معاونت پژوهش و فناوري
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با ياري از خداوند سبحان و اعتقاد به اين که عالم محضر خداست و همواره ناظربر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژوهش و نظر به اهميت
جايگاه دانشگاه در اعتلاي فرهنگ و تمدن بشري ، ما دانشجويان و اعضاء هيات علمي واحدهاي دانشگاه آزاد اسلامي متعهد ميگرديم اصول زير را در انجام
فعاليت هاي پژوهشي مد نظر قرار داده و از آن تخطي نکنيم:
1-اصل برائت : التزام به برائت جويي از هرگونه رفتار غير حرفهاي و اعلام موضع نسبت به کساني که حوزه علم و پژوهش را به شائبههاي غير علمي ميآلايند.
2- اصل رعايت انصاف و امانت : تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داري غير علمي و حفاظت از اموال ، تجهيزات و منابع در اختيار.
3- اصل ترويج : تعهد به رواج دانش و اشاعه نتايج تحقيقات و انتقال آن به همکاران علمي و دانشجويان به غير از مواردي که منع قانوني دارد .
4- اصل احترام : تعهد به رعايت حريمها و حرمتها در انجام تحقيقات و رعايت جانب نقد و خودداري از هرگونه حرمت شکني.
5-اصل رعايت حقوق : التزام به رعايت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهيدگان ( انسان ، حيوان و نبات ) و ساير صاحبان حق .
6- اصل رازداري: تعهد به صيانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد ، سازمانها و کشور و کليه افراد و نهادهاي مرتبط با تحقيق.
7- اصل حقيقت جويي : تلاش در راستاي پي جويي حقيقت و وفاداري به آن و دوري از هرگونه پنهان سازي حقيقت.
8-اصل مالکيت مادي و معنوي : تعهد به رعايت کامل حقوق مادي و معنوي دانشگاه و کليه همکاران پژوهش.
9- اصل منافع ملي : تعهد به رعايت مصالح ملي و در نظر داشتن پيشبرد و توسعه کشور در کليه مراحل پژوهش
دانشگاه آزاد اسلامي واحد دامغان
واحد دامغان
دانشکده کشاورزي
پايان نامه جهت دريافت درجه کارشناسي ارشد
در رشته مهندسي کشاورزي،گرايش بيوتکنولوژي کشاورزي
عنوان:
بررسي الگوي بيان ژني آنزيم فنيل آلانين آمونيا لياز (PAL) در ريشه ي گياه نيشکر
( (Saccharum Lofficinarumتحت تنش شوري
استاد راهنما:
جناب آقاي دکتر محمدرضا تابنده
اساتيد مشاور:
جناب آقاي دکتر پيمان فروزش
جناب آقاي دکتر شهرام رضوان بيدختي
نگارنده:
نسترن کشميري پور
تابستان 93
تقديروتشکر
تقديم به خداي مهربانم که هر آنچه که هست و نيست از اوست.
با نام او آغاز مي کنم و به نام او و براي او که همراه هميشه ي لحظه هاي من است .
به نام “پدر” پشتوانه لحظه لحظه هاي هستي ام،
به نام” مادر” خورشيد فروزان زندگي ام .
و دو عنصر حيات من، تکيه گاهي که مي ستايمش تا در جوار خورشيد زندگي پا بگيرم ،ريشه دوانم و سر از خاک بيرون آورم .
به نام “برادر ” مکمل وجود پدر
به نام” نازنيني” که طعم شيرين خواهر را با وجود نازنينش در اين سالها بمن چشاند.
و چه سخت است در واژگاني کوتاه بخواهي بستايي همه هستي ات ،بعد از خداي هميشه در قلبت.
تشکر مي کنم از استادان گرانقدرم از خويشاوند عزيزم دکتر صادق شيريان و جناب آقاي مهندس مازيار بحريني که در اين امر مرا ياري مي رساندند.
قدر داني ميکنم از زحمات تمامي مهربان ياراني که در اين راه تنهايم نگذاشتند.
فهرست مطالب
عنوانشماره صفحهچکيده1فصل اول: مقدمه2فصل دوم: تاريخچه نيشکر در ايران و جهان62- تاريخچه نيشکر در ايران و جهان71-2 تاريخچه نيشکر در جهان72-2 تاريخچه نيشکر در ايران73-2 اکولوژي نيشکر94-2 مورفولوژي نيشکر101-4-2 ريشه101-1-4-2 ريشه هاي سطحي102-1-4-2 ريشه هاي مياني103-1-4-2 ريشه هاي عميق102-4-2 ساقه103-4-2 برگ114-4-2 گل115-2 زمان کاشت قلمه هاي نيشکر116-2 محصولات جانبي نيشکر127-2 ارقام تجاري نيشکر121-7-2 رقم CP48-103122-7-2رقمCp57-614123-7-2 رقم Cp65-315134-7-2 رقم Cp69-1062135-7-2 رقم Cp70-321136-7-2 رقم Sp70-1143147-7-2 رقم Cp73-21148-7-2 رقم IRC99-01148-2 بيماري هاي نيشکر159-2 بيماريهاي نيشکر ايران151-9-2 بيماريهاي عفوني 152-9-2 بيماريهاي غيرعفوني1610-2 تنش هاي گياهي1611-2 فيزيولوژي تنش هاي گياهي1712-2 تنش هاي گياهي از نظر موقعيت جغرافيايي و زيست محيطي در ايران1713-2 تنش شوري1814-2 علائم خسارت زاي شوري1915-2 اثرات شوري بر گياه نيشکر2016-2 مباني سميت سديم2217-2 مکانيسم هاي تحمل شوري2318-2 سازوکارهاي تحمل به شوري2419-2 سازگاري کل گياه به