اصلاح برای مقاومت به آفات و بیماریها

مقدمه

ابتدا انسانها زندگي خود را با شکار و جمع آوري ، دانه باب و ميوه جات سپري مينمودند. ولي با گذشت زمان پي بردند که ميتوانند از تغيرات طبيعي که در موجودات وحشي و يا تغيرات مصنوعي که خود بوجود مي آورد استفاده نمايد.

برداشت تخم ها و کشت مجدد تخم هاي برداشت شده و مخلوط نکردن آنها با تخم هاي نباتات وحشي در انتخاب صفات زراعتي مثلاً عدم خواب تخم ، گلدهي همزمان و همزماني رسيدگي ، بزرگي تخم و عدم ريزش ، غربال و انتخاب بسيار با ارزش بود که توسط انسانها عملي ميشد.

علم ، هنر تغيیر و اصلاح ترکيب جنتکي گياهان را که بروي افزايش و اقتصادي آنها صورت ميگيرد اصلاح نبات يا Plant breeding گويند.

منظور از هنر اينست که اصلاح گران قادر به مشاهده و تشخيص اختلافات موجود در بين نباتات باشد و بتواند بهترين نوع را مورد انتخاب قرار دهد.

در زمانهاي قديم اصلاح نباتات و اصلاح براي مقاومت به آفات و بيماريها به عنوان يک هنر محسوب ميشد زيرا انتخاب بر اصول علمي استوار نبود از زمان شروع انتخاب تا زمان کشف مجدد قوانين مندل ، انتخاب که انجام ميشد هوشيارانه نبود . يعني فلسفه انجام کار هاي شان را نمي دانستند و بيشترين نباتات زراعتي و ورايتي هاي محلي بوسيله همين روش موثر انتخاب بدون آگاهي ، اهلي شده اند.

با پيشرفت علم جنتيک و علوم وابسته ديگر اصلاح نباتات با اين علوم مرتبط شد و ديگر هنر و مهارت به تنهايي در امر انتخاب دخالت نداشت و اصلاح کننده گان بنابر اصول علم و يا قصداً ميتوانست تنوع و تغيرات را در نباتات ايجاد نمايد و از اين راه ورايتي هاي جديد ، با صفات دلخواه بوجود آورد.

اگر چه مـــهارت و هنر هم يکي از ابزار مهم انتخاب به شـــــــــمار مي آيد ولي در حال حاضر اصلاح نبات بايد بر اساس اصول جنتيکي انجام گيـــرد ، چرا که بدون درک مفاهيم علم جنتيک چانس موفقيت بسيار کم خواهـــد بود.

امروز انتخاب هوشيارانه است و بر اساس قوانين و روشهاي خاص صورت مي پزيرد ، اين عمل نه تنها براي اهلي کردن نبات وحشي صورت ميگيرد بلکه براي بهبود نباتات موجود نيز از همين روش استفاده ميشود (مثلاً عدم حساسيت به طول روز ، همزماني رسيدگي ، مقاومت به سرماي زمستان ، مقاومت به امراض ، مقاومت به آفات و مقاومت به حشرات ) بنابر اين فلسفه کار هاي که در اصلاح صورت ميگيرد براي نسل گيران مشخص و روشني است از اين جهت اصلاح براي مقاومت به آفات و بيماريها معمولاً يکي از مهمترين هدفهاي توليد ورايتيها مي باشد.

ورايتي مقاوم براي کنترول به آفات و بيماريها ، نماتودها و حشرات بطور موثر مورد استفاده قرار ميگيرند لازم است معلومات مختصري را در اين رساله به کمک آن ذات پاک و به همکاري استاد رهنماي خويش تحرير نمايم.

تعريف و تاريخچه:

مقاومت يعني توانايي نبات به استقامت ، پايداري ، کاهش دادن اثر و يا برتري يافتن بر حمله پرازيت. بدون مقاومت به پرازيت ، نباتات نمي توانند بقا پيدا کنند.

پرازيت ها موجودات هستند که غذاي خود شان را از نباتات که روي آنها رشد مينمايند بدست مي آورند. بعضي از پرازيت ها در ميزبان شان توليد بيماري مينمايند و از اين جهت پتوجن ناميده ميشوند.

بطور متوسط سالانه حدود %30 توليدات زراعتي ما در سالهاي معمولي طعمه آفات و امراض ميشوند در سال 1943 در اثر قحطي در هندوستان بيش از چندين مليون نفر مردند و علت آن از دست رفتن محصول برنج به علت حمله بيماري لکه قهوئي بود.

در آيرلند شمالي از بين رفتن محصول کچالو به علت بيماري قارچي باد زده گي کچالو در سال 1862 حدود 1,5 مليون نفر را کشت و يک مليون نفر هم مهاجرت کردند.

زراعت يکي از مهم ترين پديده هاي غير طبيعي در روي زمين است که باعث بر هم زدن توازن سيستم ميزبان پتوجن شده است. اين اختلال در سيستم باعث بروز ساري بودن و خسارات سنگين به محصولات زراعتي شده است.

پتوجنها و نباتات ميزبان شان بايد قاعدتاً توام باهم منشآ گرفته و تحمل حاصل کرده باشند.

