2-13-2. اندازه‌گيري فواصل و تشابهات ژنتيكي49
2-13-3. روش‌هاي آماري براي تجزيه و تحليل تنوع ژنتيكي50
2-13-4. تجزيه خوشه‌اي50
2-13-5. ضريب همبستگي كوفنتيكي51
2-13-6. تجزيه به مؤلفههاي اصلي51
2-14. مروري بر تحقيقات پيشين52
فصل سوم……………………………………………………………………………………………………………………………………………………57
روش شناسي تحقيق57
3-1. تهيه نمونه گياهي57
3-2. استخراج DNA57
3-3. تعيين كيفيت نمونههاي DNA59
3-4. تعيين كميت نمونه‌هاي DNA60
3-5. تنظيم غلظت نمونه‌هاي DNA 60
3-6. انتخاب آغازگرها60
3-7. انجام واكنش‌هاي زنجيره‌اي پليمراز60
3-8. الكتروفورز فراورده‌هاي PCR62
3-9. تجزيه و تحليل‌هاي آماري62
فصل چهارم64
تجزيه و تحليل دادهها64
4-1. تعيين كميت و كيفيت DNA ژنومي64
4-2. واكنش زنجيره‌ي پليمراز65
4-3. تجزيه باندهاي ايجاد شده66
4-3-1. بررسي محتواي اطلاعاتي به دست آمده67
4-4. تجزيه خوشه‌اي72
فصل پنجم74
بحث و نتيجهگيري74
5-1. استخراج DNA74
5-2. واکنش زنجيره پليمراز………………………………………………………………………………………………………………………..75

5-2-1. بهينه سازي مواد به کار رفته در پي سي آر………………………………………………………………………………………………75
5-2-2. بهينه سازي شرايط پي سي آر…………………………………………………………………………………………………………..75
5-3. پيشنهادات76
منابع78
پيوست82
چکيده انگليسي84
بررسي تنوع ژنتيکي بنفشه آفريقايي(Saintpauli ionantha) با استفاده از مارکر مولکولي RAPD

چکيده
تنوع ژنتيكي و ارزيابي ارقام مطرح بنفشهي آفريقايي(Saintpauli ionantha) در سطح مولكولي با استفاده از نشانگر RAPD انجام شد. به منظور استخراج DNAاز روش تغيير يافته Doyle and Doyle استفاده شد و در گام بعد 6 ژنوتيپ با 15 آغازگر مورد بررسي قرار گرفتند. از 15 آغازگر مورد بررسي روي DNA ژنومي 311 باند توليد شد که 290 باند پلي مورفيسم داشتند. آغازگر I، کمترين باند و آغازگر G بيشترين باند را توليد کرد. اندازهي قطعات DNA توليد شده بين 200 بيس باز تا 4000 بيس باز بود. ميانگين قدرت تفكيك نيز 79/0 بود. باندهاي توليد شده براي آناليزهاي استاتيک مورد استفاده قرار گرفتند. براي رسم درخت فيلوژنيک از نرم افزار UPGMA استفاده شد. تشابه ژنتيکي بين 57/0 تا 72/0 است. و ضريب جاکارد بين دندروگرام و ماتريس تشابه 78/0 به دست آمد که نشان دهنده برازش مناسب دندروگرام به ماتريس تشابه بوده است. نتايج به دست آمده نشان ميدهد که نشانگر مولکولي RAPD ابزاري سودمند براي بررسي پراکندگي ژنتيکي و ارتباطات خانوادگي بين واريتههاي بنفشهي آفريقايي است.
کلمات کليدي: بنفشهي آفريقايي، مارکر مولکولي، تنوع ژنتيکي، آناليزهاي استاتيک، درخت فيلوژني

فصل اول
کليات تحقيق
جمعيت جهان در قرن 21 از مرز 6 ميليارد نفر كنوني گذشته و به بيش از 10 ميليارد نفر خواهد رسيد. يكي از معايب اين افزايش جمعيت استفاده بيرويه از منابع طبيعي در جهت افزايش توليدات كشاورزي مي‌باشد. در بسياري از اين موارد، اين افزايش توليد با تخريب منابع زيستي و فرسايش شديد ذخاير توارثي همراه بوده است. حفاظت و استفاده از منابع ژنتيكي گياهي براي بقاء و بهبود توليدات زراعي ضروري مي‌باشد و به عنوان نياز اساسي در توسعه پايدار، خلق واريتههاي جديد، و كاهش فقر محسوب مي‌شود.
تنوع، مبناي همه گزينشها است و انتخاب ژنوتيپي نيز نيازمند تنوع است. با بالا رفتن تنوع ژنتيكي در يك جامعه، حدود انتخاب هم در طبيعت و هم بهطور مصنوعي وسيع مي‌شود. با توجه به رابطه مثبت بين ميزان تنوع ژنتيكي و مقدار وقوع تغييرات تكاملي در آن، رابطه مشابهي نيز بين كارايي بهبود ژنتيكي اصلاح يك جامعه و تنوع ژنتيكي براي صفت مورد علاقه موجود است. تمايل به حذف تنوع ژنتيكي در تودههاي بومي اوليه، واريتههاي سازگار به نيازهاي غير قابل پيش بيني آينده را به خطر مياندازد.
بنابراين حفظ و نگهداري ذخاير توارثي ضروري مي‌باشد. بهطور كلي يكي از اولين قدمها در يك برنامه به نژادي موفق، تشخيص صحيح ژنوتيپ‌هاي مطلوب است، كه براي صحيح عمل نمودن دراين راستا به نكات خاصي بايد توجه نمود. اثرات متقابل ژنوتيپ و محيط، اتخاذ روش صحيح گزينش، و استفاده از نشانگرهاي مولكولي مناسب براي تشخيص ژنوتيپها تو صيه مي‌گردد (صالحي، 1378).