تنش شوري271-19-2 تنظيم انتقال Na به اندام هوايي2720-2 مسيرهاي اوليه ورود به ريشه281-20-2 مسير حساس به Ca282-20-2 مسيرهاي غيرحساس به Ca293-20-2 مسير انحرافي2921-2 دقع Na به خارج از ريشه301-21-2 کنترل ميزان برداشت خالص302-21-2 کنترل بارگيري آوند چوب3122-2 عوامل موثر در مقاومت گياهان به شوري3123-2 مطالعات سلول شناختي و ژنتيکي3124-2 آنزيم فنيل آلانين آمونيا- لياز3225-2 روش هاي ارزيابي بيان ژن341-25-2 روش لکه گذاري نورترن352-25-2 ارزيابي حفاظت در برابر R-Nase353-25-2 هيبريديزاسيون درجا364-25-2 روش RT-PCR365-25-2 روش PCR در زمان حقيقي366-25-2 اصول PCR در زمان حقيقي377-25-2 روش هاي مختلف آزمون PCR در زمان حقيقي391-7-25-2 روش مبتني بر کاربرد رنگ هاي فلئورسنت آزاد392-7-25-2 روش هاي مبتني بر پروب403-7-25-2 پروب هاي هيدروليز شوند يا TaqMan404-7-25-2 پروب هاي هيبريد شونده4126-2 اصول کاربرد PCR در زمان حقيقي در ارزيابي هاي کمي4227-2 روش عمومي براي محاسبه ي نسبت سنجش نسبي بيان ژن43فصل سوم: مواد و روشها441-3 وسايل مورد استفاده452-3 مواد مورد استفاده453-3 روش کار451-3-3 نمونه گيري452-3-3 استخراج RNA461-2-3-3 محلولهاي مورد نياز464-3 واکنش سنتز CDNA (RT)471-4-3 روش ساخت CDNA475-3 واکنش زنجيره اي پليمراز (PCR)481-5-3 روش تهيه محلول (PCR)482-5-3 تهيه ي ژل و ارزيابي محصول PCR493-5-3 روش تهيه ي محلول TAE494-5-3 ساخت رنگ بارگذاري495-5-3 بارگذاري نمونه ها496-3 ارزيابي مقايسه کارايي تکثيرژن کنترل داخلي (GaPDH) و ژنPAL507-3 واکنش PCR در زمان حقيقي501-7-3 روش انجام PCR در زمان حقيقي502-7-3 روش تهيه محلول PCR در زمان حقيقي508-3 بررسي مقايسه اي بيان ژن ها519-3 آناليز آماري داده ها51فصل چهارم: نتايج521-4 تعيين کارايي تکثير ژن PAL و GAPDH53فصل پنجم: بحث60پيشنهادات65منابع فارسي66منابع خارجي67
چکيده :
آنزيم فنيل آلانين (PAL) يکي از مهمترين آنزيمها در مسير توليد پروپانوئيدها در گياهان مي باشد که نقش کليدي در توليد اين ترکيبات دارد. بيان ژن PAL در پاسخ به طيف وسيعي از محرک هاي محيطي شامل اشعه ي فرابنفش، دماي بالا و ساير شرايط تنشي افزايش مي يابد. در اين مطالعه تغييرات بيان ژن و فعاليت آنزيم PAL در ريشه، ساقه و برگ در نيشکر تحت 3 تيمار تنشي ds/m 5/3-5/2 و 6/3-6 و 1/6-8 ارزيابي شد. بمنظور ارزيابي بيان ژن PAL از روش PCR زمان حقيقي رنگ SyberGreen و روش مقايسه اي ??Ct استفاده شد. همچنين ژن GAPDH بعنوان کاليبراتور در نظر گرفته شد. ميزان فعاليت آنزيم بر اساس تغيير فنيل آلانين به ترانس سيناميک اسيد و با استفاده از روش اسپکتروفتومتري سنجيده شد.
نتايج اين تحقيق نشان داد که با افزايش ميزان شوري ميزان بيان ژن PAL و فعاليت آن در بافت ريشه افزايش يافت. تغييرات يکساني در بافت برگ و ساقه در پاسخ به شوري در بيان ژن و فعاليت آنزيم مشاهده گرديد. در مجموع نتايج اين تحقيق نشان داد که با افزايش ميزان شوري ميزان بيان ژن PAL و فعاليت آن در بافتهاي مختلف نيشکر افزايش مي يابد.
واژه هاي کليدي: فنيل آلانين آمونيا لياز، تنش شوري، نيشکر

فصل اول
مقدمه

نيشکر (Saccharum officinarum L.)از گونه Andropogoneae و جزء خانواده گندميان و جزء گياهان C4 بطور وسيعي در اطراف زمين در مناطق گرمسيري و نيمه گرمسيري کشت مي شود. نيشکر بعنوان منبع شکر و بسياري فراورده هاي ديگر داراي اهميت اقتصادي بالائي است و در مقايسه با ساير محصولات کشاورزي از نقطه نظر راندمان تثبيت انرژي در واحد سطح در درجه اول اهميت قرار دارد. نيشکر حدود 45 تن وزن خشک و 22 تن شکر در هکتار در سال توليد مي کند.
بخش جلگه اى خوزستان به علت دارا بودن شرايط مناسب از جمله: خاكهاى رسوبى(علي رغم وجود املاح شور)آب كافي، آفتاب درخشان روزهاى طولانى تنها منطقه در ايران است که نيشکر در آنجا بصورت انبوه کشت مي شود، بنا به گفته بسيارى از مورخين رواج كشت نيشكر در ايران از زمان اشكانيان شروع شده است و اوج اهميت نيشكر در خوزستان را قبل از اسلام و دوره ساسانيان بايد جست.
اجراي طرح توسعه نيشکر در خوزستان آثار اقتصادىازجمله تامين شكر، كاغذ، تخته صنعتى (MDF)، فراهم آوردن امكانات توليد گوشت قرمز با استفاده از خوراك دام توليدى، توليد محصولات بيوتكنولوژى ( مانند خمير مايه، الكل و غيره ) و اشتغال زائي را در پي داشته است.