تسوفراست فيلسوف يوناني اولين کسي بود که تشخيص داد بين ورايتي ها و عکس العمل هاي متفاوت نسبت به يک بيماري وجود دارد. براي مدتهاي زياد تصور بر اين بود که بيماري نتيجه پوسيدگي قسمتهاي از نباتات است و به فکر اينکه دليل پوسيدگي را بدانند قادر نبودند ، در مورد خسارات توسط آفات شکي نداشتند ، چون آفات را ميديدند که از گياهان تغذيه ميکنند. پروست در سال 1870 گزارش داد که سياهک گندم توسط قارچها  ايجاد ميشود. بيفن اولين کسي بود که گزارش داد که مقاومت به زنگ زرد گندم توسط يک جن مغلوب کنترول ميشود. ولي در نسل F2 نسبت 1:3 حساس به مقاومت مشاهده کرد. اصلاح براي مقاومت بصورت سيستماتيک بعد از آنزمان شروع شد. امروز ورايت هاي مقاوم بيشترين سهم را در اصلاح نباتات دارند.

تفاوت بين اصلاح براي حاصل دهي و اصلاح براي مقاومت:

1: در اصلاح براي حاصل دهي جنوتايپ گياه و اثر متقابل آن با محيط دوعامل بيماري مهم ميباشند. در حاليکه در اصلاح براي مقاومت سه جزء مهم بايد در نظر گرفته شوند که به مثلث بيماري ميتوانيم اشاره کرد.

در متقابل اين سه جزء ايجاد مقاومت يا حساسيت مينمايند. هر سه جزء مثلث داراي اهميت مساوي ميباشند. موقع که پتوجن غير بيماري زا (آوير ولنت) است يا محيط مناسب نيست يا ميزبان مقاوم است ممکن است مقاومت را مشاهده کنيم.

پتوجن غير بيماري زا پتو جن است که نمي تواند بيماري ايجاد کند و يا پتوجن که ميتواند بيماري ايجاد کند بنام بيماري زا (ويرولنت) ناميده ميشود. پتوجن ويرولنت ، محيط مناسب و ميزبان حساس براي رخداد يک بيماري لازم و ضروري هستند.

2: اصلاح براي حاصل دهي منحصراً در ارتباط با افزايش قوه حاصل دهي مي باشد ، در حاليکه اصلاح براي مقاومت فراهم کردن ثبات براي حاصل دهي مي باشد.

3 : اپي فيتو تيک :ـ يعني ايجاد بيماري باشدت زياد بصورت موضعي براي انتخاب ورايتي هاي مقاوم  ضروري است ، در حاليکه در برنامه هاي اصلاح براي افزايش حاصل دهي چنين چيزي ضرورتاً لازم نيست.

4 : موقع که جنو تايپ با حاصل دهي بالا توليد شد بصورت دايم باقي ميماند در حاليکه مقاومت ممکن است پس ازمدتي از بين برود.

تقسيم بندي مقاومت:

هرنوع نباتات توسط صد ها نوع پتوجن آلوده ميشود. غالباً هر نبات توسط صد ها يا هزاران فرد از يک پتوجن (اسپوريا کونيديم) مورد حمله قرار ميگيرد. نباتات که باقي ميمانند مقاوم است.

الف ـ مقاومت بر اساس وجود :

1 ـ وجود از قبل :ـ يعني مقاومت حتي در غياب پتوجن در گياه وجود دارد ــ اين نوع مقاومت ، مقاومت از قبل تشکيل شده يا مقاومت غير فعال ناميده ميشود(مقاومت به سفيدک جو).

2 ـ القايي :ـ يعني مقاومت در غياب پتوجن در ميزبان وجود ندارد اما با تماس پتوجن با گياه مقاومت القاء ميشود. اين نوع مقاومت ، مقاومت فعال ناميده ميشود.

مثلاً گياهچه هاي پنبه به علت عدم وجود کپسول به بيماري از آفات حساس اند ، اما به مجرد آلوده شدن با ورايتي سيليوم ، کپسول در گياهچه توليد ميشود و گياهچه مقاوم ميگردد. معمولاً فقط گياه هان بالغ کپسول دارند و گياهچه هاي نابالغ کپسول ندارند.

ب ـ بر اساس پاسخ ميزبان :

1 ـ مصئونيت :ـ مصئونيت يعني استثنا از آلوده گي يا صد در صد عاري از بيماري حالتي که هيچ نشانۀ از بيماري ظاهر نميشود. مثلاً کچالو به زنگ گندم مصئون است.

2 ـ تحمل :ـ تحمل يعني اينکه ميزبان ميتواند بيماري را تحمل کند. تحمل ممکن است به عنوان عدم آشکار شدن هيچ نوع نشانۀ از بيماري باشد. در حاليکه عامل بيماري مثلاً ويروس در ميزبان وجود دارد. يا ممکن است به عنوان عدم کاهش حاصل دهي ، در حاليکه آلودگي توسط پتوجن رخداده است ، تعريف شود.

بنابر اين تحمل به عنوان توانايي جنوتايپ ميزبان براي جبران کاهش حاصل دهي حتي زماني که آلوده به بيماري ميباشد.