براي بررسي تنوع ژنتيكي، نشانگرهاي مختلفي وجود دارد که شامل نشانگرهاي فيزيولوژيكي، بيوشيميايي، و مولكولي ميباشد.از معايب نشانگرهاي فيزيولوژيكي اين است كه در بيشتر موارد تحت تأثير محيط قرار دارند و گاهي براي مشاهده و ثبت آنها بايد منتظر ظهور آنها ماند كه در مورد گياهان چند ساله بسيار مشكل مي‌نمايد. علاوه براين تعداد نشانگرهاي مورفولوژيكي كم مي‌باشد.
نشانگرهاي پروتئيني نيز معايب مخصوص خود را دارا مي‌باشند؛ با توجه به اينكه روشهاي رنگ آميزي پروتئينها در مورد آيزوزايمها چندان زياد نيست، تعداد آيزوزايمها قابل ثبت و مشاهده كه ميتوان از آنها به عنوان نشانگر استفاده نمود، به صد نمي‌رسد كه اين محدوديت از عمده ترين معايب آنها است و موجب كاهش كارايي آنها مي‌گردد. از نكات منفي ديگر اين نشانگرها، محدوديت تنوع ژنتيكي قابل ثبت در آيزوزايم ها است. به عبارت ديگر آيزوزايمها نه تنها كم هستند، بلكه چند شكلي و تفاوت قابل ثبت نيز در آنها چندان زياد نيست. لذا با توجه به معايب نشانگرهاي مورفولوژيكي و پروتئيني بهتر است از نشانگرهاي مولكولي استفاده كرد، زيرا در آنها دقت بالا بوده و كمتر تحت تأثير شرايط محيطي و غيره قرار ميگيرند (قرهياضي، 1377).
روشهاي مختلف انگشت نگاري دي ان اي1 اغلب به دلايل ذيل با هم تفاوت دارند:
1- پيچيدگي روشهاي مورد استفاده
2- مقادير دي ان اي ژنومي
3- نياز به اطلاع از توالي ژنومي
4- قدرت تحليل و تعيين وابستگي ژنومي
5- مقدار هزينه
6- وسعت كاربرد
در اين بين نشانگر رپيد2 در بررسي تنوع ژنتيكي بين ارقام زراعي، طبقه بندي آنها و نيز تهيه نقشه‌هاي پيوستگي و آناليز ژرم پلاسم كاربرد وسيعي پيدا كرده است (اهم و مکنزي، 1992)3.
نشانگرهاي رپيد به وسيله تكثير تصادفي قطعات دي ان اي4 ژنومي با آغازگرهاي منفرد 10 نوكلئوتيدي همراه با توالي‌هاي اختياري بهدست مي‌آيند و مزاياي فراواني نسبت به ساير نشانگرها دارند از جمله ميتوان به ميزان هزينه و كار كمتر، نياز كمتر به تكنولوژي پيشرفته، نامحدود بودن تعداد، امكان بررسي همزمان چندين لوكوس در ژنوم نمونه‌ها، تجزيه و تحليل سريع و آسان تعداد زيادي از نمونهها، و عدم استفاده از مواد خطرناك راديواكتيو اشاره كرد (كياني و همكاران، 1381).
از كاربردهاي رپيد مي‌توان به موارد ذيل اشاره کرد(كياني و همكاران، 1381):
1) تعيين جنسيت
2) توليد آغازگرهاي اختصاصي واکنش زنجيره پليمراز براي ژنومهاي ناشناخته
3) تجزيه و تحليل كمي نمونههاي زيستي مختلف
4) بررسي روند تكامل و ردهبندي موجودات
5) تجزيه تحليل ژرمپلاسم‌ها
6) تعيين قرابت و يا فاصله ژنتيكي گونه‌ها
با وجود صنعتي شدن کشورها و استرسهاي ايجاد شده، داشتن محيطي آرام و زيبا يکي از ضروريات بوده است که گلها ميتوانند بخشي از اين آرامش را به جامعه انساني هديه دهند.
بنفشهي آفريقايي بهعنوان عروس گلهاي آپارتماني در اروپا مطرح است که نقش بهسزايي در فراهم آوردن محيطي آرام و زيبا بازي ميکند. بنفشهي آفريقايي با نام علمي Saintpaulia ionantha(نام ionantha نيز در زبان يوناني به معناي شبيه بنفشه است) و با نام عمومي African violet، متعلق به خانوادهي ژسنارياسه ميباشد و بايد گفت که در حال حاضر حدود بيست گونه از آن شناخته شده است.
بنفشه آفريقايي در سال 1892 ميلادي در آفريقاي شرقي توسط بارون والتر فونت سنت پل کشف گرديد. او به افتخار نام خانوادگي خود که براي اولين بار اين گياه را کشف نموده بود آن را سنت پوليا نام گذاري کرد. اين گياه در کشور آلمان به نام بنفشه اوزامبارا نيز معروف ميباشد .آب و هواي حارهاي شرايط مناسبي براي رشد اين گياه ميباشد (ايستوود، 1998)5. اين گياه بومي نقاط گرمسيري آفريقايي جنوبي است و از لحاظ کرموزومي اين گياه ديپلوئيد بوده و بهصورت 2n=30 است (ميرانتو، 2005) .6
بنفشهي آفريقايي گياهي نهاندانه بوده و بذرهاي آن در تخمدان گل محفوظ ميماند. اين گياه دولپهي بوده، جام گل بهطور معمول دو لپه يعني به دو دسته گلبرگهاي بالا و پايين تقسيم ميشود. هر يک از گلها داراي دو تا چهار بساک مسئول توليد گرده بوده که به انتهاي گل متصل است و نزديک تخمدان قرار دارد. ساقه که گلها را بر روي خود نگه ميدارد از دو قسمت اصلي و فرعي تشکيل ميگردد.
