استحداث التغايرات الوراثية وتربية الطفرات في الانواع النباتية لزيادة الانتاج وتحسين النوعية

استحداث التغايرات الوراثية وتربية الطفرات في الانواع النباتية لزيادة الانتاج

وتحسين النوعية

 

ضيـاء بطرس يوسف ( عضو لجنة الزراعة والري في المنتدى العراقي للنخب والكفاءات )

 

وزارة العلوم و التكنولوجيا/ دائرة البحوث الزراعية – مركز تربيه و تحسين النبات.

 بغداد- العراق.

الخلاصة

ان جميع النباتات الراقية الموجودة في الطبيعة هي حصيلة الطفرات الحاصلة تلقائياً وتداخلاتها مع عوامل البيئة وتأثير الزمن، بحيث ادت الى هذا التنوع والتغاير الكبير فيها. ما يهمنا هنا هو التغاير الموروث المتحقق في هذه النباتات المنتخبة، والتي يمكنها ان تتكاثر وتعطي بذوراً تحمل صفات الاباء المنحدرة منها. ان التغاير الوراثي الموجود في الطبيعة لا يعكس حالة الطفرات التلقائية فقط، بل هو نتيجة التفاعل مع البيئة وتوليف المجتمعات النباتية التي تنمو وتبقى برغم الضغوط البيئية.

تستند هذه الدراسة الى توضيح اهمية برامج التطفير في تربية النبات وكيفية استحداث الطفرات المفيدة واستثمار الصفات الجيدة للتغلب على المشاكل المتعلقة بالانتاج الزراعي، مع التأكيد على عرض انواع الطفرات المستحدثة وكيفية تهيئة المادة النباتية لمعاملات التطفير والخطوات الاساسية لطرائق التربية والتحسين الوراثي، مدعمة بامثلة واقعية متحققة لتحسين بعض الصفات المهمة.

الكلمات المفتاحية: طرائق تربية الطفرات الوراثية، انواع الطفرات المستحدثة ومشاكل الانتاج الزراعي

Mutation Breeding and Genetic Variability Induction in Plant Species to Increase Productivity and Quality Improve

Dheyaa Buttrus Yousif

Ministry of Science and Technology/ Agricultural Research Directorate –  Center of Plant Breeding & Genetics.

 Baghdad- Iraq.

E-mail: [email protected]

 

Abstract

All higher plants are the product of spontaneous mutation and interactions by environmental factors and time which reflects the evolutionary changes.

The fundamental source is the heritable variation, which lead to the natural selection of those mutations that survive and reproduce. Genetic variation found in nature does not represent the original spectrum of spontaneous mutations. Rather, this is the result of genotypes recombining in populations and continuously interacting with environmental forces.

This review article refers to clarify the importance the mutation programs in plant breeding and how to create, utilize and invest the deduced mutants to overcome problems concerns production constraints with emphasis on types of mutagens available. Also, an emphasis on procedures of preparing plant genetic materials for mutagen treatments, fundamentals steps for breeding methodology and several examples of targeted traits which induced by mutation breeding.

Key words: Mutation Breeding Methods, Types of Mutants Induced and Targeted Traits.

 

 

 

 

 

 

 

المقدمة

ان معدل حدوث الطفرة الطبيعية في جين واحد يكاد يكون واحد بالمليون او قريباً منه , فتسمى مثل هذه الطفرات بأنها تلقائيه Spontaneous . وعليه، فان استخدام وسائل التطفير سواء كانت فيزيائيه او كيميائية هو لزيادة متوسط تكرار حدوث الطفرات وللصفات المرغوبة تحديداً, واستثمارها في الدراسات النباتية المتعلقة بالتحسين الوراثي وزيادة القاعده الوراثية لآي نبات). لابد من الاشارة الى ان معدلات التطفير يمكن ان تزداد بتكرار معين بوسائل عديدة ومختلفة, منها الحرارة والخزن الطويل الامد والزراعة النسيجية والصعق الكهربائي والاشعاع والمواد الكيميائية. ربما يكون بل من المؤكد ان الاشعاع والمطفرات الكيميائية هما الاكثر كفاءة واستخداماً في برامج التربية والتحسين الوراثي حيث تعتمد طرائق واساليب الانتخاب على وفرة وخصوبة الطفرة المستحدثة وتكرارها وكفاءتها في اعطاء التغاير الوراثي المرغوب. تهتم الدراسة المرجعية بتوصيف استخدام وسائل الاشعاع والتطفير الكيميائي باعتبارها الاكثر شيوعا في استحداث وتربية الطفرات.

 

اهداف برامج تربية الطفرات

ان مبررات استخدام المطفرات هو استحداث التغايرات الوراثية التي تعد العمود الفقري  للانتخاب والتحسين الوراثي. عليه، فان الأهداف الرئيسة من استخدام المطفرات تتحدد بخلق التغاير الوراثي الذي يفترض ان يكون غير موجود او ان تكرار وجوده قليلا جداً. عموماً، فان برامج التطفير والتحسين الوراثي تكون لصفة واحدة او عدد قليل جداً من الصفات المرغوبة التي يراد استحداثها. تجدر الاشارة الى ان الانتخاب لصفة واحدة له فرصة اكبر من النجاح مما لو كان الانتخاب لصفتين او اكثر. تعتمد طرائق تربية الطفرات على النوع النباتي والصفة او الصفات التي يراد تحسينها او استحداثها وكذلك على طرائق الغربلة الكفوءة لعدد كبير من النباتات لأجل زيادة تكرار الطفرات وبالتالي زيادة فرص ايجادها وانتخابها. اما اهم الصفات التي يمكن تحسينها ببرامج تربية الطفرات فهي:

• المقاومة للاصابة بالمسببات المرضية او الحشرية، ومقاومة تأثير بعض مبيدات الأدغال وتحمل الملوحة والجفاف والحرارة.
• تحسين الصفات النوعية والتغذوية للنوع النباتي، وما بعد الحصاد (للاغراض التصنيعية والتسويق).
• زيادة الانتاجية من خلال تحسين صفة او اكثر من صفات مكونات الحاصل.
• تحسين بعض الصفات المظهرية او الفسيولوجية، او استحداثها، كما في برامج تربية نباتات الزينة.
• استحداث صفات جديدة من خلال ربط التقانات الحياتية الحديثة ببرامج تربية الطفرات والوصول بها الى تكامل الحزم التقنية لأنتاج وتخليق نباتات او صفات لم ولن توفرها الطبيعة.

 

الاسلوب العام في برامج تربية الطفرات

• معاملات التطفير

من اكثر الاساليب شيوعا في معاملات التطفير هو استخدام البذور، كمادة حية، لتراكيب وراثية منتخبة وفق خصوصيات توصيفية لها (وجود صفات مرغوبة ينقصها صفة اخرى او اكثر). تتم معاملة البذور بالمطفر الفيزيائي(الاشعاع) أو الكيميائي بفرض توفر وسائل التطفير المطلوبة، حيث شاع استخدام الاشعة السينية من  قبل  Stadler (1928) مع بذور الشعير ووصولا الى استخدام الاشعة فوق البنفسجية والاشعاع المؤين والنيوترونات السريعة او النيوترونات الحرارية بواسطة خلايا كاما Gama Cells او المعجلات Accelerators ….. الخ. اما بالنسبة لاستخدام وسائل التطفير الكيميائي، فان اثيل مثيل السلفونات Ethyl Methane Sulphonate  والذي يرمز له ((EMS وN_ethyl_N_Nitroso Area وMethyl Methane Sulphonate  (MMS) وازايد الصوديوم  Sodium Azide……الخ، تعد الاكثر كفاءة وشيوعا في استحداث الطفرات المفيدة في الكثير من الانواع النباتية.

 

اثبتت الدراسات العلمية الكثيرة كفاءة كل نوع من انواع المطفرات في استحداث الطفرات المرغوبة على وفق الصفات المرغوب استحداثها او تغيير تكرار حدوثها، على الرغم من وجود اختلافات في التاثير

 

جدول (1) الطفرات الشائعة زراعتها واعدادها والمطفرات وجرعها او تراكيزها المستخدمة في برامج تربية النبات وخصوصا محاصيل ذاتية التلقيح.

الاسم الشائع للنبات وعدد الطفرات المطلقة*	الاسم اللاتيني (العلمي)	المادة المعاملة بالمطفر	معاملة التطفير الموصى بها
			المطفر	الجرعة/ التركيز**
محاصيل الحبوب
الشوفان (21)	Avena sativa L.	البذور الجافة	الاشعة السينية	120-140 ڴري
الشعير (269)	Hordeum vulgare L.	“	” + اشعاع جاما	100-120 ڴري 6-20 ڴري
الرز (434)	Oryza sativa L.	“	الاشعة السينية	140-          280 ڴري
ذرة سورجم(13)	Sorghum bicolor L.	“	اشعاع جاما	200-300 ڴري
حنطةخبز (167)	Triticum aestivum L.	“	“	100-250 ڴري
حنطة المعكرونة (25)	T.turgidum durum L.	” +   حبوب اللقاح	النيوترونات السريعة + اشعاع جاما	100-250 ڴري 6-8 ڴري 7.5-30 ڴري
محاصيل البقول
فستق الحقل (48)	Arachis hypogae L.	البذور الجافة	اشعاع جاما	200-300 ڴري
الحمص (5)	Cicer aritinum L.	“	الاشعة السينية	100-160 ڴري
فول الصويا (91)	Glycine max L.	“	اشعاع جاما	100-200 ڴري
العدس (1)	Lens esculentum L.	“	“	100-170 ڴري
اللوبياء (19) الفاصولياء (54)	Lupins sp. Phaseolus vulgaris	” “	” “	160-280 ڴري 80-140 ڴري
البزاليا (2)	Pisum sativum L.	“	DES + الاشعة السينية	2%،15ساعة،20○ م 100 ڴري
الباقلاء (4)	Vicia faba L. Vicia faba minor	” “	اشعاع جاما اشعاع جاما	20-40 ڴري 40-80 ڴري
الهرطمان	Vigna unguiculata	“	اشعاع جاما	300-500 ڴري
الخضر
الفلفل (10)	Capsicum annum L.	“	اشعاع جاما النيوترونات السريعة	140-220 ڴري 24 ڴري
الطماطة (13)	Lycopersicum esculentum L.	“	EMS	0.8%، 24 ساعة، 24○ م
البطاطا (4)	Solanum tuberosum	“	اشعاع جاما
المحاصيل الزيتية
السمسم (20)	Sesamum indicum L.	“	اشعاع جاما	200-400 ڴري
القطن (12)	Gossypium sp.	“	اشعاع جاما
اخرى
التبغ (11)	Nicotiana tabacum	“	اشعاع جاما	400-500 ڴري

• 1 ڴري= 100راد، الارقام بين الاقواس تعني عدد الطفرات المطلقة للزراعة الواسعة.