3 ـ مقاومت :ـ بصورت خيلي ساده مقاومت حالتي را شامل ميشود که اثر متقابل بين ميزبان و پتوجن وجود دارد. بنابر اين مقاومت هميشه جزئي است ، يعني هميشه بر عکس مصئونيت که هيچ نشانۀ از بيماري ايجاد نميشود مقداري کم از بيماري را مشاهده ميکنيم. گياهي مقاوم است که اجازه ورود يا رشد و تکثير به پتوجن ندهد.

ج ـ بر اساس کنترول جنتيکي :

1 ـ اليگوجنيک :ـ يا مقاومت توسط جن هاي بزرگ اثر ، اين نوع مقاومت توسط تعداد محدود جن کنترول ميشود که اثر هر جن کاملاً بارز است. مثلاً مقاومت به زنگ زرد يا مقاومت به Late blight مقاومت ممکن است توسط جن غالب يا مغلوب کنترول شود.

2 ـ پلي جنيک :ـ يا مقاومت توسط جن هاي کوچک اثر ، اين نوع مقاومت توسط جن هاي زياد کنترول ميشود و اثر هر جن بصورت انفرادي مانند قبل زياد و آشکار نيست بلکه مانند خصوصيات کمي است.

3 ـ سايتو پلازميک :ـ چنين مقاومتي توسط عوامل سايتوپلازمي کنترول ميشود.

براي مثال جواري هاي با سايتوپلازم (Texams malestrile)  که براي توليد تخم هايبريد کار ميرفتند به نژاد T ، Sourthern Corn Blight حساس بودند. بر عکس آن سايتوپلازم هاي C   يا S که نر عقيم هستند با نژاد T   پتوجن مقاوم اند.

د ـ بر اساس ميکانزم مقاومت :

1 ـ ميخانيکي :ـ مقاومت ميخانيکي يا ساختماني به علت خصوصيات بيروني يا دروني گياه اتفاق ميابد. اولين خط دفاع ، سطح نبات يعني سطح برگ و ساقه است.

قسمت هاي درشت کيوتيکل واکسي و قسمت کوچک بروي ساقه هاي نبات و برگها باعث جلوگيري از جوانه زدن و ورود پتوجن به بافت ميزبان ميشوند. سلولهاي اپيدرم ورايتي هاي برنج مقاوم به بلاست ليگنين شده اند. تشکيل لايه چوب پنبه در پيشاپيش منطقه آلوده به ايزو وکتونيا در کچالو با ايجاد لايه سخت و متورم در اطراف منطقه آلوده از پيشروي بيماري جلوگيري ميکند.

 2 ـ بيو کيمياوي :ـ گياهان به طريق متفاوتي به دفاع در برابر بر حمله پتوجن ميپردازند.

بعضي از اين عکس العمل هاي مقاومت به قرار زير مي باشند.

A ـ فوق حساسيت :ـ فوق حساسيت بخاطر افزايش حساسيت سلولهاي ميزبان در منطقه آلوده و بصورت نکروزه شدن آن منطقه پديدار ميشود. بافت نکروز شده پرازيت از ميزبان زنده جدا ميکند ، بنابر اين مانع از رشد بيشتر پتوجن ميشود.

فوق حساسيت را به اين صورت تعريف کرده اند.

تعريف :ـ تمام تغيرات مورفولوژيکي و هستولوژيکي که توسط آلوده گي به پتوجن ايجاد ميشود که باعث مرگ پيش رسي بافتها يا سلولهاي مجاور شده (نکروزه) و همين امر باعث غير فعال شدن و توقف حرکت پتوجن ميگردد. مثلاً مقاومت کچالو به Phyto phthora in festance  يا مقاومت به نيماتود زخم ريشه در گندم مثالي از اين نوع مي باشد.

B ـ مقاومت به فيتوتوکسين ها:ـ بعضي از پتو جن ها توکسين هاي را توليد مينمايد که باعث مرگ ميزبان ميشوند. گياهان مقاوم حالتي را دارند که به اين توکسين ها حساس نيستند. براي مثال عامل بيماري    Victoria blight يعني Helminthosporium Victoria  توليد توکسين را مي نمايد بنام ويکتورين ياد ميکند.

C ـ فيتو الکيسن :ـ فيتو الکين ها مواد هستند که توسط ميزبان در پاسخ به ايجاد زخم ، تحريکات فزيولوژيکي و يا عوامل آلوده گي توليد ميشوند و يا اينکه محصولات حاصل از آنها که در اثر تجمع مانع از رشد مايکرو اورگانزم ها و نيماتود ها ميشوند.

در پياز و جواري DIMBOA ، در نخود Pistin ، در لوبيا Phaseollin   ، در کچالو Rishtin ، فيتو الکيسن هاي هستند که مقاومت ميکنند.

هـ ـ مقاومت بر اساس درجه و محدوده مقاومت :

واندرپلانک در سال (1968، 1963) اين مفاهيم را معرفي کرده و مقاومت را بدو گروهي افقي و عمودي طبقه بندي نمود.

1 ـ مقاومت عمودي :ـ اين مقاومت تحت نام مقاومت افتراقي و يا مقاومت مختص نژاد ناميده ميشود. و از اين نظر عمودي ناميده ميشود که به بعضي از نژاد هاي پتوجن مقاوم و به بعضي از نژاد ها حساس ميباشد.

2 ـ مقاومت افقي :ـ اين مقاومت تحت نام مقاومت يک نواخت و مقاومت غير ويژه نيز ناميده ميشود و به اين مفهوم است که به ميزان معين به تمامي نژاد هاي موجود پتوجن مقاوم است.