رنگ بنفش گل اين گياه در يک دوره گلدهي ممکن است بهصورت تيره و يا روشن درآيد و در دورهي ديگر به دليل نوسانات اسيدي يا قليايي بودن خاک، اثر آبياري و يا کوددهي تبديل به ارغواني شود. سبزي برگ بنفشه آفريقايي، گاهي بهصورت دو رنگ نمايان ميشود که علت آن وجود رنگدانههاي کلروفيل، کاروتن و آنتوسيانين است که در هر سلول برگ وجود دارد. دليل ابلق بودن برگ در اين گياه نبود کلروفيل در قسمتي از برگ ميباشد. گياهان با برگهاي ابلق بهطور عموم گياهان ضعيفتري هستند و احتياج به مراقبت و توجه بيشتري دارند. رعايت بعضي نکات پرورشي مانند هواي به نسبت خنک، نور کم و استفاده از کود بدون نيتروژن باعث بروز برگهاي ابلق ميگردد.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

به طور کلي اين گياه به دو شکل رشد ميکند:
1- رشد گياه با برگهاي متقارن و مشابه گل رز که شکل رايج رشد است.
2- رشد گياه که به صورت رونده که اغلب براي قرار دادن در گلدانهاي آويز بسيار مناسب است (چارلز، 1998)7.
اولين جشنوارهي بنفشهي آفريقايي در 1946 ميلادي در آتلانتاي گرجستان برگزار شد. شهرت اين گياه در حدي است که پليس آتلانتا براي کنترل ترافيک از آن استفاده کرد. انجمن بنفشهي آفريقايي چندي بعد در آمريکا برپا شد و امروزه در بسياري از کشورهاي مدرن ميتوان آنرا مشاهده کرد (کامپر، 2002)8.
1-1. اهداف اصلاحي در بنفشه آفريقايي
اهداف اصلاحي هر محصولي بسته به نياز هر منطقه متفاوت مي‌باشد. بهطور خلاصه مي‌توان اهداف اصلاحي هر محصول را به چهار گروه شامل عملكرد به تنهايي، كيفيت بذر، مقاومت به آفات و بيماريها و اصلاح خصوصيات زراعي تقسيم بندي نمود. براي انجام موفقيت آميز اصلاح يك گياه زراعي اولين كار يافتن تنوع ژنتيكي مطلوب مي‌باشد (عزيزي وهمكارن، 1378).
الف) اصلاح براي صفات زراعي و عملكرد
اصلاح در جهت افزايش عملكرد از مهمترين اهداف اصلاحي در گياهان مي‌باشد که در اين گياه ماندگاري بالا و گلدهي به موقع داراي ارزش است. به نژادگر در اين خصوصي از روشهاي متفاوتي استفاده مي‌نمايد. لذا، يكي از روشهاي اصلاحي در اين زمينه تعيين والدين مطلوب براي بهرهگيري بيشتر از هتروزيس مي‌باشد.
ب) اصلاح براي مقاومت به بيماريها و آفات
برخي از بيماريها و آفات در بنفشه آفريقايي مشكلاتي را ايجاد ميکند. ابتدا يافتن منابع مقاومت به بيماري و راههاي مؤثر بهگزيني ژنوتيپهاي مقاوم است. صفت مورد نظر سپس بايستي به يك رقم يا هيبريد منتقل شود.
1-2. تنوع ژنتيكي و ضرورت شناخت آن
يكي از پيآمدهاي اجتناب ناپذير كشاورزي مدرن كه مبتني بر استفاده از واريته‌هاي اصلاح شده با حداكثر عملكرد و كيفيت قابل قبول مي‌باشد، كاهش تنوع ذخائر ژنتيكي بوده است. اگر چه تخمين اين كاهش تنوع ژنتيكي مشكل و يا غيرممكن مي‌نمايد؛ اما در اينكه به دليل فرسايش ژنتيكي تعداد بسياري از ژنهاي مفيد از دست رفته‌اند و ذخائر ژنتيكي با سرعت فزاينده‌اي كاهش يافته‌اند و محصولات زراعي عمده در معرض تهديد روزافزون شرايط محيطي نامناسب و تنش‌هاي زيستي و غيرزيستي قرار گرفته‌اند، ترديدي نيست. بنابراين امروزه آگاهي از تنوع ژنتيكي و مديريت منابع ژنتيكي به عنوان اجزاء مهم پروژه هاي اصلاح نباتات تلقي مي‌گردند (قرهياضي، 1374).
واژه‌ي منابع ژنتيكي عبارت است از تنوع ژنتيكي در هر موجود بيولوژيكي، ولي در مفهوم محدودتر تنوع ژنتيكي موجود در گياهان زراعي اهلي و گونه‌هاي وحشي وابسته به آنها را در بر ميگيرد.
تنوع ژنتيكي ناشي از 1) نوتركيبي ژنها 2) تغيير در تعداد و ساختمان كروموزومها و 3) جهش مي‌باشد.
تكامل طبيعي گياهان در حقيقت حاصل انتخاب طبيعي از درون جوامعي است كه داراي تنوع ژنتيكي مي‌باشد كه حاصل آن غربال ژنوتيپ‌هاي متنوع حاصل از جهش، مهاجرت و نوتركيبي بود. اصلاحگران نيز انواع گياهان مورد نياز خود را با انتخاب از جوامعي كه حاوي تنوع ژنتيكي هستند جدا كرده و پرورش مي‌دهند (قره ياضي، 1374).