يکي از مشکلات کشاورزي ايران شوري اراضي است. حدود 10 درصد خاکهاي ايران را خاکهاي شور و سديمي تشکيل ميدهند.افزايش ميزان هدايت الکتريکي خاک به بيش از 2 دسي زيمنس بر متر به عنوان شاخص شوري آب مطرح مي باشد. گياهان مقاوم به شوري در طبيعت به طرق مختلفي نسبت به اين مشکل سازگاري يافته اند که شامل دامنه اي از تغييرات ريخت شناسي آناتوميکي و فيزيولوژيک مي باشد. غالبا گياهان باساخت ترکيبات مختلف بويژه ترکيبات پلي فنولي فشار اسمزي را تنظيم و در مقابل شوري مقاومت مي کنند (برزگر و همکاران 1379).
کاهش آب رودخانه کارون در سالهاي اخير توام با افزايش سطح شوري خاکهاي منطقه اثرات زيانباري بر صنعت کشت نيشکر بويژه کاهش توليد داشته است. اثر شوري بر عملکرد نيشکر با تفاوتهاي نسبت به واريته هاي مختلف در مناطق جهان امري قطعي و بديهي است. در گياه نيشکر نيز شرايط مشابهي حاکم است. ساخت املاحي چون تري متيل سولفونيو پروپيونات،. فري پولين و برخي ترکيبات فنوليک در برگهاي نيشکر تحت تنش اسمزي گزارش شده است. نيشکر در رديف گياهان حساس به شوري قرار گرفته و حد آستانه آن ds/m 7/1 است.بين افزايش شوري و رشد و توليد محصول نيشکر ارتباط معکوس وجود دارد. تنش شوري در نيشکر تمايز و طويل شدن ميانگره ها و ذخيره قند را در آنها تحت تاثير قرار مي دهد. نتايج تحقيقات اخير نشان مي دهد که به ازا هر واحد افزايش در EC (ds/m) 1سبب کاهش 9/5 تني محصول در هکتار ميشود. در تحقيقات انجام شده درهفت تپه ايران مشخص شده استکه درمحدوده شوري بين 4-2 افت شديد عملکرد نيشکر اتفاق ميافتد. با اين حال تفاوت گستردهاي در پاسخ واريته هاي مختلف به شوري و ميزان حساسيت و مقاومت آنها در ايران بدست آمده است (شکوه فر و همکاران، 1388) .
با توجه به اينکه آنزيم2 pal يک آنزيم تنشي و يکي از مهمترين آنزيم هاي مهم گياه در توليد فرآورده هاي فنولي تنظيم کننده فشار اسمزي هستند. به نظر ميرسد شناسايي تغييرات بيان ژن اين انزيم در برابر تغييرات شوري بتواند شاخص دقيقي از پاسخ ميزبان به اين تنش را ايجاد نمايد و بتوان بر اساس تغييرات بيان اين آنزيم نسبت به شناسايي ارقام مقاوم اقدام نمود.
آنزيم فنيل آلانين آمونيالياز (PAL, EC4.3.1.5) اولين واکنش درمسير بيوسنتز فنيل پروپانوئيد را کاتاليز مي کند و ال- فنيل آلانين را بصورت غير اکسيداتيو دآمينه مي کند. طي آن ترانس سيناميک اسيد و يون آمونيم شکل مي گيرد که ترانس سيناميک اسيد پيش ساز ترکيبات متعددي مانند ترکيبات محافظ اسمزي مي باشد.
در گياهان پيشرفته ترانس سيناميک اسيد پيش ساز طيف وسيعي از مشتقات فنيل پروپانوئيدها از قبيل فلاونوئيد3، استيلبن ها4، کومارين ها5، چوبها، چوب پنبه ها، ساير ترکيبات فنلي ديواره، استرها و آميدهاي محلول و برخي از آلکالوئيدها مي باشد PAL ، سنتز و تجمع اين ترکيبات در بافتها و گياهان مختلف را تنظيم مي کند و به اين دليل بطور مستقيم در تنظيم سيستم گردش، تجمع چوب و پاسخ در مقابل تخريب مکانيکي و عوامل بيماري زا دخالت دارد. اين آنزيم به عنوان آنزيم اساسي در پديده چوبي شدن داراي بيشينه مطالعات آنزيمي در ارتباط با متابوليسم ثانويه در گياهان است و حدود يک درصد از کل پروتئين سلول گياهي را تشکيل مي دهد.
PALدر بسياري گياهان به عنوان يک ترکيب تترامر که توسط خانواده ژني کوچکي با چهار عضو در آرابيدوپسيس (4PAL -1PAL) کد مي شود. PAL يکي از اولين ژنهاي تدافعي گياهان تشخيص داده شده است که بوسيله تنش هاي محيطي و عوامل بيماري زا تحريک مي شود، همچنين نور، فيتوکروم و تنظيم کننده هاي رشد بيان اين ژن را تحت تاثير قرار مي دهند.
ميزان آنزيم PAL در گندميان ازجمله ذرت غلظت بالائي در مقايسه با ساير گياهان دارد.
نظربه اهميت اقتصادي و صنعتي نيشکر در کشور و مشکلات اخير اين صنعت در ارتباط با افزايش شوري آب کارون در سالهاي اخير توام با کاهش توليد ناشي از اين تنش ارزيابي شاخص هاي بيولوژيک پاسخ و شناسايي واريته هاي مقاوم بر اساس تفاوتهاي بيولوژيک مولکولي ضروري مي باشد. با توجه به اهميت انزيم PAL در رشد و نمو و توليد ترکيبات بيولوژيک متعدد بويژه اسمو محافظ ها و عدم وجود اطلاعاتي در اين خصوص بويژه در مورد گياه نيشکر مطالعه مذکور طراحي گرديد.
