، نسبة المجموع الجذري الى المجموع الخضري ) للعروتين الربيعية والخريفية ، ولتركيز الفسفور (%) في الجذور للعروتين ، تركيز الفسفور (%) للأوراق للعروة الربيعية ، تركيز البوتاسيوم (%) في الجذور للعروتين ، تركيز الكالسيوم (%) في الجذور للعروتين ، تركيز الكالسيوم (%) في الأوراق للعروتين ، تركيز المغنيسيوم (%) في الجذور للعروتين ، تركيز المغنيسيوم (%) في الأوراق للعروة الربيعية ، محتوى النتروجين، والفسفور، والبوتاسيوم، والكالسيوم ، والمغنيسيوم (ملغم .نبات-1 ) للمجموع الجذري للعروتين ، محتوى المغنيسيوم (ملغم .نبات-1 ) للمجموع الخضري للعروة الربيعية، معدل الامتصاص والنقل للنتروجين والفسفور للعروتين ، معدل امتصاص ونقل البوتاسيوم للعروة الربيعية ، معدل امتصاص الكالسيوم للعروتين ، معدل امتصاص ونقل المغنيسيوم للعروة الربيعية . من جانب آخر أعطى التركيب الوراثي سرور أعلى قيم لصفات( عدد الأوراق ، المساحة الورقية ، الوزن الجاف للمجموع الخضري ، معدل النمو المطلق ، معدل النمو النسبي ، محتوى الكلوروفيل ، تركيز النتروجين (%) في الجذور) للعروتين الربيعية والخريفية ، وتركيز النتروجين (%) في الأوراق للعروة الربيعية ، تركيز الفسفور (%) في الأوراق للعروة الخريفية ، تركيز البوتاسيوم (%) في الأوراق للعروتين ، محتوى النتروجين والفسفور والبوتاسيوم والكالسيوم (ملغم .نبات-1 ) للمجموع الخضري للعروتين ، محتوى المغنيسيوم (ملغم .نبات-1 ) للمجموع الخضري للعروة الخريفية . هذا وأعطى التركيب الوراثي بغداد3 اعلى القيم لـ (محتوى البرولين ، تركيز المغنيسيوم(%) في الجذور للعروتين ، تركيز المغنيسيوم(%) في الأوراق للعروة الخريفية ، معدل امتصاص ونقل البوتاسيوم للعروة الخريفية ، معدل نقل الكالسيوم للعروتين ، معدل امتصاص ونقل المغنيسيوم للعروة الخريفية).
  2. كان تأثير البرولين معنويا في جميع الصفات قيد الدراسة ( ماعدا تركيز الكالسيوم (%) في الجذور للعروتين الربيعية والخريفية)إذ أعطى التركيز 100 ملغم . لتر-1 برولين أعلى القيم لجميع الصفات قيد الدراسة ، من ناحية أُخرى أعطى المستوى 0 ملغم . لتر-1 برولين اقلها ، بينما أعطى التركيز 50 و150ملغم .لتر-1 برولين قيماً وسطاً لجميع الصفات المدروسة .
  3. أعطت معاملة 100% سعة حقلية أعلى القيم لجميع الصفات قيد الدراسة باستثناء( تركيز النتروجين والبوتاسيوم(%) للجذور والأوراق، محتوى النتروجين والبوتاسيوم (ملغم .نبات-1 ) للمجموعين الجذري والخضري ، معدل امتصاص ونقل البوتاسيوم ) للعروتين الربيعية والخريفية ، بينما أعطت معاملة 50% سعة حقلية اقل القيم ماعدا( تركيز النتروجين و البوتاسيوم (%) للجذور والأوراق ، محتوى النتروجين و البوتاسيوم (ملغم .نبات-1 ) للمجموعين الجذري والخضري ، معدل امتصاص ونقل البوتاسيوم ) للعروتين الربيعية والخريفية . ومما تجدر الإشارة إليه إن تأثير السعة الحقلية لم يكن معنويا في تركيز الكالسيوم (%) في الجذور والأوراق للعروتين الربيعية والخريفية ، وتركيز المغنيسيوم (%) في الأوراق للعروة الخريفية.
  4. أثرت التداخلات الثنائية والثلاثية معنويا في اغلب الصفات قيد الدراسة .
  5. تضمنت الدراسة الجزيئية عزل الحامض النووي الدنا (DNA) من الأوراق الجافة للذرة الصفراء حيث تم الحصول على كمية من الدنا تراوحت بين 150- 290 نانوغرام.مايكروليتر وبنقاوة 1.8- 1.9 ، تم تنفيذ التضاعف العشوائي المتعدد الأشكال لسلسلة الدنا Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) لتحضير البصمة الوراثية للتراكيب الوراثية الثلاثة تحت الدراسة ، وتم الكشف عن التباينات بين القطع المتضاعفة لكل صنف بعد ترحيل نواتج التضاعف للعينات على هلام الاكاروز وتصبيغها ببروميد الاثيديوم . تم اختيار 6 بوادئ وهي (OPA-09،OPA-11،OPA-13،OPC-12،OPD-20 ،OPN-16) ، اظهرت البوادئ نواتج تضاعف متباينة بين التراكيب الوراثية . وكانت اقل قيمة للتباعد الوراثي هي(0.4103) بين التركيبين الوراثيين 5018 و بغداد3 ، بينما أعلى قيمة للتباعد الوراثي هي(0.7932)  بين التركيبين الوراثيين سرور و 5018 . كشف تحليل النتائج التي تم الحصول عليها من البعد الوراثي وشجرة العلاقة الوراثية إن التراكيب الوراثية قيد الدراسة توزعت على مجموعتين رئيسيتين : مجموعة تحتوي على التركيبين الوراثيين 5018 وبغداد3 ، ومجموعة تحتوي على التركيب الوراثي سرور.