مديريت تنوع طبيعي موجود در ارقام اهلي و خويشاوندان وحشي يك گونه گياهي در انجام يك برنامة موثر بهمنظور اصلاح گياه زراعي بسيار مهم است. استفاده از تنوع طبيعي به چند دليل اهميت داردکه يکي از آنها يكنواختي ژنتيكي در گياهان زراعي نامطلوب مي‌باشد؛ چون گياهاني توليد مي‌شوند كه نسبت به عوامل زنده و غير زنده محيطي آسيب پذيرند و اين باعث كاهش عملكرد مي‌شود. بسياري از خويشاوندان وحشي گياهان زراعي حاوي ژنهايي مي‌باشند كه باعث ايجاد مقاومت به استرس‌هاي غير زنده مانند خشكي، سرما، و شوري مي‌شوند. بنابراين مي‌توان اين ژنها را به واريته‌هاي تجاري منتقل كرد و از كاهش شديد عملكرد جلوگيري نمود. قدم اول در اصلاح خصوصيات گياهي، فهم از ساختار كلكسيون ژرم پلاسم است كه امكان اين موضوع به نوبه خود نمونه گيري غير تصادفي ژرم پلاسم را براي مقاصد اصلاحي و حفاظتي، امكان پذيرمي‌سازد
در سطح گونه، شناسايي واحدهاي طبقهبندي و تعيين يكنواختي گونه، اطلاعاتي را فراهم مي‌آورد كه مي‌توان از آن در مطالعات مربوط به حفاظت، سيستماتيك، اكولوژي و تكامل گونه استفاده كرد. در سطح جمعيت، تنوع‌هاي مصنوعي يا كشت شده را در نظر مي‌گيرند كه از جمله اين جمعيت‌ها مي‌توان توده‌ها، كلكسيون‌ها، لاين‌هاي ژرم پلاسم و اصلاحي را نام برد. مطالعه تنوع در ارتباط با جمعيت‌هاي طبيعي، اساس محافظت در محل، جنگل داري، اكولوژي، بيولوژي جمعيت و مطالعات رفتاري محسوب مي‌شود (سونيل، 1999)9.
1-3. روشهاي برآورد تنوع ژنتيكي
روش‌هاي مختلفي براي برآورد تنوع ژنتيكي در گونه‌هاي گياهي وجود دارد كه از آن جمله مي‌توان استفاده از صفات ظاهري، آيزوزايم ها، پروتئين‌هاي ذخيره‌اي و نشانگرهاي دي ان اي را نام برد. اما دو روش اصلي آن تجزيه و تحليل اطلاعات شجره نامه و انگشت نگاري دي ان اي مي‌باشد كه هر دو روش بهطور گسترده در برنامه‌هاي اصلاح گياهان زراعي، طبقه بندي ژرم پلاسم و تشخيص گروه‌هاي هيبريد مورد استفاده قرار گرفته‌اند ‌(هانگتراکول و همکاران، 1997)10. در گياهان زراعي خود گرده افشان كه شجره‌نامهي آنها مشخص است، ضريب همتباري مي‌تواند بهعنوان يك وسيله ارزان در تخمين تنوع ژنتيكي مورد استفاده باشد. همتباري احتمال شناسايي يك آلل ويژه بين دو ژنوتيپ به كمك انتخاب مي‌باشد. اين ضريب تخمين تئوري از تنوع و روابط ژنتيكي بين ارقام، براساس فرض برابر بودن سهم دو والد مي‌باشد. برآورد تنوع براساس شجره‌نامه باعث مي‌شود كه تنوع ژنتيكي موجود در خزانه ژني، به دليل فرضيات (رانده شدن ژنتيكي، فشار انتخابي و ارتباط اجدادي بدون شجره‌نامه شناخته شده) بيش از حد واقعي، برآورد شود. اما نشانگرهاي دي ان اي امكان شناسايي مستقيم تنوع توالي ژنومي را در بين ارقام بهوجود مي‌آورند كه در نتيجه مي‌توانند در تكميل اطلاعات شجره‌نامه مورد استفاده قرار گيرند (سليماني و همکاران، 2002)11. يك برنامه نرم افزار كامپيوتري بهنام Supergene را بوتين و همكارانش در سال 1995 طراحي كردهاند كه اطلاعات حاصل از نشانگرهاي ملكولي را جهت ساخت تصاوير گرافيك مورد استفاده قرار مي‌دهد و شرحي مصور از شجره نامه بهوجود مي‌آورد. تصاوير گرافيكي گروه‌هاي لينكاژي، مي‌توانند تخميني دقيق از تعداد مكان‌هاي ژني و قطعات كروموزومي هر يك از والدين يك فرد را برآورد نمايند و در نتيجه رقمي از گروه‌هاي لينكاژي كه از اين والدين بهوجود مي‌آيد را ميتوان از اين طريق پيشگويي كرد (سونيل، 1999).
1-3-1. برآورد تنوع ژنتيكي با استفاده از نشانگرهاي دي ان اي
در قسمت قبل گفته شد كه يكي از روش‌هاي برآورد تنوع ژنتيكي، استفاده از نشانگرهاي ملكولي مي‌باشد. تنوع ژنتيكي مبتني بر اين روش مي‌تواند در مطالعات مربوط به تنوع زيستي، شناسايي واريتهاي و آناليز فيلوژني، اكولوژي گياهي، و در تجزيه و تحليل جمعيت‌هاي بيماريزا مورد استفاده قرار گيرد (سونيل، 1999). نشانگر ملكولي در سطح گونه مي‌تواند اطلاعاتي را فراهم آورده كه توصيف ويژگي گونه و طبقه بندي را مطابق با تعداد خويشاوندان نزديك و موقعيت فيلوژنتيكي آنها در برگيرد. مطالعات در سطح جمعيت نشان مي‌دهد كه نشانگرهاي دي ان اي كارايي زيادي در تشخيص تنوع در اين سطح دارند و اطلاعات زيادي را فراهم مي‌آورند. اين نشانگرها تعداد گروههاي ژنتيكي و تشابه بين آنها را مشخص مي‌سازند و در تخمين مقدار تنوع درون گروهها و روابط تكاملي آنها با خويشاوندان وحشي نيز مؤثر مي‌باشند. نشانگرهاي دي ان اي مي‌توانند اطلاعات مفيدي راجع به توزيع جمعيتهاي گونه‌هاي موردنظر، تشخيص جمعيت‌هاي متفاوت، تعيين مقدار واريانس ژنتيكي درون و بين جمعيت‌ها و جريان ژني مهاجرت فراهم آورند (سونيل، 1999).