 

 

 

باختلاف الانواع النباتية. عموما، فان استخدام التطفير الفيزيائي او الكيميائي تحكمه خصوصيات المطفر، سواء كانت كمية ومعدل الجرعة الاشعاعية او التركيز المستخدم، بما

يؤمن حدوث نسبة قتل 50% ±  10 والتي يصطلح لها 10 ± LD₅₀، ويشترط ان يؤمن استخدام المطفر الحصول على بذور الجيل التطفيري الثاني M₂ (حيث يطلق على البذور المعاملة بالمطفر M₁، اي الجيل التطفيري الاول). يفضل استخدام الجرع او التراكيز التي تعطي تكرار عال من التغايرات الوراثية المفيدة من جهة، ولمدى واسع من الطفرات المستحدثة التي تضمن حدوث انعزالات وراثية لها قابلية توريث للصفة المرغوبة المستحدثة (Donini and sonnino, 1998). وعليه، لا بد من اعطاء التوصيف العلمي والتطبيقي لأستخدام مثل هذه المطفرات، مع الانواع النباتية المختلفة (جدول، 1).

ان التعامل مع المطفرات الفيزيائية او الكيميائية لا بد ان يترافق مع المعرفة المسبقة للاهداف المرجوة من استخدامها، من جهة واتخاذ التدابير اللازمة واتباع شروط السلامة الاحيائية من جهة ثانية (الجدولان، 2 و 3).

 

اعداد المادة النباتية للمعاملة بالمطفر

يستخدم التطفير للبادرات، عندما يراد استخدام اشعة جاما، ويمكن ان تزرع الاشجار والشجيرات  (النباتات المعمرة) وحتى النباتات الحولية في حقل جاما (كما هو في اليابان). اما البذور فهي اكثر الاجزاء النباتية استخداماً في برامج التطفير (الفيزيائي او الكيميائي)، كونها الوسيلة الاكثر شيوعا في اكثار النباتات وسهولة التعامل بها ونقلها وشحنها وحفظها، مع وجوب معرفة خصائصها لتحمل الظروف الفيزيائية غير الاعتيادية. كما يمكن الحصول على الكايميرا من معاملة بذور النبات الكامل.  يمكن معاملة حبوب اللقاح بالاشعاع او المطفرات الكيميائية، وذلك لأمكانية تطور الزايكوت (المشيج) الى نبات كامل، ومن مساوئ استخدامها هو عدم كفاية كمية حبوب اللقاح الخصبة الناتجة بعد التطفير، او صعوبة المحافظة على حيويتها في بعض الانواع النباتية. تستخدم وسائل الاكثار اللاجنسي (الخضري) في عملية التطفير مثل العقل والبراعم الطرفية والمرستيم، حيث اعطت نتائج ايجابية تلبي الهدف المطلوب من عملية التطفير. ان تطور العلوم الزراعية والبيولوجية سهٌل التعامل بمعاملة الانسجة والخلايا النباتية، حيث النتائج السريعة التي يمكن الحصول عليها، الى جانب سهولة تشخيص الطفرة باستخدام تقنيات زراعة الانسجة.

 

العوامل المؤثرة والمرافقة لعملية التطفير

يعتمد تكرار ومعدل حدوث الطفرة على معدل وكمية الجرعة او التركيز الذي يعطيه المطفر وكذلك نوع المطفر والتركيب الوراثي والنوع النباتي ومحتوى الرطوبة ومستوى الاوكسجين ودرجة الحرارة التي يتم قبلها او اثنائها او بعدها  التطفير. ان اهم هذه العوامل هي:

1- كمية ومعدل الجرعة

تعتمد كمية ومعدل الجرعة على نوع المطفر وطبيعة تأثيره، سواءً كان تطفيرياً اوتنشيطيا، فالمعاملة الحادة acute treatment تعني المدة القصيرة (دقائق – عدة ساعات) ويمارس هذا عند التعامل مع المطفرات الفيزيائية مثل الاشعاع المؤين. بينما تستخدم المعاملة المستمرة  chronic treatment بالمطفر بتعريض المادة الحية لفترة طويلة (ايام- سنوات) ومثالها حقول التعريض لأشعاعات كاما.

اما بالنسبة لنوع المصدر (المطفر)، فالجدول (3) يوضح ما يتعلق بالمطفرات الفيزيائية، من حيث تأثيراتها واستخداماتها، بينما يتحدد نوع المطفرالمستخدم، سواءً كان فيزيائيا ام كيميائياً بحسب الصفة او الصفات المطلوب استحداثها، ويفضل البدء بأوطأ الجرع الاشعاعية التي يمكن من خلالها الحصول على طفرات مفيدة.

 

2- الانواع النباتية والتراكيب الوراثية

تختلف الانواع النباتية وتراكيبها الوراثية فيما بينها في طبيعة الاستجابة للمطفر وتأثيره ومستويات الجرع بحسب حساسيتها للمعاملة التطفيرية. وعليه، فان من الضروري دراسة معدل الجرعة التطفيرية المفيدة في استحداث اكبر قدر ممكن من التكرار والتغاير الوراثي لكل نوع نباتي، وربما لكل تركيب وراثي ضمن ذلك النوع، ليتسنى تحديد الجرعة المطلوبة (ابراهيم واخرون، 1990). تجدر الاشارة الى ان إعداد وتهيئة المادة النباتية للمعاملة بالمطفر يعني ذلك الجزء النباتي المراد إحداث التغيير المتوارث فيه، فتختلف طريقة التعامل بالبذور عنها في حبوب اللقاح او الاجنة غير الناضجة او اجزاء النبات المستخدمة في الاكثار اللاجنسي او خلايا الكالس او انسجة النبات الاخرى (علي ويوسف، 2000). وتتفق الاراء العلمية على وجوب اختيار افضل الاصناف من حيث القدرة الانتاجية والمقاومة للمسببات المرضية واكثرها تطبعاً للبيئة، بحيث تلبي هدف واحد او عدد قليل جداً من اهداف التربية (Harten، 1998).

3-  مستوى الاوكسجين

تعتمد آلية تأثير ومستوى الاوكسجين على زيادة التفاعل بين الاوكسجين والجذور الحرة التي تتكون خلال عملية التشعيع، حيث يبدأ التفاعل مع جذر الهيدروجين الحر لتكوين بيروكسيد الهيدروجين فيتفاعل الاوكسجين مع الجذور العضوية ويتحول الى كينون. للاوكسجين دوراً مهماً في تحديد كمية الضرر الفسيولوجي الحاصل نتيجة التشعيع، فارتفاع مستواه يرتبط ايجابياً بكمية الضرر في البادرات وربما يؤدي الى حدوث التشوه الكروموسومي chromosomal aberration ولو نسبياً. وعليه، لابد من تعديل رطوبة البذور قبل المعاملة بالمطفر لتقليل تأثير الاوكسجين، واحياناً يتم ازالة فقاعات الهواء من محلول التطفير (عند استخدام المطفرات الكيميائية). اشرت البحوث العلمية الحديثة تأثير الاوكسجين الواضح عند استخدام اشعاعات جاما والسينية، بينما لم يلاحظ تأثيره عند استخدام النيوترونات السريعة.

 

 

4- المحتوى المائي

كما اسلفنا، فان المحتوى المائي للمادة النباتية يرتبط مباشرةً بوجود الاوكسجين، فالمحتوى المائي العالي يقلل مستوى الاوكسجين والعكس صحيح.

 

 

 

 

 

جدول (2) مجاميع المطفرات الكيميائية المتوفرةعالمياً.

ت	مجموعة المطفر الكيميائي	امثلة لها
1	الاساس المتشابه	5-برومويوراسيل، 5- برومو دي اوكسي يوريدين
2	المركبات المرتبطة	8- ايثوكسي كافين، هيدروازايد الماليك
3	المضادات الحيوية	الازاسيراين، المايتومايسين، الستربتومايسين، والاكتينومايسين – د.4
4	المركبات المخلبية –         كبريت الخردل –         نتروجين الخردل –         الايبوكسيلات –         امين الاثلين –         الكبريتات6 السلفونات –         السلفونات والالكترنات –         الديازولكينات –         مركبات النتروس	اثيل 2- سلفات الكلوراثيل 2-كلورواثيل ثنائي مثيل الامين اوكسيد الاثيلين امين الاثيلين اثيل مثيل السلفونات الديازوميثان N الاثيل N نتروس اليوريا
5	الازايد	ازايد الصوديوم
6	امين الهيدروكسيل	امين الهيدروكسيل
7	حامض النتروس والاكريدينات	حامض النتروس والاكريدين البرتقالي

 

 

 

جدول (3) خواص مختلف انواع الاشعاع المستخدم في استحداث التطفير الوراثي الاصطناعي.

نوع الاشعاع*	المصدر	الوصف	التأثير والمضار	نوع الانتشار واهميته	النفاذية في الانسجة الحية
الاشعة السينية	ماكنة الاشعة السينية	اشعة كهرومغناطيسية	خطرة جداً لنفاذها في الانسجة الحية	عدة مليمترات من الرصاص، باستثناء اشعة الطاقة العالية	عدة مليمترات – سنتيمترات
اشعة جاما	خلايا جاما والنظائر المشعة والمفاعلات	اشعة كهرومغناطيسية	خطرة جداً شديدة النفاذية	تتطلب تدريع سميك(مليمترات- امتار كونكريت	عدة سنتيمترات
النيوترونات (السريعة، البطيئة والحرارية)	المفاعلات النووية	جسيمات غير مشحونة اثقل قليلاً من البروتون (ذرة الهيدروجين)، غير مرئية، تتفاعل مع نواة المادة الحية	خطرة جداً	تدريع سميك بالكونكريت	عدة سنتيمترات
جسيمات بيتا والالكترونات السريعة والاشعة الكاثودية	النظائر المشعة  والمعجلات	الكترونات موجبة او سالبة	تكون خطرة جداً عند اساءة استخدامها	قطعة كارتون سميك او الاليات المقواة	عدة مليمترات
جسيمات الفا	النظائر المشعة	نواة ذرة الهليوم المؤينة بقوة	لها مخاطر داخلية كبيرة جداً	الموانع الرقيقة/ ورقة كتاب	لا تتجاوز مليمتر
البروتونات والديوترونات**	المفاعلات والمعجلات	نواة ذرة الهيدروجين	خطرة جداً	عدة سنتيمترات من الماء او البرافين	عدة سنتيمترات

* تعتمد نفاذية الاشعاع على عدة متغيرات، ويفترض نفاذها في الانسجة النباتية ذات الكثافة المعتدلة.