در اين تحقيق تغييرات بيان ژن انزيم PAL در بافت ريشه واريته هاي نيشکر مقاوم به شوري مورد مطالعه قرار خواهد گرفت که به منظور مطالعه ي گسترده تر اين تحقيق سنجش تغييرات بيان اين انزيم در بافت هاي ساقه و برگ نيز مورد بررسي قرار گرفت که احتمالا نتايج حاصل از اين تحقيق را مي توان به منظور شناسايي ارقام مقاوم به شوري استفاده کرد.
فصل دوم
تاريخچه نيشکر در ايران و جهان
2. تاريخچه نيشکر در ايران و جهان
1-2. تاريخچه نيشکر در جهان
در رابطه با خاستگاه 6اولي? نيشکر، نظرات مختلفي وجود دارد. بعضي ها خاستگاه اولي? نيشکر را شرق هندوستان و قسمت هاي شمالي خليج بنگال و برخي نخستين پايگاه آن را چين و تعدادي نيز زادگاه آن را جزاير اقيانوس آرام ( جزاير گين? نو) مي دانند. انتقال اولي? نيشکر از قسمت هاي جنوبي اقيانوس آرام به جزاير گينه و کالدونياي جديد بوده، در حاليکه انتقال ثانوي? آن از جنوب اقيانوس آرام به غرب و شمال غرب آسيا تا هندوستان و شبه جزير? مالي و برمه صورت گرفت. بطور کلي يک منطق? مشترک آسيائي- استراليائي براي منشا نيشکر قابل ارائه است. حد فاصل اين منطق? مشترک از برونئو و جاوه در اسپانيا تا گين? نو در استراليا است. حوز? آسيائي معرفي شده براي منشا نيشکر، بزرگترين حوز? ژنتيکي اين گياه بشمار مي رود که شامل جزاير سوماترا، سواندا، جاوه، برونئو و جزاير متعدد اقيانوس آرام بوده که تا شرقي ترين نقط? جزير? مالي امتداد دارد، در حاليکه مهمترين منطقه در حوز? استراليائي تنوع ژنتيکي نيشکر جزير? گين? نو است. مطالعات نشان داده که حوز? فيليپين- مالزي نيز از مناطق مهم تنوع ژنتيکي نيشکر در محدود? مشترک آسيائي- استراليائي آن بشمار مي آيد. به هر حال شواهد تاريخي دال بر آن است که اين گياه از 1500 سال پيش از ميلاد مسيح در هندوستان کشت مي شده و اين هندي ها بوده اند که براي اولين بار توانسته اند شکر سرخ غير متبلور( گور) را از نيشکر بدست آورند. زراعت نيشکر از هندوستان به سمت شرق تا چين توسعه يافت و در حدود قرن چهارم قبل از ميلاد مسيح به سمت غرب هند تا ايران گسترش پيدا نموده و از همان زمان کشت آن در خوزستان مرسوم گشت. از اوائل قرن هشتم ميلادي مقارن با اواخر قرن اول هجري، نيشکر از ايران به مصر برده شد و از اين طريق به سوريه نيز وارد گشت. اين گياه در حدود اواسط قرن هشتم ميلادي توسط مسلمانان به اسپانيا برده شد و از آنجا به ساير مناطق تحت تصرف مسلمانان در جنوب اروپا توسعه يافت. پس از خروج مسلمانان از اروپا، نيشکر به جزاير آزوور و قناري در اقيانوس اطلس برده شد. در اواخر قرن پانزدهم ميلادي، کريستف کلمب در دومين سفر دريائي خود به آمريکا، نيشکر را از جزاير قناري به سنت دومنيکن برد و بدين طريق اين گياه به قار? امريکا نيز راه پيدا نمود (راهدار، 1383 ).
2-2 تاريخچه نيشکر در ايران
استان خوزستان از ديرباز مهد کشت نيشکر ايران بوده و نام فعلي آن نيز که به معني شکرستان مي باشد، برگرفته از سوابق ديرينه کشت اين گياه است. از جمله دلايلي که باعث استقرار اين گياه در منطقه شده، وجود خاک هاي حاصلخيز، آب فراوان، درجه حرارت مناسب و نور کافي مي باشد (ميرشکاري، 1381). بعضي از مورخين عقيده دارند که براي اولين بار نيشکر در زمان داريوش اول در اوايل قرن هفتم قبل از ميلاد مسيح از هندوستان به ايران انتقال يافته است. نکته جالب آنکه استخراج شکر خام از نيشکر و تصفيه آنرا نيز به ايرانيان نسبت مي دهند. بر اين اساس شکر ايران، عربستان، حجاز و حتي ترکستان از طريق منطقه خوزستان تأمين مي‌گشت. پس از ورود اسلام به ايران و تخريب هايي که در واحدهاي زير بنايي از جمله سد معروف شادروان شوشتر وارد آمد، کشت اين گياه رو به افول گذاشت و اوج اين فاجعه در زمان استقرار حکومت عباسيان در ايران حادث شد که در عمل بسياري از مزارع نيشکر کاري به شوره زار مبدل گشت و کار به جايي رسيد که شکر ايران در قرن پنجم از مصر تأمين مي شد. احياي مجدد کشت نيشکر ايران به سال 1316 هجري شمسي برمي گردد که دولت ايران تصميم به احياي اين زراعت نمود. براي استقرار اين گياه در منطقه خوزستان قلمه هايي از کشورهاي اندونزي، هند و مصر وارد و در منطقه آهودشت، اهواز و حميديه کشت شدند. در سال 1320 مساحت تحت کشت نيشکر ايران به 300 هکتار رسيد و آناليز کيفيت شربت آنها نيز اميدوار کننده بود که متأسفانه بدليل کارشکني شرکت سابق نفت ايران – انگليس و شروع جنگ جهاني دوم باعث شد که مبادرت به احداث کارخانه توليد شکر نگردد. در سال 1328 سازمان برنامه و بودجه مجدداً در صدد انجام آزمايش نيشکر در خوزستان گرديد. از کشورهاي صاحب نام نيشکر کار از جمله آمريکا ، برزيل ، آرژانتين ، کوبا و … قلمه هايي را وارد و در اراضي شمال خوزستان کشت نمود. اين اقدامات در سال 1330 با همکاري سازمان خواروبار کشاورزي جهاني (FAO)7 تکميل و نتيجه گرفته شد که خوزستان محل مناسبي جهت کشت نيشکر مي باشد . در نهايت اولين کارخانه قند نيشکري ايران در سال 1340 در هفت تپه به بهره برداري رسيد (بني عباسي و پور مرعشي ،1366).