جنيتيک اثر متقابل ميزبان ـ پتوجن :ـ

اولين تلاش موفقيت براي درک جنتيک اثر متقابل ميزبان ـ پتوجن توسط فلور انجام شد. وي نتايج آزمايش را در سال 1956 بنام فرضيه جن براي جن بيان کرد. اين فرضيه بيان ميدارد که براي هر جن که باعث عکس العمل مقاومت در ميزبان ميشود يک جن عامل بيماري زايي در پتوجن وجود دارد.

فلور در رابطه با کتان و زنگ کتان که توسط (Melampsora lini) ايجاد ميشود کار ميکرد. در اين قارچ حالت بيماري زايي پتوجن ، مغلوب حالت عدم بيماري زايي است در ميزبان مقاومت بر حساسيت غالب ميباشد.

در اين حالت ، مقاومت فقط زماني مشاهده ميشود که ميزبان با جن غالب توسط پتوجن با جن غالب مورد حمله قرار ميگيرد. در بقيه حالت حساسيت مشاهده خواهد شد.

زوال مقاومت :

ورايتي هاي مقاوم بعد از مدتي به يک و يا به چندين دليل زير ممکن است حساس شوند.

1 ـ تغير محيط :ـ جن هاي عامل مقاومت تحت محدوده محيطي خاص عمل ميکنند ، زمانيکه اين شرايط بر هم ميخورد ، جن هاي عامل مقاومت بيان نميشود تا مقاومتي ايجاد کنند و لذا ورايتي حساس ميشوند.

براي مثال ورايتي هاي بادنجان رومي حامل جن CF1 در تابستان (Cladosporium Fulvum) مقاوم اند ، در حاليکه با سرد شدن هوا اين مقاومت به شکست مواجه خواهد شد.

2 ـ از دست رفتن مقاومت :ـ ميزبان ممکن است در اثر موتاسيون ، تفکيک و ديگر باروري با ورايتي هاي حساس ، مقاومتش را از دست بدهد. اين نوع از دست دادن مقاومت بسيار کم اتفاق مي افتد.

3 ـ ظهور نژاد هاي جديد:ـ پتوجن ممکن است نژاد ها يا بيوتايپ هاي جديد ايجاد کند. زمانيکه ورايتي هاي مقاوم آزاد شدند پتوجن نيز در پاسخ به آنها تغيراتي را متحمل ميشود و ايجاد نژاد هاي بيماري زا (ويرلنت) جديد مينمايد.

براي مثال ورايتي (IR26) برنج به بيوتايپ 1 ملخ (Plant hopper) مقاوم بود.

بعد از مدتي به بيو تايپ جديدي از اين ملخ حساس شد و زارعين خسارات بيشتر را از پيش متحمل شدند. دليل اين امر بخاطر ظهور بيوتايپ 2 بوده. شواهد روشني زياد وجود دارد که چگونه زنگ قهوئي گندم با تغير ورايتي هاي گندم تغير کرده است.

نژاد هاي 262 و 162A در سال 1965 نژاد هاي غالب بودند ولي نژاد هاي 12 ، 17 و 104 در سال 1975 غالبيت يافتند.

اصلاح براي مقاومت به آفات:

مقاومت به آفات معمولاً يکي از مهمترين هدفهاي اصلاح گران و توليد ورايتي هاي مقاوم بوده. تا اينکه بتوانند از اين طريق محصولات قناعت بخش را بدست آورند. بخاطر اينکه شغل زراعت و محصولات که از اين جهت بدست آورده ميشود با آفاتهاي گوناگون دچار و مبتلا ميشودند ، مثلاً بيش از نيمي از حشرات غذاي خود را از گياهان بدست مي آورند و بدين روش خسارات شديدي را به محصولات زراعتي وارد ميکند و سطح اقتصاد را پائين مي آورد. بطور نمونه حمله ملخ ها به غلات خصوصاً در گندم در بعضي از سالها خسارات را که ايجاد ميکند قابل تحمل نيست و بر همه روشن است ، بنابر اين روش هاي زير را در نظر ميگيريم تا اينکه از اين مشکلات کاسته شوند.

A ـ ميکانيزم مقاومت به حشرات :

سه ميکانيزم وجود دارد که توسط آنها مقاومت ميزبان به حشره عمل شوند ، و به تنهايي و يا بطور گروهي ممکن است باعث مقاومت يک ورايتي شوند.

1 ـ عدم رغبت :ـ بعضي از گياهان بصورت طبيعي ميزبان حشره نيستند ، يعني بافت گياه و سيستم تغذيه حشره طوري است که از آن گياه نمي تواند تغذيه کند. بعضي از گياهان ممکن است مواد از خود ترشح کنند که باعث دفع حشره شود. عدم رغبت توسط چند عامل که ارثي ميباشند کنترول ميشود. بعضي از گياهان که حشرات رغبتي به تغذيه به روي آنها ندارند بصورت طبيعي مقاوم ميشوند.