** البروتون هو نواة ذرة النظير الاعتيادي للهيدروجين، والديوترون هو النظير الثقيل للهيدروجين.

 

 

تكون بعض الانواع النباتية شديدة الحساسية لتغير محتوى الماء، ومثال ذلك استجابة بذور الشعير التي يكون محتواها الرطوبي 10.7% بوجود الاوكسجين بمقدار ثلاثة اضعاف البذور التي محتواها الرطوبي 11%. وربما يمكن القول ان المحتوى الرطوبي هو اكثر العوامل اهمية في برامج التطفير باشعة جاما او الاشعة السينية للحصول على تكرار جيد من الطفرات (FAO/IAEA, 1977).

 

5- الحرارة

ربما لا تمثل الحرارة عاملاً اضافياً او حدياً في استخدام المطفرات الفيزيائية، بقدر ما لها من تأثير مباشر ومهم عند التعامل مع المطفرات الكيميائية، حيث يكمن تأثيرها في كفاءة تفاعل المادة الكيميائية مع المادة الحية وعلاقة ذلك بالفترة الزمنية للتعريض ونصف العمر للمادة الفعالة في التأثير. يقصد بنصف العمر للمطفر الكيميائي بانه الوقت المحسوب لنصف التركيز الابتدائي للمطفر الذي يتفاعل، فيكون للمطفر الكيميائي EMS عند 40^○ م هو 7.9 ساعة بينما يصل الى 796 ساعة عند 5م^○ (FAO/IAEA, 1977).

اما تأثير درجة الحرارة عند التعامل مع الاشعاع فيكمن في تغيير الحساسية الاشعاعية للمادة النباتية (وخاصةً البذور)، فارتفع درجة حرارة البذور يزيد من حساسيها الاشعاعية وزيادة احتمالات الضرر الفسيولوجي والكيموحيوي، ومثل ذلك يحدث ايضاً عند المعاملة تحت ظروف درجات الحرارة المنخفضة.

 

الاحتياطات الواجب اتخاذها عند استخدام المطفرات

يمكن ان تشكل وسائل التطفير المتوفرة والمستخدمة حالياً خطورة بنسب متفاوتة على الاشخاص الذين يتعاملون معها، وخصوصاً بالملامسة. وعليه، لابد ان يكون القائم بمثل هذه النشاطات ملماً بقواعد السلامة الصحية والفيزيائية ومدرباً تدريباً جيداً على قواعد الفيزياء الحياتية والامن الحيوي. تعد عوامل الاشعاع بمختلف انواعه، والنظائر المشعة في مقدمة المطفرات الواجب اخذ الحيطة والحذر منها عند التعامل معها، لما لها من تأثيرات ومخاطر بيولوجية. ولا تقل مخاطر المطفرات الكيميائية عن مثيلاتها الانفة الذكر، مما يؤشر اهمية توافر الخبرة العلمية والعملية ووسائل التعامل مع المطفر قبل واثناء وما بعد الاستخدام الى جانب مستلزمات العمل المختبري ومعدات السلامة المهنية ومادة التنظيف والازالة للاثر المتبقي. ينصح بالعودة الى (FAO/IAEA, 1977).

 

 

عدد البذور التي يجب معاملتها

ربما يأتي التساؤل عن عدد نباتات M₁ المراد الحصول عليها في كل معاملة تطفيرية لتحقيق حدوث طفرات وراثية مفيدة. للاجابة على هذا السؤال، فانه لابد من القول ان عدد البذور التي يراد معاملتها بالمطفر اساساً يعتمد على النسبة المئوية  لإنبات وبقاء نباتات الجيل التطفيري الاول ( (M₁، بحيث تستمر بالنمو لتكمل دورة حياتها فتعطي بذوراً خصبة وعلى معدل الانعزال الوراثي الذي يمكن الحصول عليه لجين متنحي واحد في الاقل (Harten،  1998). وعليه، فانه لابد من توافر المعرفة المسبقة او التنبؤ بمعدل عدد النباتات المتوقع الحصول عليها للجيل التطفيري الاول، وذلك اعتمادا على التجارب المختبرية والدراسات التوثيقية السابقة. ان الدراسات والفحوصات المختبرية وتجارب البيت الزجاجي وغيرها تكون اقل تأثيراً على صفات الشكل الظاهري والجوانب الفسيولوجية في البذور فالنباتات المعاملة بالمطفر تختلف عما هي عليه تحت تأثير الظروف الطبيعية في الحقل التجريبي. تعتمد هذه الحقائق على النوع النباتي قيد الدراسة وطبيعته الوراثية وصفاته الفسيولوجية، وقابليته على التكاثر واعطاء البذور …الخ. تسمى النباتات الطافرة التي يتم دراسة صفاتها المظهرية والوراثية في كل جيل من اجيال التربية المبكرة  (M_{1 – ’}M₄) باسم المتغايرات variants، بعدها تسمى الطفرات التجريبية  (M_{5 – ’}M₈)، وبعد ثبات تفوقها في الصفة او الصفات المستحدثة باسم صنف الطفرة او السلالة الطفرة او الطافرة. عموما يبتدئ الانتخاب للمتغايرات وتقييمها بالجيل التطفيري الثاني M₂، مع وجوب توفر المعرفة والخبرة لتشخيص هذه المتغايرات عن الصنف الاصل الذي لابد ان يزرع الى جانب بذور M₁ وفق اسلوب يسهل المتابعة الحقلية من جهة واستبعاد التأثيرات البيئية من جهة ثانية، وغالبا ما تعتمد طريقة الزراعة بواقع 2:10 لنباتات M_{1 :} الاصل وعلى التوالي. يعتمد عدد نباتات الجيل التطفيري الثاني M₂ على عدد بذور الجيل التطفيري الثاني التي تم الحصول عليها من نباتات الجيل التطفيري الاول، وان عدد نباتات الجيل التطفيري الثاني يعد الحجر الاساس الذي يمكن من خلاله استحداث الطفرات المفيدة. ان معاملة 2000 – 4000 بذرة بالمطفر يعد تقديرا جيداً لكل معاملة (جرعة) تطفيرية، للحصول على نباتات الجيل التطفيري الاول.

 

 

التغيرات المظهرية في النباتات بعد التشعيع

يكاد يكون انبات البذور وتكوين البادرات بعد التشعيع طبيعياً في الفترة الاولى، وربما يعود ذلك الى استمرار العمليات الايضية المعتمدة على الغذاء المخزون في السويداء. اما التغيرات الفيزيائية والكيميائية، فتظهر بعد فترة من البزوغ، حيث يبدأ تغير قوام السايتوبلازم وتزداد عمليات الاكسدة وانخفاض اللزوجة، وبالتالي سرعة الحركة التي تنعكس على حساسية الاوراق مقارنةً بالنباتات غير المشععة، فتبدو صفراء شاحبة او ينعدم لونها فتصبح بيضاء Albino (Maluszynski واخرون، 2009). تكون جذور النبات اكثر حساسية من الجزء الخضري والبويضات اكثر حساسية من حبوب اللقاح، وكذلك الانسجة المرستيمية عنها في الخلايا المتخصصة. اما عدد الكروموسومات وحجمها، فانهما عاملان مؤثران في تحديد الحساسية للاشعاع، فالكروموسومات الكبيرة اكثر حساسية من الصغيرة، وحجم نواة الخلية الكبيرة يمتص طاقة اشعاعية اكبر بغض النظر عن كمية الجرعة الاشعاعية. من الممارسات التطبيقية لمعاملات التطفير بالاشعاع، لوحظ حصول اختزال في نمو بادرات M₁ بحدود 30-50%، اي معدل بقاء Survival Rate لحوالي 40-60% من النباتات مقارنة بمثيلاتها غير المعاملة بالاشعاع (Harten، 1998)

 

انواع الطفرات

هناك اربعة انواع رئيسة من الطفرات التي يمكن ظهورها باستخدام اساليب التطفير المذكورة انفاً. ان تعريض المادة لجرعات المطفر الصغيرة تؤدي دوراً تنشيطياً يهدف الى تحقيق تأثير تحفيزي يراد منه مثلاً زيادة الانتاجية، ولا يترك اثرا موروثا في الاجيال النباتية اللاحقة (يوسف واخرون، 1994). اما إحداث التاثير المتوارث باسلوب خلق تغايرات وراثية فانه يتطلب تغيير احدى القواعد النيوكليوتيدية للدنا DNA فتسمى طفرة جينية  او إحداث تغيير في تركيب الكروموسوم، سواءً كان فقد او اضافة او تضاعف او تكرار او نقل لجزء من الكروموسومن فتسمى طفرة كروموسومية ، وهذا يمكن تحقيقه باسلوب المعاملة الحادة الذي يؤدي الى استحداث طفرات مفيدة بتكرار معين (اعلى بكثير من الحالة الطبيعية)، والتي تستكشف من خلال الدراسات والتجارب المختبرية التي يمكن من خلالها تحديد الجرعة المميتة 50% ± 10. وفي هذا الخصوص، فقد اثبتت التطبيقات العملية افضلية استخدام الجرعة المميتة 50% واكثر اواقل منها ﺒ 10 وحدة. بينما يتم الحصول على الطفرة الجينومية عند حدوث تغيير في عدد الكروموسومات من خلال الاضافة او الفقد في مجموعة كروموسومية (طقم كامل، او ما يعرف بالجينوم). اما الطفرات النووية (السايتوبلازمية)، فانها تعني التأثير على المادة الوراثية الموجودة خارج نواة الخلية الحية، اي استخدام مكونات السايتوبلازم مثل المايتوكوندريا او البلاستيدات، فتظهر صفات جديدة مثل العقم الذكري الوراثي – السايتوبلازمي او ظهور طفرات البلاستيدات او الميتوكوندريا. في هذا الخصوص، يعد المطفر الكيميائي بروميد الايثيديوم احد الوسائل المستخدمة لإحداث تغيير سايتوبلازمي في العديد من انواع المحاصيل، ومثله الاكريدينات والتربتومايسين والمايتومايسين. عموماً، تعرٌف النباتات او البذور المعرضة للتطفير، بانها تلك التي يمكنها ان تنمو  وتتطور دون ان تعاني الضرر الفسيولوجي، فيمكنها ان تحافظ على البقاء وتعطي بذرة واحدة في الاقل عند نهاية الموسم. تجدر الاشارة الى ان البذور النابتة التي تعطي نباتات عقيمة لاتحسب على انها ضمن النسبة المئوية للنباتات المعاملة، بينما يكون تكرار عدد النباتات المستخدمة لتقدير  الجرعة المميتة 50% ممثلاً للنسبة المئوية للانبات (FAO/ IAEA, 1977). هناك نوع اخر من الطفرات تسمى “الطفرات الكايميرية او الموضعية” والتي غالباً ما تحصل بصورة طبيعية في نباتات الفاكهة، مثل الحمضيات والتفاحيات وغيرها من نباتات الاشجار، فالتغير الوراثي الذي يحدث في جزء من الخلايا المرستيمية يسمى الكايميرا والتي لا تنتقل الى الاجيال اللاحقة (الشكل، 1).