تا كنون از اين نشانگرها در تعيين تنوع ژنتيكي و روابط خويشاوندي در چندين گونه گياهي استفاده شده است. تجزيه كلاستر جهت مطالعه ارتباطات در بين توده‌هايي كه بهشدت به هم نزديك هستند، بسيار مفيد است. چنين تجزيه و تحليل‌هايي در ايجاد بانك‌هاي ژن مركزي در مراكز بينالمللي مي‌تواند بسيار موثر باشد چرا كه اين مراكز در واقع مخزني از تنوع زيستي موجود براي هر گونه زراعي محسوب مي‌شوند (سونيل، 1999). پس از درك اهميت استفاده از نشانگرها، اطلاع از روش‌هاي مورد استفاده در پروژه‌هاي مولكولي و نوع نشانگرهاي موجود، امري ضروري است كه در فصل دوم به معرفي آنها مي‌پردازيم.
در سالهاي اخير نشانگرهاي مولكولي نگرش تازهاي در ارتباط با بنفشه آفريقايي ايجاد نموده است و هر نشانگر نشان داده است كه از نظر گياهشناسي گونه‌هاي جنس Saintpauli و جنسهاي خويشاوند آن نيازمند بازنگري است.

فصل دوم
ادبيات و پيشينه تحقيق
2-1. گياهشناسي بنفشهي آفريقايي
بنفشه آفريقايي با نام علميionantha Saintpaulia متعلق به خانواده ژسنارياسه12، از گياهان گلدار است. نام مشترک اين گياه با بنفشه به دليل شباهتهاي سطحي به بنفشههاي واقعي ويولا، ازخانواده ويولاسه است. بهطور معمول، اين گياه بين داخل ساختمان و فضاي باز مشترک است و در هر دو محيط کاشت ميشود. اين گياه متعلق به گياهان آوندي، رده دولپهايها، زير رده کامپوزيته يا آستريده، راسته نعنايان ميباشد.
خانوادهي ژسنارياسه از گياهان گلدار بوده که 150 جنس و حدود 3200 گونه در آن جاي ميگيرد. بسياري از گونههاي اين خانواده، گلهاي رنگارنگ و زرق و برق دار داشته و بهعنوان گياه زينتي کشت داده مي شوند. با وجود اينکه بيشتر گونههاي موجود در اين خانواده گياهان چند ساله هستند، تعداد کمي از آنها را ميتوان به صورت درختچههاي چوبي و يا درخت کوچک مشاهده کرد.
طول Saintpauliaاز 6-15 سانتيمتر است و از لحاظ عرضي 6-30 سانتي متر ميتواند باشد. برگها گرد تا بيضوي بوده، اندازهي برگها 5/2-5/8 سانتي-متر، طول دمبرگ 2-10 سانتيمتر، بافت برگ گوشتي و پرز دارا است. وضع برگ به-طور معمول متقابل است. البته برگهاي داراي آرايش مارپيچي يا متناوب در برخي از گروهها نيز مشاهده ميشود. همانند ديگر اعضاي Lamiales گلها در بيشتر موارد داراي تقارن هستند (ايستوود، 1996)13.

شکل(2-1). بنفشه آفريقايي
Kingdom: Plantae
Phylum: Tracheophyta
Class: Magnoliopsida
Subclass: Asteridae
Order: Lamiales
Family: Gesneriaceae
Genus: Saintpaulia H.
Species: Saintpaulia ionantha
گلها به قطر دو تا سه سانتيمتر، با جام گل (گلبرگ) پنج قسمتي و مخملي است. رنگ گل در گونههاي وحشي ميتواند بنفش، ارغواني، آبي رنگ پريده و يا سفيد باشد (چن و همکاران، 2009)14. گلها داراي تقارن و 2 لوب اصلي با 5 لوب در اطراف آنها است. لبهاي بالايي دو قسمتي بوده و کوچکتر ازسه لب پاييني هستند (باتويک، 1996)15.
2-1-1. ميوه در Saintpaulia
کپسول در بنفشه آفريقايي بهصورت استوانهاي بوده و ممکن است بهصورت کوتاه و عريض، و يا بلند و باريک باشد. ساقهها دو تا 10 گل و يا بيشتر حمل ميکنند. بهطور معمول کاسبرگها، ساقهي اصلي و ساقهي فرعي گياه با موهاي غدهاي پوشانده شدهاند (اسميت، 2008)16.
Saintpaulia گياهي سايه دوست بوده و در آب و هواي مرطوب در جنگلهاي داراي تاج با ارتفاع 1400 متر از سطح دريا رشد ميکند (جوهانسون17، 1978 ؛ ايستوود، 1998).
بنفشهي آفريقايي ليتوفيتيک بوده و بهطور عموم در سطح سنگها رشد ميکنند. اما گاهي اوقات نيز در جنگلهاي گلدار بر روي گياه خاک و حتي بهعنوان اپيفيت بر روي درختان نيز زندگي ميکنند (باتويک، 1993 ؛ کلهماينن18، 2008). باززايي اين گياه از طريق بذر، برش برگ و از طريق بخشهاي قديمي اين گياه است (کلهماينن، 2002 ؛ کلهماينن، 2005).
2-2. خاستگاه و پراکنش بنفشهي آفريقايي
تاريخچهي کشف اين گياه به سالهاي 1858 و 1893 بر ميگردد که توسط بارون والتر فونت سنت پل در تانزانيا و کنيا کشف گرديد. Hermann Wendland، باغبان تاکسونوميست و مدير باغ گياهي سلطنتي در هانوفر آلمان، اولين بار شرحي از اين گياه نوشت. او اين گياه را در خانواده ژسنارياسه قرار داد و به آن نام Saintpaulia را به افتخار بارون والتر فون سنت پل19 داد (پيلن، 2012)20.