2 ـ انتي بيوسيس :ـ انتي بيوسيس شامل تمام اثرات معکوس ميشود که ميزبان مقاومت بر زندگي تغذيه کننده از آن ميگذارد. انتي بيوسيس ممکن است باعث مرگ لاروا ، اختلال در دوران زندگي ، فزيولوژي غير نورمال ، تغذيه کم و کوچک شدن جسم حشره ميشود. مقاومت ورايتي هاي برنج به نوعي ملخ Plant hopper به علت انتي بيوسيس مي باشد.

3 ـ تحمل :ـ در مقايسه با دو روش قبلي ، تحمل فقط از خصوصيات ميزبان ميباشد. تحمل به معني توانايي جبران خسارات و عدم کاهش قابل ملاحظه محصول به دليل بينش خوب ، رشد مجدد و ترميم بافت خسارات ديده ميباشد. به عنوان مثال F1 هاي هيترو زايگوس دو والد حساس سورگوم با آفتاب تحمل دارند. و ورايتي هاي برنج به کرم ساقه خوار تحمل دارند چون که باتشکيل ساقه هاي اضافي ميتوانند خسارات را جبران کنند.

توارث تحمل در بيشتر حالت پيچيده است و تصور ميشود که توسط چندين جن کنترول ميشود.

B ـ روش جدا سازي :

روش جدا سازي مقاومت به ماهيت محصول ، دوران زندگي حشره ، مهمترين مرحله خسارات رساني و نوع مقاومتي که در جستجوي آن هستيم بستگي دارد. به عنوان مثال تمام حشرات برگ خوار ، توده هاي تخم و لاروا را در پيچشي برگها ميگذارند. حشرات ساقه خوار مثل کرم ساقه خوار جواري نيز توده تخم را در روي برگهاي پراگنده ميگذرانند. در بعضي از موارد حشرات ماده بالغ را در درون قفس محتوي گياه قرار ميدهند تا بروي آن تخم ريزي کند. علاوه بر اين در بعضي از سالها حشرات طغيان ميکنند. در اين سالها ميتواند گياه هاني را که از خطر حمله به دليل مقاومت محفوظ مانده اند به عنوان مقاوم انتخاب کرد هم چنان ميتوان نباتات را در منطقه که جمعيت حشره زياد است قرار داد و يا بصورت مصنوعي جمعيت حشره را در منطقه زياد نمود.

C ـ روش اصلاح :

مراحل اصلاح براي مقاومت به حشره شبيه مراحل اصلاح براي مقاومت به بيماري ها است. يعني ابتدا گياهان مقاوم را شناسايي کنيم و سپس توسط روش هاي مذکور در بخش اصلاح براي مقاومت جن هاي عامل مقاومت را از والد بخشنده به والد زراعتي و گيرنده منتقل نمائيم.

اصلاح براي مقاومت به بيماري :

قبل از اينکه وارد بحث شويم لازم است نکات چندي را در مورد بيماريها ياد آور شويم. بنابر اين بيماري عبارت از بي نظمي هاي ميباشد که بواسطه اجسام زنده ، شرايط ناگوار اقليمي به ميان ميايد و سبب تغير در ساختمان نباتات و در وظايف فزيولوژيکي نبات ، از قبيلي نمو ، جذب مواد غذايي ، انتقال مواد غذايي وغيره فعاليت هاي نبات گرديده در نتيجه حاصلات نبات و کيفيت حاصلات کمتر خواهد گرديد.

بناً اصلاح براي مقاومت به امراض و يا بيماريها يک راه نويد بخشي ، اميدوار کننده و علاوتاً هدف اصلاح گران بوده تا اينکه بتوانيم از اين طريق جلوگيري از خسارات زياد که بالاي محصولات زراعتي وارد ميشود به نکات زير اشاره مينمائيم.

1 ـ جدا سازي مقاومت :ـ براي جدا کردن گياهان حاوي جن هاي مقاوم بايد بطور مصنوعي بيماري شديدي که اپي فيتوتيک ناميده ميشود ايجاد کنيم. روش جدا سازي به نوع بيماري ، ماهيت محصول و مکان جداسازي بستگي دارد. روشهاي آزمايشگاهي براي جداسازي مقاومت به علت پخشي يکنواخت ماده تلقيح (اينوکولم) کنترول نور ، رطوبت ، درجه حرارت وغيره دقيق ميباشد. جستجوي مقاومت در مزرعه معمولاً در قطعات که هر ساله بيماري به شدت ديده ميشود صورت ميگيرد و يا در مورد شناسايي گياهان مقاوم و بعضي از بيماريها مثل زنگ ها ، محيط مزرعه را در شرايط وقايه براي رشد قارچ آماده نموده و عامل آلوده گي يعني اسپور ها را به محيط وارد ميکند. کرت مريضي با کشت يک ورايتي حساس در طي ساليان متوالي و حتي اضافه کردن ماده تلقيح به کرت ايجاد ميشود وقتيکه مخلوط از مواد آزمايشي در چنين کرتهايي کشت شوند فقط گياهان مقاوم باقي ميماند براي بعضي از بيماريها ويروسي که از طريق حشرات وسعت پيدا ميکند توسط وارد کردن حشرات ناقل و افزايشي جمعيت آنها در کرت هاي آزمايشي امراض را به گياهان تلقيح ميکند.

چنين حشرات قبلاً به بيماري آلوده ميشوند و سپس در روي کرتهاي آزمايشي رها ميگردند.