 

زراعة البذور المعاملة بالمطفر

   زراعة بذور الجيل التطفيري الاول

 

بعد ان تتم زراعة بذور الجيل التطفيري الاول في الحقل، فان اولى المهام التي يسعى اليها المربي هي ضمان الحصول على العدد الكافي المطلوب من النباتات النامية التي يمكنها الاستمرا والبقاء لتعطي بذوراً عند الحصاد، على الرغم من كل الظروف البيئية المحيطة. ان تثبيط النمو والهلاكات وارتفاع نسبة العقم من اكثر المؤثرات التي يمكن ملاحظتها في نباتات الجيل التطفيري الاول بسبب التأثيرات التي يخلفها استخدام المطفر والذي لابد هو الاخر ان يتصف بالتأثير الوراثي العالي (خلق تغايرات وراثية) والتأثير الفسيولوجي الواطئ (الشكل، 2).

 

شكل (1) بعض الطفرات المستحدثة في نباتات الفاكهة والحاصيل الحقلية والطفرات الكايميرية في نباتات الفاكهة

 

شكل (2) الاهداف التي يمكن تحقيقها من برامج تشعيع بذور المحاصيل واستحداث الطفرات الجينية او الكروموسومية للوصول الى طفرات مستحدثة تتصف بالانتاجية العالية، المقاومة للمسببات المرضية، لها تطبع بيئي واسع وذات نوعية تغذوية جيدة.

 

ان عزل نباتات الجيل التطفيري الاول عن نباتات الاصناف الاخرى لنفس المحصول يكون ضرورياً بالنسبة لمحاصيل خلطية التلقيح، وهذه الاخيرة تتطلب استخدام اسلوب التلقيح الذاتي للمنتخبات للحصول على بذور الجيل التطفيري الثاني.

اما بالنسبة للملاحظات والقياسات الحقلية، فانها تتطلب المتابعة المستمرة من بعد البزوغ وتسجيل نسبته وعدد البادرات التي تبقى حية دون ظهور علامات الضرر الفسيولوجي، يليها متابعة الاشكال المظهرية للسيقان والاوراق وصفاتها المختلفة عن نباتات الاصل وتعليم النباتات المتغايرة وصولاً الى النضج (يمكن ان تظهر تغايرات وراثية في هذا الجيل)، وبالتالي يمكن تحديد افضل مطفر وافضل جرعة او تركيز يستخدم في الجوانب التطبيقية. من الضروري دراسة وتسجيل نسبة العقم وتطور النسل على اساس نوع التغيير الوراثي الذي احدثه المطفر والطريقة المناسبة لمتابعته.

 

حصاد الجيل التطفيري الاول

يتم حصاد نباتات الجيل التطفيري الاول بأحد اسلوبين هما: 1) حصاد السنابل او الفروع او اي شكل من اشكال التكاثر التي تتيح الاستمرار لبرنامج التربية بطريقة فردية. في نباتات ذوات الفلقة الواحدة، مثل الحنطة  والشعير والرز… الخ، فان جنين البذرة يحوي  كل انواع التغاير التي يمكن ظهورها في الاجيال اللاحقة، كونه يحوي العوامل الوراثية التي طرأ عليها تأثير المطفر والذي يمكن توارثه عبر الاجيال في النبات ككل او في الاشطاء الاولية التي يعطيها. لذا يفضل حصاد السنبلة الرئيسة  لكل نبات من نباتات الجيل التطفيري الاول، وحفظها بصورة منفصلة لكيما تتم زراعتها على انها بذور الجيل التطفيري الثاني بطريقة سنبلة – خط. اما بالنسبة لنباتات ذوات الفلقتين ذاتية التلقيح، مثل البقوليات الغذائية وكذلك زهرة الشمس والطماطة و…الخ، فيكون التعامل مع بذور القرنة او القرص الزهري او ثمرة اوعدة ثمار للفرع الرئيس، وبنفس الاسلوب السابق. 2)  الحصاد بالطريقية التجميعية، وهذا يتبع عندما يكون حجم المجتمع النباتي صغيراً او يكون بتكلفة اقتصادية ارخص عند شحة العمالة اوتكلفتها العالية.

 

طرائق التربية للاجيال التطفيرية

يتحتم على مربي النبات تحديد طريقة التربية واسلوب متابعة المتغايرات وطريقة الحفاظ على الطفرات وديمومتها باتباع اساليب الانتخاب والغربلة والتربية الداخلية حيث يجب ان:

• تظهر الطفرة في خلايا النبات، فتبدي تقدماً واضحا للاعضاء التكاثرية المسؤولة عن انتاج البذور.
• يتم حصاد البذور الممثلة للطفرات المستحدثة، لكيما تتم زراعتها كجزء من بذور الجيل التطفيري اللاحق.
• تعطي الطفرات المتنحية نباتات متماثلة مظهرياً بحيث تعبر عن وجود طفرة، وتجدر الاشارة هنا الى عدم امكانية تحديد الطفرة المتنحية وصعوبة تشخيصها الا بعد الجيل التطفيري الثاني، حيث يتم الانعزال الوراثي للصفة المتنحية. اما عند حدوث طفرة في حبوب اللقاح التي تخصب البيضة، فان جميع خلايا البيوض المخصبة التي تعطي البذور وهذه بدورها تكون نباتات فيما بعد، تكون حاملة لحالة عدم التماثل الوراثي.
• ان طرائق التربية المستخدمة في اجيال التربية الداخلية هي نفسها الي تستخدم في تحسين المجتمعات النباتية بالتهجين. ربما تكون طرائق تربية النسب Pidgree واختبار النسل  Progeny test  والطريقة التجميعية او التجميعية المحورة modified bulk  او سلالة الجين الفردي Single – gene descent الاكثر شيوعاً في تربية طفرات المحاصيل ذاتية التلقيح مثل الحنطة والشعير والرز والذرة البيضاء والكثير من محاصيل البقول مثل فول الصويا وفستق الحقل وغيرها، بينما يعتمد اسلوب التلقيح الذاتي وانتاج السلالات الطافرة في محاصيل خلطية التلقيح مثل الذرة الصفراء وزهرة الشمس، حيث تزداد الاصالة الوراثية جيلاً بعد اخر حتى تصل الى اكثر من 96% في الجيل الخامس من التربية الداخلية. لا بد ان نذكر ان برامج تربية الطفرات شملت نباتات الزينة للحصول على تغايرات مظهرية لم تكن موجودة اصلا في الطبيعة، وذلك من خلال تحورات الاوراق او الازهار او تقزم النبات او تغير اللون او حدوث التخطط او التبرقش في الاوراق او البتلات، كما في الطفرات الكلوروفيلية.

الادارة الحقلية لمجتمع الجيل التطفيري الثاني

        زراعة بذور الجيل التطفيري الثاني

تعتمد ادارة مجتمع بذور الجيل التطفيري الثاني على طريقة الحصاد المتبعة مع نباتات الجيل التطفيري الاول، فتتم الزراعة بطريقة نبات – خط  او سنبلة – خط او فرع نباتي – خط، وفق تصميم مخطط حقلي يتيح زراعة 10 -12 خط متغاير ثم خطان من الصنف الاصل للمقارنة الحقلية  المنظورة (المرئيvisual )، ليتم تحديد التغاير الوراثي المستحدث بعيدا عن التأثيرات البيئية قدر المستطاع. اما بالنسبة للزراعة التجميعية، فيتم تقسيم البذور على وفق كمية البذار المطلوبة وزراعتا في الواح تجريبية الى جانب الصنف الاصل وبطريقة الخطوط، لكيما تجرى عليها نفس الاساليب السابقة من حيث التشخيص المرئي.

 

 حجم مجتمع بذور الجيل التطفيري الثاني

يعد حجم المجتمع النباتي لبذور الجيل التطفيري الثاني عاملاً رئيساً ومحدداً لنجاح برنامج التربية. اقترح Brock (1971) وبعده  باحثون اخرون ومنهم Rédei (1974 و1982) و Brock و Mike (1979) طريقة لتقدير عدد العوائل النباتية التي يجب اختبارها لضمان عزل الطفرات المفيدة التي يمكن استحداثها ولمختلف الانواع والتكرار المتوقع حدوثه، على وفق المعادلة التالية والجدول المرفق معها.

Log(1-P₁)

N = ————

Log(1- µ)

حيث تمثل N عدد العوائل النباتية المطلوبة و  µ معدل عدد الطفرات و P₁ احتمال ظهور  طفرة واحدة في الاقل.

ويمكن حساب عدد نباتات الجيل التطفيري الثاني لكل عائلة من العوائل النباتية للجيل التطفيري الثاني بالمعادلة التالية:                 Log(1-P₂)                   M = —————–

Log(1-α)

 

حيث    M تمثل عدد نباتات الجيل التطفيري الثاني لكل عائلة نباتية و   α هي معدل الانعزال للطفرة و   P₂ هو احتمال ظهور طفرة متماثلة واحدة في الاقل.

