پایان نامه بررسی قابلیت ترکیب‌ پذیری عمومی و خصوصی برای صفت عملکرد در ده ایزوله خالص هموکاریون قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید (Agaricus bisporus)

پایان نامه کارشناسی مهندسی برق

چکیده

در بین قارچ های خوراکی، قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید رایج‌ترین قارچی است که در سراسر جهان کشت می‌شود. کشت این قارچ نخستین بار در قرن هفدهم میلادی در فرانسه شروع شد ولی تاکنون نسبت به گیاهان زراعی تلاشهای کمتری در مورد اصلاح آن صورت گرفته است. در حال حاضر حدود 38% کل تولید قارچهای خوراکی دنیا، به قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید اختصاص داده شده است.

علیرغم اهمیت اقتصادی زیاد و تولید وسیع جهانی قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید، برنامه‌های اصلاحی این قارچ به علل زیر با مشکلات زیادی روبرو بوده است. نخست این که بیشتر بازیدیوسپورهای این قارچ حاوی دو هسته هاپلوئید متفاوت و سازگار از نظر جنسی می‌باشد که پس از تندش تشکیل یک میسلیوم هتروکاریوتیکی بارور می‌دهد و تنها  درصد اندکی از بازیدیوسپورها تک هسته‌ای (یا با دو هسته مشابه) بوده و قابلیت انجام دو رگ‌گیری را دارند. دوم این که اختلاف فنوتیپی قابل مشاهده‌ای بین میسلیوم‌های هموکاریون و هتروکاریون وجود ندارد و در نهایت آن که تندش اسپور به عنوان اولین گام در یک برنامه اصلاحی بسیار ضعیف و ناهماهنگ است و غالباً با آلودگی‌های باکتریایی همراه می‌باشد. با وجود مشکلات فوق و پیشرفت‌هایی که در اصلاح این قارچ صورت گرفته است. روشهای بهبود نژادی در این قارچ عبارتند از: وارد کردن نژادهای مرغوب، جمع‌آوری ژرم پلاسمهای وحشی، گزینش درون نژادی، دورگ‌گیری و مهندسی ژنتیک. در حال حاضر مهم‌ترین برنامه اصلاحی این قارچ براساس دو رگ‌گیری  هدفمند در بین هموکاریون‌ها می‌باشد. در روش دو رگ‌گیری، هدف آن است که به یک نژاد با شاخص‌های ژنتیکی مطلوب والدین و در نهایت بهبود صفات کمی و کیفی دست یافت. در این تحقیق ده جدایه هموکاریون مختلف که مورد تأیید قرار گرفته است، با انجام تلاقی دای‌آلل در بین آنها، سعی در گرد‌آوری ژن‌های مطلوب نژادهای مزبور در یک نژاد جدید دو رگ و بهبود ژنتیکی برای صفت عملکرد نموده‌ایم. نتایج مربوط به دورگ‌گیری نشان می‌دهد، وقوع پدیده‌هایی همچون اثر متقابل میسلیومی در محل انجام تلاقی، تغییر سرعت رشد و ریخت‌ پرگنه دو رگ نسبت به جفت هموکاریون‌ها، می‌تواند به عنوان معیارهایی جهت انتخاب هیف از محل تلاقی در نظر گرفته شود. در زمان رشد دو رگ‌ها در محیط کشت PDA، قطر پرگنه، تیپ رشدی پرگنه یادداشت برداری شد. دو‌رگ‌های حاصله جهت تأیید، به آزمون میوه‌دهی برده شد که با استفاده از طرح بلوک کامل تصادفی با دو تکرار مورد آزمون عملکرد قرار گرفتند. در طی این مرحله خصوصیاتی نظیر زمان پر کردن اسپاون، میزان عملکرد، وزن تک میوه اندازه‌گیری شد. سپس با انجام تجزیه دای‌آلل، قابلیت ترکیب‌پذیری عمومی و خصوصی اندازه‌‌گیری گردید و بهترین جدایه هموکاریون (A15-8) و بهترین دو رگ  (130-7 A 15-6  ) مشخص شد. همچنین با بدست آوردن نسبت واریانس ترکیب‌پذیری عمومی به خصوصی، اهمیت هر یک از اثرات افزایشی و غالبیت در کنترل صفت عملکرد تعیین شد. بطوریکه این نسبت، معنی‌دار نبود که دلالت بر عمل غالبیت ژنها دارد یعنی صفت عملکرد توسط عمل غالبیت ژنها کنترل شده است. جدول تجزیه واریانس نشان داد که اثر بلوک بی‌معنی است. همچنین ضریب تغییرات آزمایش حدود 5/12% بود و نشان می‌داد که آزمایش دارای دقت بالایی است. نتایج سرعت رشد پرگنه نشان داد که سرعت رشد میسلیوم هموکاریون بسیار کمتر از میسلیوم دو رگ است. همچنین بین قطر پرگنه و عملکرد همبستگی مثبت وجود دارد. نتایج حاصل از تجزیه دای‌الل نشان می‌دهد که می‌توان بهترین دو رگ‌ها و برترین جدایه‌های آمیزشی را جهت تسریع برنامه‌های اصلاحی بعدی معرفی نمود. 