2 ـ استفاده از جن هاي مقاوم :ـ روش هاي مورد استفاده در توليد ورايتي هاي مقاوم تقريباً همان روش هاي است که در رابطه با اصلاح براي حاصل دهي ذکر شد. بعضي از روشهاي را در ذيل ذکر ميکنيم و نکات خاص مورد اختلاف با روشهاي معمول را خاطر نشان سازيم.

الف ـ معرفي و انتخاب :ـ والدين بخشنده و يا ورايتي هاي مقاوم را از جاهاي مختلف کشور و يا از کشور هاي ديگر معرفي ميشود.

ب ـ دورگه گيري و انتخاب :ـ اين روش شامل ترکيب کردن مقاومت از يک يا چند والد بخشنده (D)   به ورايتي زراعتي محلي و پر محصول (A) ميباشد. تلاقيها (کراس) ممکن است به دو روش D2 * (D1*A) , يا چند گانه (D2*A) (D1*A) ,  (D3*A) (D1*D2) انجام شود و انتخاب از نسل هاي تفکيک صورت پزيرد.

1 ـ شجره اي :ـ در روش مشجرۀ گياهان مقاوم از نسل F2 انتخاب ميشوند. نتايج يکا يکي بوته هاي انتخابي براي چند نسل مورد بررسي قرار ميگيرند. اگر مقاومت غالب باشد در نسل F2 و در غير اين صورت در نسل F3 اپي فيتوتيک بايد ايجاد شود.

2 ـ بک کراس :ـ اين روش ابتدا در سال 1930 توسط بريگس براي انتقال جن هاي مقاوم بکار برده شد. در اين روش والد تکراري که همان گياه زراعتي حساس به پتوجن مورد نظر ميباشد ، چندين بار با نتاج (اولاد) هايبريد به منظور ارزيابي خصوصياتش به جز جن عامل مقاوم ، تلاقي داده ميشود. روشي انتقال جن يا جن هاي عامل مقاومت بسته به اينکه مقاومت توسط جن غالب و يا مغلوب کنترول شود فرق ميکند.

3 ـ تلاقي مرکب :ـ در اينگونه تلاقي معمولاً بيش از دو والد در توليد Hybrids دخالت دارند پس از توليد F1 ميتوان با خود القاح (Self) نمودن آن و توليد جامعه F2 نسل هاي در حال تفکيک را اداره نمود و يا از طريق بک کراس (Back cross) نباتات F1 با يکي از والدين ، برنامه هاي اصلاحي را ادامه داد. اين تلاقي را اصطلاحاً تلاقي متقارب  Convergent hybridization  نيز گويند زيرا هدف آن در اين نوع تلاقي ها گرد آوردني جن هاي مطلوب از چندين والد به يک Hybird ميباشد.

4 ـ تلاقي دوره اي:ـ اين روش براي تجمع جن هاي عامل مقاومت به (Helmintosporium turcicum) در جواري استفاده شده است. با استفاده از جن هاي نر عقيمي در گياهان خود با رور نيز از اين روش ميتوان استفاده کرد. نر عقيمي باعث دگر باروري شده و يا تلقيح يک بيماري در مزرعه ، جن هاي مقاوم ميتواند تجمع حاصل کنند. گياهان حساسي را ميتوان قبل از گلدهي حذف نمود.

5 ـ روشي بالک :ـ اگر مقاومت چند جنسي باشد و يا نتواند در نسلي اپي فيتوتيک ايجاد کرد ، گياهان را ميتوان با روشي بالک يا روشي نتايج تک بذر به پيش برد.

3 ـ ميکانيزم هاي مقاومت به بيماري :ـ سه ميکانيزم وجود دارد که بوسيله آنها ، گياه اثر موجودات بيماري زا بروي رشد و توليد مثل را به حد اقل ميرساند. گياه ممکن است در برابر استقرار پتوجن در بافتهاي مقاومت خود مقاومت کند يا ممکن است در برابر رشد و توليد مثل پتوجن که در گياه مستقر شده مقاومت کند و يا ممکن است با وجود فعاليت پتوجن رشد و توليد مثل نمايد. معمولاً دوميکانيزم اول مقاومت و ميکانيزم اخير را تحمل ميگويند.

4 ـ مقاومت در برابري پتوجن :ـ شکست پتوجن در استقرار موفقيت آميز خود در گياه ، به چند اصطلاح ارجاع داده شده است که هريک بعضي از خصوصيات اين نوع از مقاومت را توضيح ميداريم.

1 ـ حساسيت بيش از حد :ـ گياه از آلوده شدن توسط پتوجن جلوگيري ميکند.

2 ـ مقاومت ويژه :ـ نژاد هاي خاص از بيماري ، قادر به آلوده کردن گياه نيستند.

3 ـ مقاومت نا هماهنگي :ـ ميزبان از استقرار نژاد هاي خاص جلوگيري ميکند. ولي از استقرار نژاد هاي ديگر نمي تواند جلوگيري نمايد.

4 ـ مقاومت جن اصلي :ـ نژاد هاي بيماري توسط جن هاي اصلي ميزبان کنترول ميشود.

5 ـ مقاومت عمومي :ـ مقاومت ميزبان يک يا تعداد محدودي از نژاد ها را کنترول ميکند. تنوع در مقاومت ميزبان بستگي زيادي به اثر مقابل ورايتي نژاد مجاز دارد.