 

 

 

جدول (4) عدد العوائل النباتية للجيل التطفيري الثاني التي يمكن اختبارها لمختلف معدلات الطفرات واحتمالات ظهورها.

تكرار الطفرة     µ	عدد العوائل النباتية N		نوع الطفرة
	0.9P1 =	0.99P1 =
1 x 10-2	230	460	تغير كروموسومي وتغاير كمي موروث
1 x 10-3	2300	4600	العديد من الجينات المتنحية
1 x 10-4	23000	46000	العديد من الجينات المتنحية
1 x 10-5	230000	460000	العديد من الجينات المتنحية

 

 

ان معدل الانعزال الوراثي للطفرة التي يتحكم بها جين واحد متنحي في الجيل التطفيري الثاني هو 1/4 بعد المعاملة بالمطفر حيث تأتي من المشيج الذي يمثل نصف العدد الكروموسومي، مثل حبة اللقاح، واستنادا لقانون مندل الاول. فالبذرة المطفرة تمثل في العموم اكثر من خلية، في جنين البذرة الذي حصل فيه التطفير، والتي يمكنها الانقسام والتكاثر بعد الاخصاب للوصول الى الجيل التالي. وعليه، فان النسبة الانعزالية لخليتين او ثلاثة او اربعة اوخمسة التي يمكنها التوارث  الى الجيل اللاحق، وبغياب الانتخاب ستكون 1/8  و 1/12 و 1/16 و 1/20، وعلى التوالي. وبالتالي، فان حجم مجتمع M₂، يمكن حسابه من المعادلة يمثل (M) لمختلف القيم من (α) و (P₂) ، وتدرج في الجدول (5).

 

من خلال ربط كلا التقديرين، فان قيم (N) و (M) لحجم المجتمع النباتي الطلوبة في (M₂) يمكن حسابها لعزل انواع الطفرات المستحدثة على وفق الاحتمالية المعطاة. وعليه، فان الطفرة التي يتحكم بها جين متنحي واحد وبما يساوي نسبة قدرها 1 x 10^-3 يكون حجم المجتمع النباتي المطلوب في الجيل التطفيري الثاني (M₂) تقريبا 50.000 نبات، بينما يكون عددها 5 مليون نبات عندما تبلغ النسبة 1 x 10^-5 (Chopra، 2000).

 

 

 

جدول (5) حجم مجتمع الجيل التطفيري الثاني. (M₂) لمختلف النسب الأنعزالية ومستويات الاحتمالات التي يمكن ظهورها للطفرات المتماثلة.

معدل الانعزال الوراثي	حجم مجتمع M2 للعوائل النباتية
	0.9P2 =	0.99P2 =
α= 1/4	8.0	16.0
= 1/8	17.2	34.5
= 1/12	26.3	52.6
= 1/16	35.7	71.4
= 1/20	45.5	91.0

 

 

 

 

طرائق الانتخاب في الجيل التطفيري الثاني (M₂)

تعد عملية انتخاب الطفرة او الطفرات المستحدثة مسألة في غاية الاهمية في برامج تربية الطفرات، بل انها اهم من عملية التطفير والاستحداث التي يتم القيام بها مختبرياً. عليه، تكون تقنيات الانتخاب في الجيل التطفيري الثاني وما يتبعه في الاجيال اللاحقة على وفق الاتي:

• طريقة الانتخاب المظهري (المرئي visual)

هي الطريقة الاكثر فعاليةً وتأثيراً في معرفة الاشكال المظهرية الطافرة. تعد مثل هذه الطريقة الاساس الاولي لأنتخاب الطفرات المقاومة للمسببات المرضية والتبكير بالتزهير او النضج وارتفاع النبات (التقزم) وتغيرات اللون (في برامج تربية نباتات الزينة) وعدم الانفراط ومقاومة الاضطجاع ومقاومة التجعد في البذور (فول الصويا) و ….الخ.

• الطرائق الفيزيائية (الالية)

تكون مثل هذه الطرائق فعالة وكفوءة في الانتخاب لصفات حجم البذور ووزنها وكثافتها، وبالتالي فان الحاجة تكون لأستخدام القياسات وربما بعض الاجهزة مثل الهكتوليتر (لقياس الوزن النوعي للبذور) و…الخ.

• طرائق الانتخاب الاخرى

هذه الطرائق تمثل استخدام الخبرة والمهارة الى جانب القياس الدقيق باستخدام الاجهزة والمواد الكيميائية او الكيموحياتية او الفسيولوجية او الفيزو-كيميائية او بالاحرى مختلف وسائل واساليب الغربلة لتحديد الطفرات المنتخبة المرغوبة. على سبيل المثال، يتم انتخاب الطفرات المتحملة للجفاف من قياس محتوى البرولين، ومثلها الطفرات غير الحساسة للجبرلين من خلال رش البادرات بالجبرلين او نقع البذور بمحلول الجبرلين، ومن ثم انتخاب البادرات التي لا تستجيب له او لها استجابة واطئة. ان مقاومة او تحمل تأثير استخدام المبيدات العشبية يمكن ان يتم باسلوب الغربلة بعد المعاملة الكيميائية لبادرات الجيل الثاني، ومثلها مقاومة الامراض (Donini  و Sonnino، 1998).

 

لا بد من الاشارة الى ان كل طرائق الانتخاب الانفة الذكر تؤشر اهمية ووجوب الاهتمام بمجتمع الجيل الثاني لقياس وايجاد الطفرات المتنحية لجين الكلوروفيل المنفرد ومقاومة المسببات المرضية  والصفات النوعية الاخرى، بينما تكون كفاءة وفعالية الانتخاب للصفات الكمية مثل الحاصل ومكوناته في الجيل الثالث (M₃).

 

انتخاب الطفرات المفيدة في محاصيل ذاتية التلقيح

يوضح المخطط (1) والجدول (6) مخططاً لتربية الطفرات لمحاصيل ذاتية التلقيح. تتحدد طرائق الانتخاب والتربية بحسب الصفة او الصفات التي يراد استحداثها و/او تحسينها، وبالتالي تختلف الصفات النوعية التي يحكمها عدد قليل من الجينات بمثيلاتها الكمية التي تكون عادة صفات مستمرة تتأثر كثيراً بالبيئة ويحكمها عدد غير قليل من الجينات.

 

تربية الطفرات

تربية الطفرات لحاصل البذور

ان الحاصل من الصفات الكمية المعقدة، وهي دالة لمكوناته، اي يرتبط الحاصل بالصفات الكمية الاخرى الممثلة لمكوناته مثل عدد السنابل/نبات وعدد بذور السنبلة ووزن البذرة، ان جميع هذه المكونات تتأثر بالبيئة وبادارة وخدمة المحصول، فتعطي تغايرات مستمرة عند قياسها او تقديرها. وعليه، فان برامج استحداث وتربية الطفرات لا تهتم كثيراً بالصفة بقدر ما يتم الاهتمام باحدى مكوناته، وبالتالي يتم الانتخاب ليس على اساس جينات محسنة في نات واحد اوعدة نباتاتن بل يتعداه الى انتخاب عدد كبير من النباتات ، وربما لأكثر من صفة (Åastveit، 1977).

عموما، فقد اتبع اسلوبان في تشخيص الطفرات عالية الحاصل، الاول هو الانتخاب لصفة او اكثر من مكونات الحاصل ( Gustofssm، 1965 و Swaminathan، 1965 و Sharma،1982). يتطلب هذا الاسلوب توفر الخبرة والمعرفة العلمية العالية للمعايير الوراثية ومعرفة طريقة توارثها واستخدام الطرائق الاحصائية التي تسهل من اعمال الانتخاب. هناك الكثير من الصفات الفسيولوجية التي يمكن ان يتم انتخابها وفقا لما يخدم برنامج التربية لزيادة الحاصل (Reynolds واخرون، 2001)، او الاعتماد على البيئة المحيطة التي يجرى فيها الانتخاب في برنامج التربية، وما يمكن استثماره من صفات فسيولوجية تخدم الهدف لتحسين الحاصل(Fischer واخرون، 2003). يذكر Blum و Atlin (2003) ان الانتخاب للصفات الثانوية التي تزيد من حاصل الحبوب يتم من خلال: 1) الارتباط الوراثي للصفة الثانوية بحاصل الحبوب في بيئة الهدف. 2) تكون الصفة الثانوية اقل تأثراً بالبيئة من حاصل الحبوب نفسها، اي يكون توارثها اعلى من توارث صفة الحاصل، وبالتالي لها تداخل وراثي – بيئي اقل. 3) لابد من توافر تغاير وراثي في الصفة ضمن النوع المدروس، وهو ما يعنينا من استحداث لهذا التغاير بالتطفير. 4) في حالة الصفات المرتبطة ببيئات الشد، لا بد ان تكون الصفة معبرة عن الحاصل وبقوة في البيئات التي لا تعاني الشد (Araus واخرون، 2002).

اما الاسلوب الثاني، وهو البديل فيتضمن اعتماد الحاصل نفسه كمعيار انتخابي نهائي (Gregory، 1956 و Sigburbjornsson و Micke، 1974). لتحقيق هذا الهدف، يتم تشخيص الطفرات ويتبع الاسلوب القياسي في تقييمها، كلما امكن، وتستخدم تقنيات التربية والتحسين الوراثي المتوفرة، وربما بأكثر من طريقة واسلوب للوصول بها الى مستوى الصنف الجديد واطلاقه بعد تسجيله واعتماده على وفق الاصول والسياقات المتبعة (Chopra، 2000). من الناحية التطبيقية، اشرت المصادر العلمية اعتماد العديد من الاصناف الطافرة المتفوقة في قدرتها الانتاجية في محاصيل الحنطة والشعير والرز والسمسم وزهرة الشمس والباقلاء، على سبيل المثال لا الحصر.

 

تربية الطفرات لمقاومة الامراض

ان تربية اي نبات لمقاومة المسببات المرضية يعد مؤشراً مهما ليس لتقليل اوخفض الاصابة بقدر ما يرتبط بزيادة الانتاجية وتحسين النوعية التغذوية. تم تطوير اصناف جديدة باتباع اسلوب تربية الطفرات لمقاومة العديد من الامراض المهمة التي تصيب المحاصيل الحقلية ومحاصيل الخضر، وخصوصا المسببات الفطرية. ومن المهم جداً تحديد الهدف مبكراً لكونه يرتبط بانتخاب الصنف الاصل الذي يراد استحداث التغايرات الوراثية فيه، وكذلك نوع المطفر وجرعته او تركيزه ثم طريقة الغربلة واسلوب الانتخاب الذي يحدد كيفية الفصل بين النباتات الحساسة والمقاومة. كما تشكل طريقة رش معلق السبورات وتركيزه وتكراره والتحضين على اساس توفير الظروف المؤاتية لإظهار تأثير المسبب المرضي في مشتل التربية او في البيت البلاستيكي او غرفة النمو عواملا اساسية لنجاح البرنامج وتحديد الطفرات المقاومة فعلاً للمسبب المرضي (Gupta، 2000).