جنگلهاي کوههاي Arc تانزانيا و کنيا به عنوان يک ناحيهي پراکندگي زيستي شناخته شده چرا که از لحاظ گياهان اندميک و گونههاي جانوري ثروتمند هستند. کوههاي Arc شرقي 1000 تا 2800 متر بالاي سطح دريا قرار داشته و آنها اغلب به جنگلهاي ايسلند ميرسند که به وسيلهي دريايي از درختان خشک ساوانا احاطه شده است. گونههاي زيادي اندميک Arc شرقي ميباشند که اين تنوع به دليل موقعيت جغرافيايي اين کوهها است (لاوت، 1993 ؛ مبوتيا، 2002)21.
جمعيتهايSaintpaulia تفاوتهايي را از لحاظ ساختاري دارند که در نتيجهي آشيانهي اکولوژيک مخصوص گونهها است. اين گمانه وجود دارد بخشهاي مختلف جنگلها نيز ساختار گياه را تحت تاثير قرار مي دهد (جوهانسون ، 1978 ؛ ايستوود، 1998).
2-3- گونههاي مهم بنفشهي آفريقايي
تا سال 2006 ميلادي 20 گونهي Saintpaulia، بهعلاوهي 4 واريتهي آن شناسايي شد که در تاکسونومي B.L.Burrt قرار گرفتند. مطالعات اخير نشان داد که بسياري از اين گونهها بهدليل تفاوتهاي کم ژنتيکي و مورفولوژي بهسختي قابل تشخيص هستند. در تازهترين طبقهبندي که در سال 2009 به رسميت شناخته شده است، نه گونه، هشت زير گونه و دو رقم ديگر اضافه شد که اسامي چند گونه آن در زير ذکر شده است.
S. brevipilosa, S. confuse, S. difficilis, S. diplotricha, S. goetzeana, S. grandifolia, S. grotei, S. inconspicua, S. intermedia, S. ionantha, S. magungensis, S. nitida, S. orbicularis, S. pendula, S. shumensis, . S. tongwensis, S. Velutina

2-3-1. برخي گونههاي فهرست شده به دنبال طبقه بندي Burtt
1. S. ionantha: بهطور کلي اين گونه با عنوان “بنفشهي آفريقايي” در جهان شناخته شده است و ارقام به دست آمده از اين گونه بيشترين ميزان فروش را از نظر تجاري دارند. اين گونه بهعنوان يک گونهي جديد توسط Wendland در سال 1893 توصيف شد. اين گونه از نقاط مختلف در تانزانيا جمع آوري شد، اما بهطور معمول در نزديکي سطح دريا و يا در دشتهاي ديگر يافت شده است. گل S. ionantha آبي متوسط و 4-8 عدد در هر ساقه است. برگها دندانهدار و سبز تيرهاند. گياهان به-طور معمول بهصورت روزت رشد ميکنند. اين گونهها ميتوانند به رشد خود ادامه دهند و تا قطر45 سانتيمتر نيز ديده شده است.
2. S. brevipilosa: اين گونه توسط Punter.W.R در سال 1959 در کوههاي Nguru در ارتفاع 1000-1100 متر جمع آوري شده و بهعنوان يک گونه جديد توسط BL Burtt در سال 1964 توصيف شد. برگها به ظاهر تنها در لبهها داراي کرک هستند؛ اما بررسي دقيق با يک لنز نشان ميدهد که سطح بالايي نيز داراي پوشش بسيار ضخيم از موهاي کوتاه راست قامت است. گلها کوچک، تعداد آنها در هر ساقه بهطور معمول 4-8 عدد ميباشد، و رنگ آنها بنفش روشن با مراکز ارغواني تيره است. برگها نازک بوده و در اطراف آن سبز روشن هستند. اين گياه بهطور معمول بهصورت روزت رشد ميکند، در حاليکه دمبرگ اغلب پيچ و تاب خورده اند و در نتيجه برگها مسطح نيستند.
3. :S. difficilisاين گونهي گياهي براي اولين بار توسط Punter.W.R در سال 1939 در کوههاي شرق Usambaras جمعآوري شده و بهعنوان يک گونه توسط BL. Burtt در سال 1958 معرفي شد. گل difficilis S. اندازهي متوسط داشته، 5-7 گل در هر ساقه بوده و رنگ آن آبي تيره است. برگها کشيده و نازک ميباشند. برگهاي جوان بهشدت دندانهدار بوده، اما بهتقريب در سنين بعدي صاف ميشوند. برگ ها در بيشتر موارد به رنگ سبز- زرد است. اين گياه بهطور معمول با تاج واحد رشد ميکند.
4. :S. goetzeanaدر سال 1898 اين گونه توسط Goetze، از کوه Uluguru در تانزانيا جمعآوري شد و بهعنوان يک گونه در طبقهبندي انگلر در سال 1900 شرح داده شد. اگر چه اين گونه يکي از قديميترين گونههاي Saintpaulia شناخته شده است، رشد اين گياه بسيار دشوار بوده و بهندرت گل ميدهد. اين گونه در ارتفاعات 1300-2000 متر بهعنوان يک گياه در سطوح سنگ در سايه در اعماق جنگلهاي انبوه بلند جمع آوري شده است و اين شرايط است که به راحتي نمي توان در کشت و تکثير اين گياه ايجاد کرد. در صورت گلدهي، گلها کوچک، 1-2 در هر ساقه و لوب بالايي، ياسي بنفش و لوب پاييني سفيد است. برگها سبز کوچک، گرد و تيره با لبههاي صاف است.
5. S. velutina : اين گونه زيبا، گونهاي گرمادوست بوده توسط Peter A. در سال 1916 در کوههاي غرب تانزانيا، در ارتفاع 900 متر جمع آوري شد. در سال 1958 توسط Burrtشرح داده شد. گل کوچک، 6-12 گل در ساقه، رنگ گل به طور تقريبي بنفش و ممکن است لبهها سفيد باشند. برگها قلبي شکل، داراي بافت مخملي، و به دليل موهاي بلند که از سطح به بيرون آمدهاند به رنگ سبز تيره مشاهده ميشوند (باتويک، 1993).