اصلاح براي مقاومت خصوصي:

يافتن جن هاي که نژاد هاي شايع جمعيتي از آفات را کنترول ميکند و ساير جن هايکه نژاد هاي کم اهميت را کنترول کنند کاري عمومي است. سه استراتيژي عمومي براي بکار بردن جن هاي موجود براي مقاومت خصوصي نسبت به نژاد هاي شايع يا کم اهميت تر وجود دارد.

استراتيژي که توسط اصلاح کننده اتخاذ ميگردد ، با نوع ورايتي هايکه بايد اصلاح شونده و به روشي اصلاح مورد استفاده ارتباط مستقيم دارد.

1 ـ استراتيژي اول توليد ورايتي هاي است که داراي يک جن اصلي براي کنترول آفات شايع در منطقه ميباشد.

2 ـ استراتيژي دومي قرار دادن جن هاي کنترول کننده نژاد هاي شايع و کم اهميت تر آفات در جنوتايپ هاي جداگانه است که تشکيل يک ورايتي چند قطاري باهم مخلوط گردند.

3 ـ استراتيژي سومي جاي گذاري جن هاي کنترول کننده و نژاد هاي شايع يا کم اهميت تر در يک ارقام منفرد ميباشد ، روشي متذکره را بنام هرمي کردن ياد مينمايد که با روشهاي زير ياد آور ميشويم.

1 ـ ارقام داراي تک جن هاي اصلي :ـ مورد استفاده ترين استراتيژي در اصلاح براي مقاومت به آفات توليد ارقام داراي يک جن اصلي براي کنترول نژاد هاي شايع ميباشد. ورايتي ها ممکن است از طريق انتخاب ازميان نتاج از جمعيت تفريق يافته که حاوي اصل مقاومت هستند. يا از طريق انتقال اصل ، از طريق تلاقي برگشتي توليد گردند.

برتري مقاومت جن اصلي آسان بودن کار با يک جن در برنامه هاي اصلاحي است. نواقص اين مقاومت آسيب پزيري يک جن در برابري نژاد هاي کم اهميت تر ميباشد که ممکن است در جمعيت آفات غالب آيد.

2 ـ ورايتي هاي چند قطاري :ـ تخم جنوتايپ هاي داراي جن هاي اصلي خاص براي مقاومت به آفات را ميتوان براي تشکيل يک چند قطاري به آن مخلوط يا ترکيب نيز گفته ميشود مخلوط کردن جنوتايپ هاي جداگانه ميتواند ايزولاين هاي باشند که عمدتاً در جن اصلي خود با يکديگر متفاوت باشند. هم چنان يک چند قطاري ميتواند از ترکيب جنوتايپ هاي که علاوه بر جن اصلي مقاومت از نظر خصوصيات زراعتي نيز متفاوت هستند بوجود مي آيد.

چند قطاري را ميتوان براي حفاظت  نسبت به طيف وسيع از نژاد هاي آفت زماني که بسيار نژاد ها در داخل جمعيت آفت ،  تغير وجود دارد تهيه کرد ، بعضي از جنوتايپ هايکه چند قطاري نسبت به هر نوع نژاد هاي مقاومت مناسبت دارند ، چنين گياهان مقاومي انتشار نژاد جديد را به گياهان حساس  کاهش ميدهند. دو عيب اساسي استفاده گسترده از استراتيژي چند قطاري را محدود ميکند.

الف :ـ تلاش قابل ملاحظۀ براي انتقال تعداد جن هاي اصلي به جنوتايپ هاي برتري زراعتي لازم است.

ب :ـ اگر روشي تلاقي برگشتي براي توليد ايزولاين هاي مورد استفاده قرار گيرند والد برگرداننده خصوصيات زراعتي چند قطاري را محدود ميکند. در طول سالها زمانيکه برنامه تلاقي برگشتي جريان دارد ، ممکن است رقم جديد از طريق برنامه هاي انتخابي ديگر بوجود بيايند که از نظر خصوصيات زراعتي نسبت به والد برگرداننده برتر باشند. رقم جديد ممکن است قابليت پزيرفته شدن چند قطاري در زمان که توليد ميشود محدود کند.

3 ـ هرمي کردن :ـ در استراتيژي هرمي کردن ، جن هاي اصلي بايد براي تشکيل چند قطاري به  لاين هاي منفرد قرار گيرد ، در يک رقم باهم مي پيوندند. ممکن است تعداد جن هاي اصلي زياد تر از آنچه که براي بدست آوردن مقاومت کافي به نژاد هاي آشکار آفت مورد نياز است ، استفاده شود انتظار ميرود تنوع جن هاي اصلي ، حفاظتي بر عليه نژاد هاي تازۀ ممکن است در جمعيت آفات توليد شوند بوجود آورند. استراتيژي هرمي کردن چندين نواقص دارد که استفاده از آن را محدود ميکند.

الف :ـ تلاش قابل ملاحظۀ براي وارد کردن تعداد جن هاي اصلي در جنوتايپ هاي مورد نياز است. آزمايشي زياد با نژاد هاي مختلف براي اطمنان از حضور هر يک از اللها لازم است.

ب :ـ بکار بردن روشي تلاقي بر گشتي براي وارد کردن جن هاي اصلي به يک جنوتايپ خصوصيات زراعتي ارقام جديد محدود به والد هاي بر گرداننده آنها ميکند.