 

تشعيع البذور M₁

↓

عزل النباتات المتغايرة في الجيل التطفيري الثاني M₂

↓                                                  ↓

الطفرات المرئية                               الطفرات غير المرئية

التأكد من التغاير في المنتخب وانتخاب

↓                                                     ↓                                    ↓

افضل النباتات المتغايرة                  افضل ذرية متغايرة              انتخاب افضل ذرية متغايرة

من الطفرات غير المرئية

↓                                                     ↓                                    ↓

تزرع في الواح التربية لأفضل         تزرع في الواح التربية           التهجين بين الطفرات الجيدة

ذرية من الطفرات المنتخبة M₃       (تجارب مقارنة لأفضل ذرية      او مع الاصناف السائدة

↓                                                     ↓                                    ↓

تجارب مقارنة مع الاصل واستمرار        استمرار تجارب المقارنة         تربية الجيل الاول F₁

التربية

↓                                                ↓                                      ↓

تجارب المقارنة والمشاهدات مع الاصل      تربية الجيل الثاني F₂ والانتخاب الفردي ل F₃

↓                                                ↓                                      ↓

اكثار الطفرات الجيدة مع الانتخاب        الزراعة في الواح التربية والمقارنة مع الاصل

للعوائل النباتية

↓                                                ↓                                      ↓

اكثار الطفرات مع تجارب الادارة الحقلية لغرض التسجيل والاعتماد     تجارب المقارنة والادارة الحقلية

 

مخطط (1) مخطط توضيحي لأسلوب التطفير التجريبي في تربية محاصيل ذاتية التلقيح (Filov and Stoilov, 1971)، عن ابراهيم واخرون، 1990.

 

 

 

الشكل (4) يوضح اعراض الاصابة وبرامج تربية الطفرات لمقاومة الاصداء والحشرات والنيماتودا في بعض المحاصيل الحقلية والخضر. من امثلة النتائج المعتمدة عالمياً استنباط صنف رز مقاوم لمرض التبقع البني من قبل Borah و Goswami (1989) باستخدام المطفر الكيميائي EMS، كذلك استنباط صنف اخر من الرز مقاوم للفحة الاوراق البكتيرية باعتماد اسلوب التطفير بالنيوترونات الحرارية (Nakai، 1990). الشكل (3) يوضح مخططاً لبرنامج التربية لمقاومة الامراض في محاصيل ذاتية التلقيح.

 

تربية الطفرات للتبكير بالتزهير

تعد صفة التبكير في التزهير و/او النضج من الصفات المهمة التي يفتش عنها مربي النبات لأهداف التهرب من الجفاف او التأثيرات البيئية الاخرى، الى جانب النواحي التسويقية والاقتصادية وكذلك الاستغلال الامثل للارض، وللعديد من المحاصيل الاستراتيجية (الحنطة، الرز، الشعير، الحمص، فستق الحقل، البازلاء وفول الصويا). اظهرت برامج تربية الطفرات امكانية الحصول على طفرات مبكرة مفيدة، سواءً في تزهيرها او نضجها، مما يؤشر امكانية تطويرها الى اصناف جديدة او الاستفادة من تغايراتها الوراثية في برامج التهجين والانتخاب. من الامثلة المعروفة

 

 

 

 

جدول (6) برنامج تربية الطفرات باسلوب اكثار البذور في محاصيل ذاتية التلقيح.

السنة	جيل التربية	اسلوب التربية
الاولى	M1	معاملة البذور بالمطفر الملائم، على ان يتم الحصول على 500 نبات M1 خصب في الاقل عند الحصاد. تزرع بذور  M1بمسافة عزل عن الاصل وعن الاصناف الاخرى، وبمسافة 25-50 سم للحبوب و75-100سم للبقول وغيرها، لمتابعة الطفرات الكايميرية. يمكن مشاهدة الطفرات السائدة بسهولة، ويتم حصاد السنبلة او الفرع الرئيس فردياً لأستكمال القياسات المطلوبة.
الثانية	M2	زراعة النسل (الذرية) لكل نبات في خط، ومتابعة الخطوط التي تعطي طفرات، وانتخاب النباتات الطافرة المرغوبة. اما الطفرات بالنسبة للصفات الكمية، فلا تظهر بوضوح، مما يتطلب انتخاب النباتات التي تبدي صفاتها الكمية تفوقاً واضحاً على مثيلاتها او الصنف الاصل.
الثالثة	M3	زراعة ذرية المنتخبات في خطوط وانتخاب الخطوط والنباتات المتفوقة ضمن كل خط اوذرية.
الرابعة	M4	اكثار بذور المنتخبات من الطفرات الواعدة بزراعتها في عدة خطوط (عوائل نباتية)، وانتخاب الذرية الواعدة باسلوب الحصاد التجميعي (عدة نباتات سويةً) واستبعاد الخطوط الوراثية غير المرغوبة.
الخامسة	M5	اجراء تجارب التقييم الاولي للخطوط الوراثية الواعدة (الطفرات)، بمقارنتها مع الصنف الاصل والاصناف السائدة. يمكن اجراء هذه التجربة في اكثر من بيئة لضمان نتائج التقييم.
السادسة – الثامنة	M6 – M8	تحديد الطفرات المتفوقة وزراعتها في الواح الاكثار، مع استمرار تجارب التنقية والتماثل الوراثي والمظهري، الى جانب تجارب المقارنة.
التاسعة	M9	استكمال الاختبارات المطلوبة وتجارب المقارنة، وخصوصا للصفات النوعية مع اكثار البذور للوصول بها الى الكميات التي تتيح اختبارها من قبل الجهات الرسمية.
العاشرة	M10	ديمومة انتاج بذور المربي، واجراء الاختبارات الرسمية من قبل الجهات المعتمدة في القطاع الزراعي، لتعميم النتائج الايجابية.

 

شكل (3) برامج تربية الطفرات لمقاومة الاصداء والحشرات والنيماتودا

في بعض المحاصيل الحقلية والخضر

 

 

 لأصناف الطفرات المبكرة، صنف الشعير نور القادسية، في العراق، وصنف الرز نيوكليورايزا Nucleoryza في هنغاريا والذي تم استحداثه في منتصف السبعينات من القرن الماضي وكذلك الصنف الفرنسي سيزاريوت Cesariot المتأخر النضج، العالي الانتاجية والمقاوم للامراض. استخدمت عوامل الاشعاع مثل النيوترونات السريعة بجرع 10-25 ڴري في الرز، وكذلك اشعاعات جاما بجرع تصل الى 250 ڴري، وبحسب المحصول لتحقيق صفة التبكير في برامج التربية.

 

تربية الطفرات لتحسين الصفات النوعية والتغذوية

عندما تتركز اهداف مربي النبات على زيادة القدرة الانتاجية للنبات في البلدان النامية خصوصاً للوصول الى الاكتفاء الذاتي، فان زملاءهم في البلدان المتقدمة يسعون ايضاً لتحسين الصفات النوعية والتغذوية وتلبية احتياجات المستهلك. وعليه، من الضروري عدم تناسي او اهمال مثل هذه الصفات، او على الاقل عدم تدهورها لأجل قبول الصنف الجديد من قبل كل من المزارع الذي ينتجه والمستهلك والمصنِع، ولأي من المحاصيل الحقلية او البستنية. في الحقيقة هناك مدى واسع لمثل هذه الصفات على الرغم من ان عدد الجينات التي تتحكم بها قليل جدا، كذلك تأثرها بالبيئة. اكثر ما يهمنا من مثل هذه الصفات في محاصيل الحبوب والمحاصيل البقولية التغذوية هو محتوى البروتين وتوازن الاحماض الامينية. اما في حالة المحاصيل الزيتية، فان تركيب الاحماض الدهنية والقابلية على استخلاص الزيت ودرجة العكرة فيه وعدم التزنخ والقابلية على الخزن تمثل الصفات الاكثر اهمية (Chopra، 2000).

 

تجدر الاشارة الى ان النجاحات المتحققة في برامج تربية الطفرات لتحسين الصفات النوعية تعد كثيرة، وخصوصا في محاصيل الحبوب والبقول، بل في المحاصيل ذاتية التلقيح عموماً (ابراهيم واخرون، 1992 و الحمداني واخرون، 1993). كما ان تحسين محتوى بعض الاحماض الامينية مثل اللايسين او تحسين نوعية المولت يمثل انجازات علمية وتطبيقية رائعة في اطلاق العديد من اصناف الحنطة الخبز والشعير (Bhatia واخرون، 1970 و Pogna  واخرون، 1995)، وهناك امثلة اخرى تمثلت في استنباط اصناف طافرة جديدة من فول الصويا وذات محتوى قليل او منخفض من الاحماض الدهنية المشبعة او العكس في زيادة محتواها من الاحماض الدهنية المرغوبة مثل حامض البالمتك او الستيارك. ذهب باحثون وعلماء اخرون الى السعي لأستنباط طفرات من الباقلاء بمحتوى منخفض جداً او معدوم من الفايسين والكوفايسين، والتي تمثل المسبب الرئيس لفقر الدم الانحلالي Favisim لدى الاطفال خصوصاً ( يوسف،  2002).

ربما يعد برنامج تربية الرز لتحسين محتوى البروتين الذي عرضه Tanaka (1974) احد الامثلة البسيطة التي يمكن تطبيقها لتحسين مثل هذه الصفات وهو كما يلي:

M_1: تشعيع 1000 بذرة جافة من الرز باشعاعات جاما بمصدر الكوبلت 60 وبجرعة 200 و300 ڴري.

M₂: تم اخذ 220 عنقود زهري (دالية) من نباتات M₁ تتصف بخصوبتها العالية من كل معاملة وبطريقة تربية النسب. مثلت بذورها (3300 بذرة) بذور M₂ ولكل معاملة. حللت عينة من كل عنقود زهري لبيان محتواها من البروتين وتم انتخاب بذور 201 عنقود، تم عزلها والاحتفاظ ببذورها للزراعة في الموسم اللاحق.