به استناد نتايج قابل قبولي که از فعاليت کشت و صنعت هفت تپه به دست آمد، کار مطالعات دومين واحد کشت و صنعت نيشکر ايران در سال 1350 آغاز و پس از چند سال، فعاليت اجرايي آن در سال 1354 شروع شد. اولين بهره برداري اين شرکت که کشت و صنعت کارون ناميده شد در سال 1356 اتفاق افتاد. در حال حاضـر بزرگترين واحـد کشت و صنعت نيشکر خاورميانه به حساب مي آيد. با عنايت به آثار مثبت وجود شرکت هاي کشت و صنعت در رونق اقتصادي و ارتقاء شرايط اجتماعي منطقه بخصوص بحث اشتغال زايي آن که به نحوي مديون صنايع جانبي آن نيز مي باشد. مطالعات ديگري جهت توسعه نيشکر در قالب 7 واحد کشت و صنعتي جديد، 2 واحد در شمال اهواز و 5 واحد در جنوب آن، از سال 1365_1363توسط صندوق مطالعات نيشکر انجام پذيرفت .در نهايت منجر به آغاز عمليات اجرايي اين واحدها بتدريج از سال 1370 گرديد. در حال حاضر 6 واحد از آنها به نام هاي کشت وصنعت امام خميني (ره)، اميرکبير، سلمان فارسي، دعبل خزائي، ميرزاکوچک خان و فارابي به بهره‌برداري رسيده اند. فعاليت کشت و صنعت دهخدا نيز که از سال 1389 با جديت آغاز شده، منتج به شروع بهره برداري آن در سال 1390 گرديذ. از طرفي همزمان با آغاز فعاليت هاي اجرائي شرکت توسعه نيشکر، واحدي ديگر بنام کشت و صنعت ميان آب در سطحي معادل 5000 هکتار به بهره برداري رسيده، منتهي در حال حاضر فاقد کارخانه بوده و سالانه حدود 3 تا 2 هزار هکتار از اراضي خود را به زير کشت نيشکر و مابقي را تحت کشت ساير محصولات کشاورزي برده و در نهايت محصول نيشکر خود را به کشت و صنعت هاي کارون و هفت تپه تحويل مي دهد(راهدار، 1383).
3-2 اکولوژي نيشکر
نيشکر گياه خاص مناطق گرمسير و نيمه گرمسيري است در نواحي که ميانگين حرارت ماهيانه طي سال حدود 20 درجه سانتيگراد مي باشد، کشت و کار آن امکان پذير است. درجه حرارت متوسط براي رشد و نمو و ساختن قند کافي در ساقه ها لازم است بين 30 درجه تا 34 درجه مي باشد. حرارت روي جذب آب توسط گياه تاثير زيادي دارد بطوريکه در حرارت 30 تا28 درجه جذب اب حداکثر است و در حرارت 10 درجه جذب آب به شدت کاهش مي يابد جذب عناصر غذايي هم تابع درجه حرارت است بطوريکه در حرارت زير 19 درجه جذب ازت انجام نمي شود. حرارت روي جوانه زني قلمه ها نيز تاثير دارد بطوريکه بهترين حد جوانه زني در درجه حرارت 34 درجه است. حداقل حرارت براي جوانه زني قلمه ها 12 درجه مي باشد نيشکر در حرارت کمتر از 20 درجه پنجه نمي زند ولي با افزايش حرارت پنجه زني افزايش مي يابد. حرارت پنجه زني بعضي از ارقام حدود 32 درجه است و تنها عامل محدود کننده ي رشد نيشکر سرما و خشکي است بطوريکه اگر حرارت به صفر يا زير صفر برسد در مدت 24 ساعت جوانه هاي انتهايي آسيب مي بينند و اگر يک هفته ادامه داشته باشد تمام اندام هاي هوايي از بين مي روند. نيشکر براي رشد و نمو خود نياز به رطوبت فراوان دارد يک بوته کامل نيشکر روزانه حدود 4 ليتر آب تبخير مي کند (ميرشکاري، 1381). جذب عناصر غذايي تابع ميزان رطوبت خاک است نيشکر در 6 ماه اول رشد و نمو به حرارت و رطوبت مناسب نياز دارد. البته رطوبت بيش از اندازه مضر است. نيشکر براي رشد و نمو به 50 تا 30 هزار متر مکعب آب نياز دارد. ضريب تبخير و تعرق نيشکر حدود 200 تا 150 ليتر آب است. در سال اول معمولا حدود 30 مرتبه آبياري نياز دارد .در هر مرتبه 200 تا 100 ميلي متر آب نياز دارد. فواصل آبياري در ماه هاي تير و مرداد هر هفت روز يکبار و در شهريور ماه به بعد فواصل دور آبياري 25 تا 20 روز خواهد بود. خاک هاي عميق با بافت متوسط تا نيمه سنگين براي نيشکر مفيد است. نور يکي ديگر از عوامل محيطي است که روي پنجه زدن و رشد و نمو نيشکر مفيد است. در روز هاي خيلي کوتاه نيشکر به گل مي رود . هواي ابري به مدت طولاني باعث نرمي ساقه هاي نيشکر مي شود. يکي ديگر از عوامل محيطي که روي رشد و نمو در نيشکر و کلا در نباتات تاثير دارد باد است. بطوريکه باد شديد در مزارع نيشکر باعث شکستگي و ورس8 نيشکر مي شود (خواجه پور،1385).