2-4. کشت و تکثير
تعداد بسيار کمي از از ارقامSaintpaulia از بذر بهدست ميآيد. ولي بايد اين نکته را ياد آور شد که روش اصلي انتشار اين گياه توسط قلمه برگ و کشت بافت است چرا که دانهها بسيار کوچک است. حدود يک ميليون دانه در هر اونس است و براي جوانهزني دانه به رطوبت بالا و آبياري غيرمستقيم احتياج بوده که در اين صورت جوانهزني در حدود 25 روز بعد انجام ميشود.
2-4-1. شرايط کشت بنفشهي آفريقايي
شرايطي که بنفشهي آفريقايي در آن رشد ميکند با گياهان گلخانهاي ديگر متفاوت است. در نتيجه محيطي که براي رشد اين گياه لازم است بايد از لحاظ نور، دما و رطوبت تحت کنترل باشد.
2-4-1-1. دما
اين گياه بيشتر به دماي شبانه احتياج دارد. دماي شبانه در زمان فاز رويشي بايد 68 تا 70 درجه فارنهايت و دماي روزانه بين 75 تا 80 درجهي فارنهايت باشد. ميانگين دماي روزانه 77 درجه فارنهايت باعث ايجاد برگ هاي پيچ خورده ميشود. زمانيکه دماي روزانه بيش از 85 درجهي فارنهايت باشد رشد گياه کاهش پيدا کزده و گلدهي زود هنگام ميشود. دما به عنوان فاکتور اصلي براي افزايش و يا کاهش سرعت گل دهي محسوب ميشود.
نمو گل در بنفشهي آفريقايي را ميتوان به 9 مرحله تقسيم کرد:
1: نمايان شدن جوانه در محور برگي( اندازهي 2 ميلي متري)
2: ساقه گل شروع به طويل شدن کند
3: ساقه گل شروع به خم شدن کند
4: رشد ساقه تا زماني که بتواند از جوانهي ابتدايي پاسداري کند
5: ساقه گل به طور کامل خم شود
6: گل آذين از طريق canopy برگي شروع به بيرون آمدن کرده، گل شروع به راست شدن کند
7: ساقه گل به طور کامل صاف و يا راست شود
8: گلهاي ابتدايي باز شوند
9: پنج گل در گياه باز شوند
2-4-1-2. نور
کلمهي فتوسنتز به معناي کارخانهي توليد کربوهيدرات (قند و نشاسته) که ضروري براي رشد گياه است ميباشد. نور براي توليد انرژي استفاده ميشود. دي اکسيد کربن موجود در جو و آب موجود در خاک به عنوان مواد اصلي اين کارخانه محسوب ميشوند که اين فرايند در بخشهاي سبز گياه که داراي کلروپلاست هستند رخ ميدهد. دو دانشمند به نامهاي ادوارد و بارفورد در 1990 ميلادي اين پيشنهاد را دادند که 12 تا 17 ساعت روشنايي در روز براي رشد و گلدهي Saintpaulia مناسب است. زمان لازم براي گياه 17 ساعت روشنايي است. در هر حال هرچند که گياه در شب خواب است ولي فرايندهاي ضروري در رشد گياه در چرخهي تاريکي انجام ميگيرد (برون، 2012)22.
بنفشهي آفريقايي گياهي سايه دوست بوده و اين دليل ديگري براي رشد خوب اين گياه در خانهها است. افزايش نور اولين فاکتور تنظيم کننده براي زمان آغاز گلدهي و تعداد گلها است.
توصيه معمول، ارتفاع 800 تا 1200 پاي بوده که در ميانهي يک روز آفتابي ارتفاعي است که مشاهده مي شود. هرچند که اين مورد به دما و فصل وابسته است. در طي فصل زمستان که خورشيد در فاصلهي بيشتر از زمين قرار دارد(1200 پاي) در اين زمان نور تحت کنترل است و مقدار روشنايي کوتاه است و مدت زمان تاريکي بيشتر است. در تابستان زماني که اندازهي روز بلند است مسافت تابش نور (800 پاي) کاهش مي يابد. افزايش نور باعث سوخته شدن برگ و گل ميشود. در نبود نور کافي گياه داراي دمبرگ بلند شده، برگها نازک و تعداد گلها کاهش و يا هيچ ميشوند. رشد بنفشهي آفريقايي تحت نور مصنوعي موثر بوده است. سيستمي که براي کشت تجاري اين گياه طراحي شد به صورت نيمکتهاي چند طبقه بوده که در آن گياهان طبقات بالاي نور طبيعي را دريافت کرده و گياهاني که در لايههاي پايين تر قرار دارند از لامپهاي فلورسنت استفاده مي شود. تاسيساتي که به اين منظور طراحي ميشود فراهم کنندهي نور با ارتفاع 600 تا 900 پاي بوده همچنين دورهي نوردهي 14 تا 18 ساعت در روز بوده است (کسلر، 2004)23.
2-4-1-3. تنظيم رطوبت
اين پنداشت وجود دارد که رطوبت وابسته به دما است. بنفشهي آفريقايي به طور معمول در حضور رطوبت 50 تا 70 رشد خوبي را دارد. در طول تابستان که دما و نور افزايش پيدا ميکند تلاش براي حفظ اين رطوبت است. رطوبت کم در اين دامنه زماني باعث خشکيدگي در حاشيهي گلبرگ ميشود.