ج :ـ مقاومت اقليم ممکن است ظهور نژاد هاي بيمار آور جديد آفت را تشويق کند ، بويژه اگر همين جن هاي اصلي به تنهايي در ساير ارقام به کار برده شده باشد.

4 ـ کاهش تغيرات در نژاد ها :

تغيرات در نژاد هاي شايع از آفت ، ارتباط اساسي با توليد محصول ، زماني با خسارات هاي اقتصادي مهم مواجه ميشود که توسط آفات که بطور فراوان و سريع دچار تغيرات نژاد ميشود ، صدمه ميبيند براي هر تغيري در نژاد که باعث حساسيت ارقام موجود ميگردد ، لازم است که جن هاي جديد مقاومت شناخته شده و مورد استفاده قرار گيرند. دست رسي به جن هاي جديد ، ممکن است در بعضي از انواع مشکل باشد. تثبيت ساختمان نژاد جمعيت آفات مطلوب ميباشد.

امکان تثبيت نژاد در صورتي وجود دارد که نژاد هاي شايع آفات حفظ گرديده يا نژاد هاي جديد نتوانند به وجود آيند. هردو امکان به عنوان راه حل عملي در تغير نژاد در نظر گرفته شده اند. اينها شامل استفاده استراتيژيکي از جن هاي اصلي مقاومت در ورايتي هاي است که براي تجارت کشت ميگردند.

5 ـ نگهداري نژاد هاي شايع :

روشي که در آن ورايتي با جن هاي اصلي مقاومت در توليد تجارتي مورد استفاده قرار ميگيرند ممکن است ثبات نژاد را تحت تاثير قرار دهند. تثبيت نژاد هاي شايع را ميتوان باهم فراهم کرد به اندازه کافي مواد گياهي حساس براي زنده نگهداشتن آنها بدست آورد. دو راه عملي براي فراهم کردن مواد گياهي حساس به روشي که منجر به زيان هاي اقتصادي مهم نشود ، وجود دارد. يک روشي بکار بردن متناوب رقمهاي حساس و مقاوم در يک کشت متناوب و راه دوم شامل بکار بردن مخلوط لاينهاي حساس و مقاوم ميباشد.

6 ـ جلوگيري از ظهور نژاد هاي جديد :

پايداري نژاد را در صورتي ميتوان بدست آورد که نژاد هاي جديد نتوانند بر مقاومت گياهان غلبه کنند هرمي کردن جن هاي بزرگ در يک اقليم به عنوان موثر ترين راه براي جلوگيري از ظهور نژاد هاي تازه بيماري زا مطرح گرديده است.

نلسون در سال 1973 اين طرح را بر اين مفهوم قرار داد که نژاد هاي يک آفات تنها هنگام موثر خواهد بود که داراي تمام جن هاي لازم براي بيماري زايي باشند.

چنين بر ميايد که قابليت يک آفت براي زنده ماندن در طبيعت با افزايش تعداد جن هاي لازم براي بيماري زايي وي کاهش ميابد. واندپلانک 1963 به عنوان نتيجه احتمال کمي وجود دارد که يک نژاد جديد توانسته باشد باغلبه جن هاي بيماري زا به هر يک از جن هاي اصلي مقاومت گسترش يافته و هنوز داراي شايسته گي مورد نياز براي زنده ماندن باشد. مفاد هرمي کردن جن براي بدست آوردن پايه داري نژاد هنوز ثابت نشده است.

7 ـ حد اقل نمودن برخورد با نژاد هاي جديد:

برخورد يک جن جديد بيماري زا ، زمانيکه محصولي بصورت يکنواخت حساس باشد بيشتر است. تنوع جن هاي اصلي مقاومت در ورايتي هايکه براي توليد مورد استفاده قرار ميگريند تاثير زياد بر اسيب پزيري محصول زراعتي از نظر زيانهاي مهم دارد. تنوع در بين مزارع زماني بدست مي آيد که ورايتي با جن هاي اصلي مختلف کاشته شوند. تنوع در جن هاي اصلي در داخل يک مزرعه با کاشتن تخم هاي مخلوطي از قطار هايکه داراي جن هاي اصلي مقاومت مختلف ميباشند انجام ميگيرد.

اصلاح براي مقاومت عمومي :

مقاومت عمومي ، روشي مهم در کنترول آفات در گياهان ميباشد. اين مقاومت بيش از مقاومت خصوصي مورد توجه است. زيرا مقداري مقاومت نسبت به تعداد از نژاد هاي فراهم کرده و آسيب پزيري کمتر نسبت به تغير جنيتيکي آفت دارد.

اصلاح براي مقاومت عمومي ، مشکل تر از اصلاح براي مقاومت خصوصي است زيرا شامل تعداد جن با اثرات کم ميباشد. و از  نظر کمي انتخاب براي مقاومت عمومي مشابه اصلاح براي حاصل دهي و ديگر صفات زراعتي است. براي مثال اصلاح موثر در مقاومت عمومي توسط انتخاب دوره اي قابل انجام است. تعداد از ورايتي هاي رشقه که بصورت تجارتي کاشته ميشوند گروپ هاي هستند که توسط انتخاب دوره اي براي مقاومت به بيماري و آفات اصلاح شده اند.