امروزه تأمین غذا و بویژه پروتئین در کشورهای در حال توسعه به یکی از مسائل بنیادی تبدیل شده است. پروتئین مورد نیاز انسان از دو منبع اساسی شامل منابع حیوانی و دیگری منابع گیاهی قابل تأمین است. پروتئین گیاهی شامل حبوبات، غلات و میوه‌جات و سبزیجات است و پروتئین حیوانی عمدتاً شامل گوشت دامها، طیور، آبزیان و فراورده‌های لبنی و دامی می‌باشد. در ایران، کمبود میزان بارش سالیانه، تخریب اراضی کشاورزی، جنگلها و مراتع، آلودگی بیش از حد منابع آبی، عدم استفاده صحیح و اصولی از نهاده‌های زراعی و مهمتر از همه سوء مدیریت، باعث مشکلات زیادی در تأمین پروتئین شده است. هم اکنون کشور ما بیش از 65 میلیون جمعیت دارد و پیش‌بینی می‌شود تا سال 1400 هجری شمسی این رقم به80 میلیون نفر برسد. با افزایش روزافزون جمعیت و تغییر الگوی مصرف مقدار غذای سرانه و مصرف کل غذا افزایش خواهد یافت. با توجه به مشکلات فوق، در آینده یکی از بحرانی‌ترین مسائل کشور ما، مسئله تأمین پروتئین خواهد بود. در این میان تولید و پرورش قارچ خوراکی از چند نظر حائز اهمیت است، که عبارتند از:

1 تأثیر اندک شرایط محیطی و آب و هوایی بر پرورش قارچ خوراکی:

قارچ خوراکی در بیشتر مناطق آب و هوایی کشور بدون تجهیزات و امکانات ویژه قابل پرورش است. زیرا تولید و پرورش آن در مکان‌های کنترل شده و سربسته صورت می‌گیرد. همچنین پرورش قارچ از لحاظ صرفه‌جویی در استفاده از زمین، قابل توجه می‌باشد.

2 صرفه اقتصادی:

برای تولید و پرورش قارچ خوراکی از بقایای گیاهی محصولات کشاورزی از قبیل کاه و کلش و سایر مواد زاید گیاهی استفاده می‌شود و نیز کمپوست مصرف شده در پرورش قارچ، می‌تواند به عنوان کود آلی مرغوب در باغها و مراتع مورد استفاده قرار گیرد. از سوی دیگر تهیه منابع پروتئینی دیگر، در مقایسه با قارچ، هزینه بشتری دارد.

3 ارزش غذایی:

قارچ خوراکی با میزان پروتئین 3025 درصدی هم‌ردیف حبوبات و بالاتر از سبزیجات و میوه‌ها قرار دارد. همچنین هضم 8070 درصدی پروتئین قارچ حائز اهمیت است و میزان کربوهیدرات‌ها و کلسترول در آن پایین است. به دلیلی پایین بودن کالری در قارچ یک رژیم غذایی مناسب برای لاغری است. قارچ‌های خوراکی دارای ترکیبات ضدسرطان نیز می‌باشند. با مصرف قارچ‌های خوراکی می‌توان ویتامین‌های C,E,K,D,A و گروه (B6, B2, B1) B و املاح معدنی مانند پتاسیم، کلسیم، فسفر و مقادیری آهن مورد نیاز بدن را تأمین کرد. برخی از اسیدهای آمینه در قارچ‌ خوراکی شامل لیزین، تریپتوفان، تریپسین و اسید فولیک می‌باشد (محمدی گل تپه، 1379).

همچنین مقایسه برخی از اسیدآمینه‌های موجود در قارچ خوراکی تکمه‌ای سفید با تخم‌مرغ، که یک منبع غذایی غنی از پروتئین می‌باشد، در جدول 2 آمده است (چنگ و مایلز، 1989)[1].

Among edible mushrooms, the button mushroom Agaricus bisporus, is the most important cultivated mushroom in the world. Although this mushroom was first cultured in the 17th century by French growers, but compared with other crops, few efforts have been devoted on its breeding. Nowadays the world production rate of this mushroom is about 38% of total production of commercial edible mushrooms. Although the button mushroom is of importance in commerce, its breeding programes face to lots of problems. Firstly majority basidiospores of

 A. bisporus contain two non-daughter haploid nuclei. Each basidiospore can germinate into a heterokaryotic mycellium while minority basidiospore are mono-nucleus which may cross with another mycellium. The lack of any morphological marker which can distingush homokaryons from heterokaryons is another problem, and finally basidiospore germination process is weak and at risk with bacterial contamination.

The breeding methods of Agaricus bisporus include: Introduction desirable strains, collection wild germplasms, Intra specific hybridization, cross- breeding and Genetic engineering. The main breeding method in A.bisporus is based on the cross-breeding among compatible homokaryons. In this way the main goal is to access to a strain with favourable genetic index and to improve qualitative and quantitative traits. In this study ten different homokaryotic isolates were selected. Diallel crosses among homokaryotic isolates were accomplished and we tried togather favourable gens of corresponding homokaryons in the new hybrid strains. our finall aim was to improve for the yield trait. The results of hybridization showed that the morphological interaction in the Junction zone of hyphea, the change of growth rate and colony morphology can be considered as three criterions for selecting. During the hybrids growth in PDA Medium, colony radial growth rate and colony type were carefully examined. There were 45 hybrids. The hybrids were subjected to fruity test for verifying, in a Randomized complete block design (RCBD) with two replications. During the fruity test, growth rate in spawn, yield and weight of single fruit were measured. Then the general combining ability (G.C.A) and the specific combining ability (S.C.A) were measured through Diallel analysis. The best homokaryotic isolate (A15-8) and the best hybrid (A 15-6 × 130-7) were selected. The ratio of G.C.A variance to S.C.A variance was non-significant, that meaned yield trait is controled by dominant action. ANOVA table showed block effect was non-significant. coefficient of variation (C.V=12.5%) showed the test has very high precision. The results of speed of colony growth showed speed of homokaryotic mycellium growth was lower than heterokaryotic mycellium. There was a possitive correlation between colony radial growth and yield.