The Tolerance of maize ( Zea mays L. ) Genotypes to the Water Stress under Proline Influence

       This study was conducted in a private field at Albargah district (30Kms) northern east of Karbala city during spring and fall of 2012 growing season using plastic pots . The goal was assess the effect of water stress , foliar application of proline and their interactions on characteristics morphological, physiological and nutritional status of three genotypes of maize namely : Serour , 5018 , and Baghdad-3.The characteristics included root’s volume, root’s length, root’s diameter,  root’s dry weight, plant height, leaves number, leaf area, shoot dry weight, root/shoot ratio, absolute and relative growth rates and content of chlorophyll and proline in the leaves. The nutritional status included, the concentration, the contents and the rates of absorption and transport of N,P,K,Ca and Mg .In addition to the molecular study which included the technique of Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) DNA .

 A Factional experiment within Completely Randomized Design (C.R.D.) was adopted i.e. three genotypes of maize namely: Serour , 5018 , and Baghdad-3, proline (0, 50,100 and 150) mg . L-1  and two levels of field capacity (50 and 100) % with three replicates in a total of 72 experimental units .Means were compared using the least significant difference (LSD) at 0.05 probability level. Results could be summarized as follow:

  • Genotypes significantly differed in the studied traits .The cultivar 5018 gave the highest values of root’s volume, root’s length, root’s diameter, root’s dry weight, plant height, and  root/shoot ratio for spring and fall cultivations .The same cultivar gave higher values of P% , Ca% , Mg%  in roots and the content of N , P,K,Ca and Mg in roots , rates of absorption and transport of N,P and Ca in spring and fall cultivations .Leaves P% , Ca% and Mg % , leaves Mg content and absorption and transport of Mg in fall cultivation . On the other hand , Serour  cultivar give higher values of leaves number, leaf area, shoot dry weight, absolute and relative growth rates , content of chlorophyll and N% in root in spring and fall cultivation . P% in leaves in fall cultivation , leaves K% in both cultivation ,content of N , P , K and Ca of shoot in both cultivations , shoot’s Mg content of shoot in fall cultivation , content of N , P , K and Ca of shoot in both cultivation and Mg content of shoot in fall cultivations . Baghdad-3 cultivar give higher values of  proline content , Mg%  in roots  in both cultivations , shoot  Mg%  in  fall cultivations , absorption and transport rates of K in fall cultivation , transport rate of Ca in spring and fall cultivations and absorption and transport rates of Mg in fall cultivation .
  • Apart from Ca% of root in spring and fall cultivation, the proline markedly influenced all the rest traits where 100 mg . L-1 proline gave the highest values compared to control treatment (i.e. 0 proline) that gave the lowest values. The proline at 50 and 150 mg. L-1 gave intermediate values for all studied traits.

3- Apart from some cases , 100% field capacity treatment gave higher values of  most studied parameters . The field capacity of 50% gave higher values of N% and  K%  in roots and leaves , the content of N and K of roots and shoots and rates of absorption and transport rates of K in spring and fall cultivations . On the other hand , there was no  effect of field capacity on Ca% of  roots and shoots in spring and fall cultivation and Mg% of roots in spring  cultivations .

4- Bi and Tri interactions effect was profound on most studied characteristics.

5- Through molecular study that including isolation of DNA in leaves of maize  , a quantity of DNA ranging between 150-290 nano-gram / μl with 1.8-1.9 purity was obtained . The differentiation of (RAPD) DNA was analyzed in order to prepare the finger print of maize genotypes . Six primers were tested (OPA-09 , OPA-11 , OPA-13 , OPC-12 , OPD-20 and  OPN-16) . The primers revealed different multiplication products between genotypes .The least value of genetic distance was 0.4103 between 5018 and Baghdad-3genotypes , while the highest value of genetic distance was 0.7932 between Serour and 5018 genotypes .Data analysis revealed that these genotypes are divided into two  main groups namely : group included 5018 and Baghdad-3 genotypes , and group included Serour genotype only .