M₃: من بين بذور ال 201 عنقود تبين ان بذور 37 منها كانت متشابهة في مظهرها لبذور نباتات الاصل الذي اخذت منه. انتخب 11 خط من ال 37 لها محتوى بروتيني مرتفع ويختلف معنوياً عن الاصل.

M₄: اخذت بذور  ال 11 عنقود زهري  فردياً لتمثل عوائل نباتية تمت زراعة كل عائلة نباتية بواقع 15 نبات. وعليه، زرعت بقية العوائل النباتية في تجربة مقارنة الحاصل تمثل 165 عائلة نباتية وبمكررين. تم عزل 12 عائلة نباتية من ال165 عائلة على انها خطوط وراثية طافرة لها محتوى بروتيني عالي.

تم اختبار العوائل النباتية المنتخبة والمعزولة في عدة محطات تجريبية وطنية وتحت ظروف بيئية مختلفة، للاجيال التي تلت الجيل الرابع، حيث تم تحديد عدد منها كأصناف طافرة ذات محتوى بروتيني عالي.

 

   

 تربية الطفرات المتقزمة

تعد صفة تقزم النبات من صفات  النمو الموروثة، ولها فوائد كثيرة منها مقاومة الاضطجاع والاستجابة للتسميد العالي وكفاءة استخدام الماء وينعكس ذلك كله على تحسين دليل الحصاد. تم استنباط العديد من الاصناف القصيرة باسلوب استحداث الطفرات في محاصيل ذاتية التلقيح. من الامثلة المتداولة عالمياً ما استنبطه Pande و Raghuvanshi (1988)، عندما حصلا على طفرة متقزمة وعالية الحاصل في الهرطمان (V. radiate L. Willczek) والذي يزرع بموسمين او ثلاث مواسم / السنة في الهند. اظهر برنامج تربية الطفرات تحقيق استحداث طفرة متقزمة وعالية الحاصل من تشعيع البذور بجرعة 200 ڴري، وتنضج ﺒ 54 يوماً.

 

تربية النبات لمقاومة الاضطجاع

يحدث الاضطجاع وانحناء وربما كسر السيقان في النباتات نتيجة عدم تطور النظام الجذري وصغر حجمه. اوضحت النتائج التطبيقية لبرامج استحداث الطفرات المقاومة للاضطجاع سهولة استخدام هذه التقنية وضمان نتائجها من خلال تقصير طول النبات والذي يتاتى من اختزال وتقليل المسافة بين العقد على الساق او تقليل عدد العقد والتي اظهرت ارتباطها السالب مع صفة المقاومة للاضطجاع. تبين زيادة تكرار الطفرات المستحدثة المفيدة باستخدام المطفر الكيميائي EMS (Arumugam و Subramanian، 1990).

 

من الضروري ان نذكر امكانية استحداث بعض الطفرات المفيدة في الصفات المظهرية، مثل لون الاوراق او الازهار او درجة كثافتها او طبيعة النمو من حيث كونه محدودا اوغير محدود للأغراض التجارية او التسويقية، كما في نبات الزينة، بالاضافة الى امكانية تحسين بعض الصفات الكمية الاخرى مثل عدد قرنات النبات او عدد بذور القرنة وربما لتغيير الشكل الهندسي للنبات بما يجعله مؤهلا للزراعة الكثيفة (Abdul Shakoor  واخرون، 1978).

 

تربية الطفرات العقيمة ذكرياً

ان صفة العقم الذكري من الصفات المهمة في برامج تربية الهجن، التي تسيدت الزراعة الحديثة استناداً لما يمتلكه الهجين من صفات كمية ونوعية فيتفوق على ابويه بسبب ظاهرة قوة الهجين. تكمن اهمية صفة العقم الذكري في كونها تلغي الحاجة لأجراء عملية الاخصاء emasculation والتي يقوم بها عمال متدربين، فتزيد من كلفة مدخلات الانتاج. نجحت برامج تربية الطفرات في استحداث طفرات عقيمة ذكرياً  (سواءً كانت صفة العقم الذكري وراثية او سايتوبلازمية او وراثية – سايتوبلازمية) في الكثير من نباتات المحاصيل والخضر. ومن الامثلة الحية، استحداث الصفة في نبات العدس، حيث ان عملية الاخصاء في غاية من الصعوبة لصغر حجم الازهار وصعوبة اجراء الاخصاء، اي ازالة الاعضاء الذكرية منها ونقل اخرى غيرها اليها (Sinha، 1989). عموماً تبين ان الصفة يحكمها جين منفرد واحد وتنعزل بنسبة 1:3 في التلقيح الاختباري، كما يمكن تمييز النباتات العقيمة في بداية مرحلة النضج، حيث تستمر النباتات العقيمة باعطاء الازهار وتبقى خضراء، في الوقت الذي تنضج النباتات الخصبة.

 

تربية الطفرات المقاومة للشد غير الحياتي

استحدثت طفرات عديدة وطورت الى اصناف نباتية مقاومة للشدود البيئية غير الحياتية (الجفاف والملوحة والبرودة و…الخ) في الكثير من المحاصيل مثل الحنطة والشعير والرز. تم استنباط اصناف طافرة من الرز متحملة للملوحة في الهند غير انها قليلة الغلة، وامكن اعتبارها مصادر وراثية للصفة (Sreedharan و Misra، 1976). ربما يتم استثمارهذه الطفرات باستخدام التقنيات الحياتية الحديثة والهندسة الوراثية بنقل الجينات المسؤولة عن الصفة الى الاصناف عالية الغلة وباستخدام برامج التربية التقليدية او الحديثة.

 

 

تربية الطفرات باستخدام التقنيات الحياتية

ساعدت تقنية الزراعة النسيجية في تسريع برامج التربية عموماً وبرامج التطفير وفرز الطفرات المغايرة للاصل بوجه خاص، من خلال تشعيع الكالس (مجموعة خلايا غير متخصصة تنتج من خلية اونسيج اوعضو نباتي اوجزءاً منه) وزراعتها في اطباق بلاستيكية حاوية على وسط غذائي صناعي يسمح بتطورها تحت ظروف مسيطر عليها (ربما تحوي مستويات مختلفة من العامل المؤثر المراد دراسته)، وبالتالي مقارنتها مع الاصل. تستند التقنية اما على فلسفة التعريض التدريجي او الحاد acute (Omar واخرون 1993 ويوسف واخرون، 1998)، ويتم الانتخاب والاكثار باستمرار الزراعة خارج الجسم الحي In Vitro ثم تجذير ذلك الجزء النباتي واقلمته تدريجياً لنقله الى الموقع المستديم (الشكلان، 4 و 5).

 

استحداث الطفرات في التربية على المستوى الجزيئي Tilling

ادت التطورات الحديثة في العلوم الحياتية على المستوى الجزيئي، وخصوصا في الاطقم الجينومية الكبيرة بمقياس تعاقب القواعد النيوكليوتيدية، بما يمثل آفاقا جديدة في احتمال حدوث احتمالات جديدة من تطبيقات تقنيات التطفير لتحسين المحاصيل. ان استخدام الستراتيجية الوراثية المعروفة “Tilling” والتي هي مختصر ﻠ Targeting Induced Local Lesions In Genomes، حيث احتمال استحداث سلسلة من الاليلات في الموقع المطلوب او المؤثر، بحيث يكون ترتيب ما يجهز من هذه الاليلات معروفاً (McCallum واخرون ، 2000).تتمحور هذه الطريقة، اي Tilling، في استحداث طفرات بتكرار عالِ باستخدام المطفرات الكيميائية، والتي يتم توليفها بطريقة غربلة throughput عالية لنيوكليوتيد منفرد وبشكل مظهري متعدد Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) في التسلسل المطلوب.

 

 

معرفة وتقييم وتوثيق الطفرات

ربما يتبادر الى الذهن، للأغراض التطبيقية في برامج تربية الطفرات، السؤال حول كيفية تشخيص المتغايرات المفيدة وانتخابها بعد المعاملة بالمطفر واستحداث الطفرات المفيدة. لأجل الاجابة على هذا التساؤل، فانه لابد من تعريف الطفرة التلقائية التي تفرزها الطبيعة، وهي ناتج الانتخاب الطبيعي التي تمثل الاستمرار بتوريث الصفات الجديدة في مادة حية لم تتم معاملتها بأي مطفر، ولو ان نسبة حدوثا منخفضة جداً، وبالتالي فهي انعزال وراثي ينجم عن التلقيح الذاتي اوالتهجين، اذا كانت ممثلة او حاوية على صفة مرغوبة او اكثر.

 

شكل (4) تربية الطفرات لمقاومة الشد البيئي غير الحياتي

 

              شكل (5) مراحل انتاج النبات من كالس  بالانتخاب للخلايا الممثلة لهدف

التربية بالزراعة خارج الجسم الحي.

 

وعليه، فان برامج التطفير لا بد ان تهتم بدرجة كبيرة باختيار نوع المطفر لتحقيق الهدف المنشود من استخدامه، وهذا يمثل جزء من الاجابة  على السؤال السابق. والاهم من ذلك، هو حتمية ظهور الصفة المرغوبة في المادة المطٌفرة وتوافر الخبرة العملية والعلمية في التشخيص، بما يختلف او عدم وجود التغاير في المادة الاصل. تجدر الاشارة الى امكانية حدوث تغايرات دقيقة او صغيرة التأثير في المادة الحية المعاملة بالمطفر، مما يؤدي الى ظهور متغايرات في الصفة المطلوبة بدرجة قليلة، فيطلق عليها Micro – Mutants وخاصة في محاصيل ذاتية التلقيح لصفات زاوية الورقة والشكل الهندسي للنبات والتقزم وشبه التقزم وتكون السفا الناعم  والتبكير بالتزهير ومقاومة انواع من المسببات المرضية. فاذا لم تتم ملاحظة مثل هذه المتغايرات بالمقارنة مع الاصل المزروع معها، فان هناك خللاً ما في استخدام نوع المطفر او الجرعة او التركيز المستخدم وما يرتبط بهما من مؤثرات اخرى سبق وان تم عرضها في هذه الدراسة.