4-2. مورفولوژي نيشکر
1-4-2 ريشه:
ازدياد نيشکر بصورت قلمه ميباشد. پس از آنکه قلمه در شرايط مناسب محيطي قرار گرفت ريشه هاي نازک و يکنواخت سفيد رنگ از آن خارج مي شود پس از آنکه ساقه رشد کرد ريشه هاي ساقه بوجود مي آيد. اين ريشه ها خيلي محکم تر از ريشه هاي قلمه اي مي باشند در داخل خاک معمولا سه نوع ريشه بوجود مي آيد.
1-1-4-2- ريشه هاي سطحي:
که داراي انشعابات زيادي ميباشند طول آنها وابسته به رقم و بين 250 تا 50 سانتيمتر است.
2-1-4-2- ريشه هاي مياني:
اين ريشه ها را ريشه هاي پشتيبان نيز مي گويند و نقش آن تثبيت گياه مي باشد. رنگ آنها سفيد و داراي سرعت رشد زيادي مي باشند و عميق تر از ريشه هاي سطحي هستند.
3-1-4-2- ريشه هاي عميق:
اين ريشه ها بطور مستقيم در خاک فرو مي روند و ممکن است تا عمق چند متري نفوذ کنند در مناطق حاره در صورتي که رطوبت کم باشد اين ريشه ها بسرعت در زمين فرو مي روند. بعضي از ارقام نيشکر داراي قدرت توليد ريشه هاي زياد بوده و عواملي مانند واريته و حرارت و رطوبت و جنس خاک و… روي وضع پخش و نمو ريشه تاثير دارد(خواجه پور، 1385).
2-4-2 ساقه:
ساقه نيشکر به شکل استوانه اي و داراي مغز است که ذخاير ساکارز بيشتر در قسمت هاي مرکزي و پاييني آن مي باشد. قسمت فوقاني ساقه همانند قسمت فوقاني چغندر غني از عناصر معدني و فروکتوز و گلوکز است. ساقه از گره ها و ميان گره ها تشکيل شده است. معمولا قسمتي از ساقه زير خاک است. طول ساقه در انواع مختلف متفاوت است و حدود 2 و حداکثر تا 6 متر به قطر 6تا2 سانتيمتر مي باشد. در هر گره حداقل يه جوانه مولد ساقه و حلقه اي از جوانه هاي مولد ريشه هاي نابجا وجود دارد. جوانه هاي گره هاي سطح خاک و زير خاک فاقد خواب بوده و توانايي توليد پنجه هاي زيادي دارند. در بعضي از مزارع نيشکر از گره هاي نزديک سطح خاک ريشه هايي خارج مي شود. علت اين امر مربوط به رطوبت زياد در سطح زمين است. در قسمت پايين جوانه هاي جانبي يک برآمدگي وجود دارد که محل اتصال غلاف به ساقه است. کار غلاف محافظت از جوانه هاي جانبي مي باشد.
3-4-2 برگ:
برگها بصورت متناوب روي ساقه از محل گرهها خارج ميشوند. هر برگ از پهنک و غلاف تشکيل شده است. طول برگها ممکن است به يک متر حتي بيشتر نيز برسد. رنگ برگها در قسمت بالايي سبز تيره و در محل غلاف سبزروشن ميباشد. البته رنگ برگها از سبز مايل به زرد تا سبز تيره در ارقام مختلف متفاوت است. پهنک داراي يک رگبرگ اصلي است برگ نيشکر داراي زبانک و گوشوارک مي باشد.
4-4-2 گل:
نيشکر بعد از 24 تا 12 ماه رشد رويشي چنانچه تحت شرايط روزهاي بسيار کوتاه قرار بگيرد توليد گل ميکند گلآذين نيشکر بصورت خوشهاي مرکب و داراي انشعاب زياد به طول100 تا30 سانتيمتر و از انتهاي ساقه بوجود ميآيد. گلداراي3 پرچم و مادگي ميباشد. بسياري از ارقام زراعي نر عقيم بوده و بذر توليد نميکنند. گلهاي انتهايي بارور و گلهاي پايين تر عقيم هستند. بذر نيشکر شبيه دانه گندم است . دانه قدرت حياتي کمي داشته و بعد از رسيدن پس از مدت کوتاهي از بين مي رود. هنگام گل کردن مقدار قند ساقهها کاهش مييابد. در مزارع براي جلوگيري از به گل رفتن نيشکر ميتوانيم با پاشيدن علف کش داي کوات مانع به گل روي نيشکر شويم. بعد از گلدهي رشد طولي ساقه متوقف ميشود.(خواجه پور،1385).
5-2 زمان کاشت قلمه‌هاى نيشکر
زمان مناسب کاشت نيشکر در شرايط آب و هوائى خوزستان از نيمه دوم مرداد تا اواخر مهرماه مى‌باشد. بايد توجه داشت که کشت‌هائى که با تأخير انجام شود در سال بعد کاهش محصول خواهد داشت.
کشت نيشکر معمولا از اواسط مردادماه تا اواسط مهرماه بصورت کشت دو رديفه روى پشته (پاين اپل مستقيم) و کشت داخل فارو (پاين اپل معکوس) با فاصله مرکز به مرکز فاروها ??? سانتيمتر انجام مىگيرد. کشت نيشکر در واحدهاى هفت‌تپه و کارون بصورت جوي، پشته و کشت در کف فارو انجام ميگيرد. در اين روش فاصله مرکز به مرکز فاروها ??? سانتيمتر است.