سرچشمهي رطوبت ميتواند تبخير سرمايي باشد و يا به وسيلهي آبياري باراني ايجاد شود، که از طريق طبقات بالايي که خالي است چندين بار در طي روز انجام ميشود. در زمستان و به خصوص در شب که رطوبت بالا است مشکلي از اين لحاظ براي گياه وجود ندارد. زماني که مقدار رطوبت در شب به 100 برسد بوتريتيس توليد شده مانع گل دهي ميشود که بايد يک سنسور حساس به رطوبت داشت که با بالا رفتن رطوبت، فن تهوبه کننده شروع به کار کند.
2-4-1-4. مقدار دي اکسيد کربن
رشد بنفشهي آفريقايي در حضور اتمسفر گلخانهاي 800 تا 1000 بخش بر ميليون افزايش مييابد. اين گمانه وجود دارد که در اين صورت و با کاهش شدت نور گياه بدون توقف رشد خواهد کرد.
2-4-1-5. مواد رشد
سيستم ريشهاي اين گياه خوب بوده و مواد آلي را به راحتي جذب ميکند که اين مواد ميتواند به صورت مخلوط و يا به صورت مجزا در اختيار گياه قرار گيرد. در هر دوي اين موارد مقدار نمک محلول بايد کم باشد و توانايي نگهداري آب و مواد غذايي در آن بالا باشد. pH مورد نظر براي رشد اين گياه 8/5 تا 2/6 ميباشد.
2-4-1-6. آب دهي
گلدان محيط کشت بنفشهي آفريقايي بايد داراي آب باشد تا در زمان خشکي تعديل کنندهي محيط باشد که در اين صورت بهترين رشد را خواهد داشت. در فصل زمستان محيط گلدان براي مدت طولاني نبايد اشباع از آب باشد. يکي از علائم آب بيش از حد، زردشدن مراکز رشد و برگهاي جوان است.
زماني که به محيط کشت تا حد نقطهي پژمرده شدن اجازهي خشک شدن داده شود، گياه از رشد باز مي ماند يا رشد گياه متوقف ميشود. اين اتفاق بيشتر مواقع رخ ميدهد چرا که تارهاي کشنده در اثر آبگيري و غلظت نمکهاي محلول تخريب ميشوند. از طرف ديگر اشباع محيط کشت از آب باعث ميشود که ريشه ي گياه از اکسيژن محروم بماند.
تخريب ناشي از رطوبت بيش ازحد ريشه، فرصتي را براي ايجاد بيماريهاي ريشهاي فراهم ميکند. آبياري بيش از حد در تمام فصول در صبح زود باعث خشک شدن شاخ و برگ، و باز شدن گلهاي اين گياه ميشود. اگر آبي که به گياه داده ميشود سرد و يا گرم باشد دوايري بر روي برگ ظاهر ميشود که نام اين دواير برگي ring spot است.
در گلخانههاي بزرگ به کمک مبدلهاي حرارتي دماي آب بين 10 تا 12 درجهي فارنهايت است. به طور معمول ميتوان گفت که دماي 65 تا 75 درجه فارنهايت دماي مناسبي براي آب است (کسلر، 2004).
2-4-1-7. مشخصات و انواع خاک
خاک کشاورزي از سه جز خاک رس، شن و هموس ميباشد. ليکن اين نوع خاک براي پرورش گياهان آپارتماني و به خصوص براي پرورش بنفشه آفريقايي به چندين دليل مناسب نيست؛ زيرا به دليل فشردگي ذرات آن ويژگيهاي لازم براي رشد گياه را ندارند. اين نوع خاک اغلب حاوي انواع باکتريها و موجودات ذره بيني زيان آور بوده و رطوبت را براي مدت طولاني در خود نگاه نميدارد.
2-4-1-8. تغذيه گياه
عناصر اصلي
عناصر اصلي به موادي گفته مي شود که مقادير زيادي از آنها براي رشد گياه مورد نياز است اين مواد عبارتند از نيتروژن، فسفر، پتاسيم، کلسيم، منيزيم و گوگرد. اين گروه خود به دو دسته ي مواد درجه اول و مواد درجه دوم تقسيم ميگردند
مواد درجه يک : نيتروژن، فسفر، پتاسيم
مواد درجه دوم : منيزيوم کلسيم گوگرد
نيتروژن: منشاء سبزي برگ کليه گياهان است و نقش حياتي در زندگي بنفشه آفريقايي و به خصوص توليد برگهاي سبز آن دارد. به عنوان جزئي از مولکول کلروفيل نيتروژن به عمل فتو سنتز يعني مهم ترين عمل شيميايي که در گياه صورت مي گيرد ارتباط دارد.
فسفر: بيشترين نيروي شيميايي که يک بنفشه آفريقايي جهت رشد گل دهي و تشکيل بذر نياز دارد از ترکيبات فسفري تامين ميگردد. همچنين باعث مي شود که برگها محکم و قوي شوند .
پتاسيم: پتاسيم: سيالترين عنصر در گياه بنفشه آفريقايي است. تاثير پتاسيم، بيشتر در ايجاد مقاومت گياه، در برابر بيماريها، استقامت در هواي سرد، جذب مواد به قسمتهاي برگ و گل گياه و مقاومت در برابر حشرات مي باشد .
منيزيم: منيزيوم بخش کوچکي از مولکول کلروفيل اين گياه را تشکيل ميدهد و در عين حال در عمل جذب مواد ديگر توسط ريشه دخالت دارد .
کلسيم: عنصري است که نقش پيوند دهنده را دارد. بيشترين کلسيمي که جذب ريشهها ميگردد جهت اتصال سلول هاي منفرد گياه است. رشد ريشهها به کمک کلسيم صورت ميگيرد. اين عنصر به خنثي نمودن اسيدهاي آلي سلولهاي گياهي کمک مي کند و يکي از ثابت ترين عنصرها در بافت گياه است.
گوگرد: اين عنصر مادهي اصلي در ترکيب کليهي پروتئينهاي موجود در پروتوپلاسم سلولها است. اين عنصر باعث رنگ سبز برگها و رشد ريشهها ميگردد (چن، 2002).


پاسخ دهید