 

ان عملية اكثار وتقييم الطفرة او الطفرات المرغوبة (الواعدة) غاية في الاهمية لأجل المقارنة مع الاصل الذي اخذت منه او الاصناف الاخرى السائدة في الزراعة. وعليه، تزرع الطفرات الواعدة في بيئات الهدف مع الاصناف السائدة لتأكيد وجود او استحداث الصفة او الصفات الجديدة. بعد ها يوضع برنامج تطبيقي لأكثار البذور من قبل المربي ومن يساعده للوصول الى المستوى الذي يؤهل الطفرة للأختبار في بيئات متعددة من قبل الجهة الفنية المسؤولة عن توثيق تسجيل و/او اعتماد الطفرة الجديدة.

تتضمن اجراءات التسجيل والاعتماد سلسلة من الاعمال التي تمهد التوثيق العلمي الوطني والدولي.

اهم المصادر:

• ابراهيم، اسكندر فرنسيس، وابراهيم شعبان السعداوي وخزعل خضير الجنابي (1990) تطبيقات التقنيات النووية في الدراسات النباتية. مطبعة بابل، منشورات منظمة الطاقة الذرية العراقية، بغداد – العراق.
• يوسف ، ضياء بطرس (2002) مرض الفافرم المتسبب عن تناول الباقلاء وبعض المعالجات للحد من خطورته . منظمة الطاقة الذرية العراقية 7020/01/S001 .
• علي، حميد جلوب ويوسف، ضياء بطرس (2000). “اتجاهات جديدة في تربية النبات”. مركز عبادي للدراسات والنشر. اليمن، صنعاء. 553 صفحة.
• يوسف، ضياء بطرس وجبو، نوئيل فرنسو وخلف، محمد زيدان ومجيد، عزيز حامد وعلي، حميد جلوب (1994). تأثير الجرع المنخفضة من اشعة جاما على بعض الصفات الحقلية والحاصل ومكوناتة لصنفيين من الذرة الصفراء. مجلة دراسات ( العلوم البحثية والتطبيقية ) 21 ب ( 6 ) 61-73.
• يوسف، ضياء بطرس والجبوري، عبد الجاسم محيسن وحميد، محمد خزعل (1998). تأثير الشد المائي على النمو والمكونات الخلوية للكالس المعرض لاشعة جاما لصنفين من زهرة الشمس. مجلة البحوث الزراعية العربية 2 ( 1 ) 1- 13.
• Åastveit, K. (1977). Plant Characters to

 

be improved by Mutation Breeding-Yielding Ability. In FAO/IAEA. 1977. Manual of Mutation Breeding. 2^nd ed. Vienna, IAEA, pp. 169-171.

• Abdul Shakoor., M.; Hag, A. and sadig, M. (1978). Induction of Upright and Compact Plant Type Mutants is Chickpea (Cicer arietinum) Mutant Breed Newsl. 11, 6-7.

AL-Hamdany, M. A.; Al-Ikhshali, M. and Al-Dulaimi, I. A. (1993). Induced Two Broad Bean Mutants.  Proc. Workshop Meeting, Role of Irradiation in Developing Improved Agricultural Generations. Faculty of Arab Atomic Energy. Baghdad, Iraq. 18-20, 1993.

. Ibrahim, I.F.; Al-Maaroof, E.M.;  Al- Janabi, K.K; Al-Aubiadi, M.O. and Al-Janabi, A.A. (1989). Induced Mutations in Iraqi Bread Wheat cv Saber Beg. Mutation Breading Newsletter. IAEA. Vienna. No. 34, 14-15.

• Araus, J.L.; Slafer , G. A.; Reynolds; P.  and Royo, C. (2002). Plant Breeding and Water Relations in C₃ Cereals: What Should We Breed For?. Annals of Botany. 89, 925-940.
• Pillai, A.M. and Subramanian, M (1990). Induced Lodging Resistant in Upland Rice. Mutation Breed Newsl. 36, 4.
• Basandari, A. K. and Basandari, D. (2000). Techniques in Breeding For Disease Resistance. pp. 304-343. In: Plant Breeding: Theory and Techniques. (ed Gupta, S.K.). Agrobios. (India).
• Bhatia, C.R.; Jagannath, D. R. and Gopal- Ayengar, A.R. (1970). Induced Micro-Mutation For Major Protein Fractions in Wheat. In: Improving Plant Protein by Nuclear Techniques, pp. 99-106.
• Borah, S. P and Goswami, B. C. (1989). Resistance to Brown-Spot Disease in Rice Improved by Mutation Induction. Mutant Breed Newsl. 33, 9.
• Bouma, J. (1976). The Spring Barley Mutant Cultivar “Diamant” Its Economic Importance and Breeding Value. Mutant Breed Newsl.7, 2-3.
• Bouma, J. and Ohnoutka, Z. (1991). Importance and Application of The Mutant “Diamant” In Spring Barley Breeding. In: Plant Mutation Breeding For Crop Improvement. 1, pp. 127-133.
• Brock, R. D. (1971). The Role of Induced Mutations in Plant Improvement. Rad. Bot. 11, 181-196.
• Bubeck, D. M. F. and Hammond, E. G. (1989). Inheritance of Palmitic and Stearic Acid Mutants of Soybean. Crop Sci. 29, 562-565.
• Chopra, V.L. (ed). (2000). Mutation Breeding. In: Plant Breeding. Theory and Practice. 2^nd Pp. 321-342. Oxford & IBH Publishing Co.
• Donini, P. and . Sonnino, A. (1998). Induced Mutation in Plant Breeding: Current Status and Future Outlook. In: Somaclonal Variation and Induced Mutations in Crop Improvement. 32, pp. 255-291. (eds Jain, S.M.; Brar D. S. and Ahloowalia, B. S.). Kluwer Acadmic Puplishers.
• Fischer, K. S.; Lafitte, R.; Fukai S.; Atlins, G. and Hardy, B. (eds.) (2003). Breeding Rice for Drought-Prone Environments. Los Baǹos, Philippines, IRRI, 98pp. (available at: http://www.knowledgbank.irri0org/drought/drought.pdf,accessed15Jan.2009).
• Gregory, W.C. (1956). Induction of Useful Mutations in The Peanut. In Genetics in Plant Breeding. Proc. Brookhaven symp. Biol. 9, 177-190.
• Gustafsson, A. (1965). Characteristics and Rates of High-productive Mutants in Diploid Barley. In: The Use of Induced Mutations in Plant Breeding (Rep. FAO/IAEA Tech. Meeting Rome, 1964) Pergamon Press, Oxford, pp. 323-337.
• Harten, A.M. Van (1998). Mutation Breeding: Theory and Practical Application. Cambridge University Press, UK.
• Ismachin, M. (1980). Resistance Against Brown Plant Hopper in Rice. Mutat Breed Newsl. 15, 6-7.
• Maluszynski, M.; K. N. Nichterlein; L. Van Zantin and B. S. Ahloowalia. (2000). Officially Released Mutant Varieties. The FAO/IAEA Database. Mut. Breed. Rev. 12, 1-84.
• Maluszynski, M.; I. Szarejko, R. Bhatia, K. Nichterlein and P. J. L. Lagoda. (2009). Methodologies for Generating Variability. Part 4: Mutation Techniques. In Plant Breeding and Farmer Participation, Ceccarelli; S. , E. P. Guimarães and E. Weltzien. FAO, Rome.
• Micke, A. and B. Donini. (1993). Induced mutations. In: Plant Breeding. Principles and Prospects. pp. 52-62. (eds M.D. Hayward and N. O. Bosemark and I. Ramagosa). London: Chapman & Hall.
• Nakai, H. (1990). Genetic Analysis of The Induced Mutants of Rice Resistant to Bacterial Leaf Blight. Mutant Breed 35, 21.
• Omar, M.S.; D.P. Yousif, A. Al-Jibouri; M.S. AL-Rawi. (1993). Effect of Gamma Rays and Sodium Chloride on Growth and Cellular Constituents of Sunflower (Helianthus annuus L.) Callus Cultures. J. Islamic Acad. Sci. 6 (1) 69 – 72.
• Pande, Kalpand and S.S. Raghuvanshi. (1988). Gamma Ray Induced High Yielding Dwarf Mutant in Vigna radiata Wilezek. Mutat Breed Newsl.32, 6-7.
• Pogna, N. E.; M. Pasquini; M. Mazza; S. Pagliaricci; R. Redaelli; and P. Vaccino. (1995).Technological and Nutritional Quality of Wheat: Genetic Basis and Breeding by Chromosomal and Gene Mutations. In Mutations and Nuclear Techniques For Crop Improvement, pp. 77-91. Vienna: IAEA.
• Reynolds, M.P.; J. L. Ortiz-Monasterio; and a. McNab (eds.). (2001). Application of Physiology in Wheat Breeding. Mexico D.F., CIMMYT.240p. (available at:http//www.cimmyt.org/research/wheat/map/research results/wphysio/wphysiology.pdf).
• Sajo, Z. (1976). A mutant Rce Variety in Hungarian Rice Production. Mutant Breed Newsl. 8, 4-6.
• Sharma, R. P. (1982). DL-253, Barley Mutant Identified For Cultivation in Rainfed Areas of Central Zone in India. Mutant Breed Newsl. 20: 11-11.
• Sigurbjornsson, B. and A. Micke, (1974). Physiology and Accomplishments (Proc. Meeting at Bari, 1972), IAEA, Vienna, pp. 303-343.
• Sinha, R. P. (1989). Induced Mutant For Male-Sterility of Lentil. Mutant Breed Newsl. 34, 9-10.
• Sivaram, M. R., S.R. Sree Rangasamy and R. Appadurai. (1985). “Co2” A New High Yielding Mutant Variety of Groundnut. Mutant Breed Newsl. 1, 5-6.
• Sreedharm, P. N. and R. N. Misra. (1976). Induced Mutagenesis For Saline Resistance in Rice. Mutant Breed Newsl. 8: 13-14.
• Stadler, L. J. (1928). Mutations in Barley Induced by X-Ray and Radium. Science 68: 186-187.
• Swaminathan, M. S. (1965). A Comparison of Mutation Induction in Diploids and Polyploids. In Mutant Breed Newsl 3, 8-9.: The Use of Induced Mutations in Plant Breeding (Ref. FAO/IAEA Tech. Meeting Rome.1964), Pergamont Press, Oxford, pp. 619-641.

Tanaka, S. (1974). Induction of mutations in protein content of rice. Mutat Breed Newsl  3, 8-9.