6-2. محصولات جانبي نيشکر
نيشكر تنها محصولي است كه ضايعات ندارد و با استفاده از ضايعات آن حدود 28 محصول صنايع جانبي توليد و از آن‌ها استفاده بهينه‌اي مي‌شود و در نتيجه هر محصول فرعي نيشكر به يك محصول اصلي براي صنعتي ديگر تبديل مي‌شود.
باگاس يا تفاله نيشكر مواد اوليه براي توليد كاغذ MDF، خوراك دام، الكل و چند محصول ديگر است. از ديگر صنايع جانبي كه از باگاس نيشكر قابل توليد است مي‌توان به توليد MDF اشاره كرد. از تفاله مي توان بعنوان بستر مرغ و دام نيز مصرف مي شود(يداله خواجه زاده1389).
7-2 ارقام تجاري نيشکر
1-7-2 رقم CP48-103 :
اين رقم از تلاقي Cp29-320 و Co296 در سال 1948 در منطقه کانال پوينت آمريکا انتخاب شده است. به دليل عملکرد خيلي خوب شکر و نيشکر در مناطق زيادي از جهان همانند ايران، آرژانتين و پاکستان کشت ميگردد. اين رقم از فيبر کمي برخوردار بوده و عملکرد بالايي دارد. برگها کم عرض و رنگ ساقه آن به هنگام رسيدگي به زردي ميگرايد. به خوابيدگي (ورس) حساس و به سرما متحمل است. از قدرت بازويي بالايي برخوردار است. برگهاي اين رقم از ساقه هاي زيگزاگ آن به راحتي جدا ميشوند. به اغلب بيماريهاي موجود مقاوم و به بادهاي گرم بسيار حساس و به آفت ساقه خواران متحمل ميباشد. رقم CP48-103 از مهمترين ارقام شکرساز به ويژه در کشت و صنعتهاي نيشکري در شمال خوزستان به شمار ميرود. امروزه اين رقم حدود 26 درصد سطح زير کشت را به خود اختصاص داده است (پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
2-7-2 رقمCp57-614 :
اين رقم از تلاقي Cp53-17 و Cl47-143 در منطقه کانال پوينت آمريکا حاصل شده و به مناطق نيشکرکاري همانند ايران و مراکش به صورت تجاري معرفي گرديده است. در شرايط کشورمان خيلي زودرس و از قند بالايي برخوردار است. فيبر آن نسبتاً زياد بوده و به هنگام رشد مناسب در سال اول معمولاً ورس مينمايد. اين رقم از مقاومت بازويي مناسبي برخوردار نميباشد. برگها افراشته و به رنگ سبز تيره است. ساقه نيز مستقيم و ميانگره ها به شکل ماسورهاي ديده ميشوند. عملکرد اين رقم در خوزستان به ويژه درسال اول کشت مناسب ميباشد. به بادزدگي در تابستان و سرما در زمستان حساس ميباشد. به آفاتي چون کنه حساس و به ساقه خواران نيشکر نسبتاً مقاوم است. به بيماريهايي از قبيل پوکابونگ(چاقو بريدگي)، سياهک ساقه نيشکر حساس، به ويروس موزائيک نيشکر نيمه حساس و متحمل بيماريهاي کوتولگي راتون نيشکر(RSD) ميباشد. درحال حاضرحدود20 درصد از اراضي زيرکشتنيشکر درخوزستان به اين رقم اختصاص يافته است(سلطاني حويزه وهمکاران ،1383، پرويزي آلماني وهمکاران، 1390).
3-7-2 رقم Cp65-315:
اين رقم از ارقامي است که در ايستگاه کانال پوينت ايالت فلوريدا آمريکا بدست آمده است. اين رقم جزء ارقام زود رس- ميان رس با درصد قند متوسط و عملکرد بالاست. درصد فيبر آن مناسب بوده و کيفيت شربت خود را تا آخر فصل حفظ ميکند. جوانه زني و رشد بسيار سريع دارد. حساس به سرما ميباشد. به ويروس موزاييک نيشکر نسبتاً مقاوم، مقاوم به سياهک ساقه نيشکر، حساس به بيماري کوتولگي ساقه نيشکر و ساقه خواران نيشکر ميباشد. يکي از معايب آن ايجاد ساقه هاي جانبي 9 زياد ميباشد. سطح زير کشت اين رقم در اراضي نيشکر کمتر از 1درصد است (پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
4-7-2 رقم Cp69- 1062:
به احتمال زياد اين رقم فقط در ايران در سطح تجاري کشت ميگردد. رقمي است ميانرس متمايل به زودرس که از قند و عملکرد خوبي برخوردار است. ميزان فيبر آن کم بوده و مورد توجه کارخانجات نيشکري به ويژه در فصل رسيدگي کامل آن ميباشد. اين رقم به سرما حساس بوده و در درجات کمتر از 2- درجه سانتيگراد کيفيت شربت آن کاهش مييابد. در شرايط بادهاي بسيار گرم خوزستان سبزينگي برگهاي خود را حفظ نموده و به غالب بيماريهاي موجود مقاوم است. به دليل وجود فيبر کمتر ساقه به ساقه خواران نيشکر حساس ميباشد. کشت اين رقم در سالهاي اخير در کشت و صنعت هاي نيشکري به ويژه در جنوب خوزستان افزايش چشمگيري داشته است. در حال حاضر حدود 42 درصد اراضي زير کشت از اين رقم مي باشد (پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
5-7-2 رقم Cp70-321:
اين رقم از تلاقي Cp57-614 و Cp61-039 در ايستگاه کانال پوينت ايالت فلوريدا آمريکا بدست آمد. جزء ارقام زودرس با قند بالا و عملکرد خوب است. درصد فيبر آن مناسب بوده و کيفيت شربت خود را تا آخر فصل حفظ ميکند. برگها عريض، برافراشته و به رنگ سبز تيره است. ساقه به صورت استوانه اي و ميانگره ها به شکل مخروط وارونه ديده ميشوند. داراي جوانه زني متوسط، رشد سريع و حساس به سرما ميباشد. به ويروس موزاييک نيشکر، سياهک ساقه نيشکر مقاوم بوده ولي به بيماري کوتولگي ساقه نيشکر نيمه حساس ميباشد. به بادزدگي در تابستان نسبتاً مقاوم و در سرماي زمستان کمتر از 2- درجه سانتي گراد خسارت ميبيند. ولي در مقايسه با Cp57-614 به سرمازدگي مقاوم است. اين رقم عملکرد خوبي را بخوبي در بازويي ها حفظ ميکند. سطح زير کشت اين رقم در اراضي نيشکر کمتر از 1 درصد است (پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
6-7-2 رقم Sp70-1143:
اين رقم از تلاقي IAC48-65 * PCدر مرکز اصلاح نيشکر برزيل بدست آمده است. به خشکي مقاوم بوده و داراي درصد قند مناسبي است. در شرايط آب و هوايي خوزستان از عملکرد خوبي برخوردار است. کيفيت خود را تا اواخر فصل برداشت حفظ ميکند. با توجه به اينکه داراي رشد سريع بويژه در اوايل دوره رشد است، جزء رقمهاي زودرس طبقه بندي ميگردد. نسبت به بادهاي گرم نسبتاً مقاوم بوده و سبزينگي خود را حفظ ميکند. اين رقم نسبت به بيماري سياهک ساقه نيشکر مقاوم و نسبت به ساقه خواران نيشکر نسبتاً مقاوم ميباشد. پنجه زني آن متوسط و در بين ارقام تجاري نسبت به سرما از همه مقاومتر است. شيوع بيماري کوتولگي راتون نيشکر در اين رقم متوسط ميباشد. سطح زير کشت اين رقم در اراضي نيشکر حدود 3 درصد است (پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
7-7-2 رقم Cp73-21:
رقم Cp73-21 از ارقامي است که در ايستگاه کانال پوينت ايالت فلوريدا آمريکا بدست آمده است. اين رقم جزء ارقام زودرس با درصد قند بالا و عملکرد خوب است. درصد فيبر آن مناسب بوده و کيفيت شربت خود را تا آخر فصل حفظ ميکند. داراي جوانه زني متوسط، رشد سريع و نيمه حساس به سرما مي باشد. به ويروس موزاييک نيشکر نيمه مقاوم، به سياهک ساقه نيشکر مقاوم، به بيماري کوتولگي ساقه نيشکر نيمه حساس و به ساقه خواران نيشکر مقاوم مي باشد. به بادهاي گرم منطقه حساس مي باشد. سطح زير کشت اين رقم در اراضي نيشکر حدود 3 درصد است(سلطاني حويزه و همکاران ،1383، پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
8-7-2 رقم IRC99-01:
اين رقم از تلاقي Cp48-103 و Cp52-258 در موسسه تحقيقات و آموزش توسعه نيشکر و صنايع جانبي خوزستان بدست آمده است. بذور اين تلاقي در سال 1377 وارد کشور گرديد. بعد از انجام عمليات برنامه اصلاحي بر روي تلاقي فوق، کلون هاي برتر در مقايسه با ارقام تجاري فعلي انتخاب گرديدند. به عنوان اولين رقم نيشکر ايراني به صورت تجاري معرفي گرديد. در شرايط کشورمان زودرس و از درصد قند بالايي برخوردار است. که به ويروس موزاييک نيشکر نيز مقاوم است. به بادزدگي در تابستان و آفت کنه نسبتاً مقاوم و به سرما در زمستان نسبتاً حساس مي باشد. اين رقم داراي قابليت روتونينگ مناسبي ميباشد. همانند رقم Cp57-614 بايد قبل از سرماي زمستانه برداشت شود (پرويزي آلماني و همکاران، 1390).
8-2 بيماري هاي نيشكر
تا به حال 164 بيماري در جهان گزارش شده است كه در قسمتهاي مختلف گياه از قبيل برگ، ساقه، ريشه و ديگر قسمتهاي آن ايجاد آلودگي مي‌كنند. اغلب آنها از اهميت اقتصادي كمتري برخوردارند ولي بيماريهايي كه در ساقه و ريشه بوجود مي‌آيند، خسارت هنگفتي به محصول و صنعت نيشكر وارد مي‌سازند.
بيماريهاي نيشكر براساس انتقال عامل بيماري بر روي گياه سالم جهت ايجاد آلودگي اوليه به ترتيب اهميت به سه دسته تقسيم مي‌شوند:
1- بيماريهاي قلمه‌زاد10
2- بيماريهاي خاكزاد11
3- بيماريهاي هوازاد12
در يك مزرعه معمولي كه سالم بنظر مي‌رسد، بيماريهاي سياهك ساقه نيشكر13 ، ويروس موزاييك نيشكر و كوتولگي را تون نيشكر جملگي 20 تا 10 درصد محصول را كاهش مي‌دهند. هنگامي كه بعضي از بيماري هاي خطرناك در سطح مزرعه بصورت گسترده و اپيدميک 14 شيوع مي‌يابند مي‌تواند تا 70 درصد محصول را از بين ببرد. در هندوستان گاهي اوقات خسارت ناشي از بيماري پوسيدگي قرمز نيشكر15 آن قدر شديد است كه كل مزرعه را از بين مي‌برد (موسوي جورف و همکاران، 2006).
9-2 . بيماريهاي نيشكر ايران
1-9-2- بيماريهاي عفوني :
تا به حال 16 بيماري انگلي نيشكر در ايران گزارش و مشاهده شده است. اين بيماري ها شامل 2 بيماري ويروسي شامل موزائيك و زردي برگ نيشكر16، 2 بيماري فيتوپلاسمايي شامل سفيد برگي نيشكر و زردي برگ نيشكر17، 4 بيماري باكتريايي شامل بيماري كوتولگي راتون نيشكر18،



قیمت: تومان


پاسخ دهید