به نژادی گیاهان باغبانی

تقريباً کلیه نباتات خوراکی ، قبل از تاریخ مدون اهلی شده اند. گیاهانی مانند رز و سوسن هزاران سال است که کشت می شوند. بنا به شواهد، حدود ۷۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، آسوری ها و بابلی ها، با آنکه از جنسیت گیاهان اطلاع نداشتند، خرما را بطرق مصنوعی گرده افشانی می کردند. سرخ پوستان آمریکا ، سالها قبل از کشف قاره آمریکا ، پیشرفت های قابل توجهی در مورد به نژادی ذرت ، بدست آوردند. تا سال ۱۶۹۴ میلادی که کامراريوس نتایج مطالعات خود را منتشر ساخت موضوع جنسیت در گیاهان کاملاً روشن نبود. پس از آنکه نقش گرده در عمل لقاح گیاهان تشخیص داده شد دانشمندان علاقمند شدند که ارقام و گونه های گیاهان را با یکدیگر تلاقی دهند . حدود سال ۱۷۱۷ میلادی، اولین گیاه دو رگه بوسیله توماس فرچیلد بین میخک و قرنفل ایجاد گشت ، بعداً بین سال های ۱۹۶۰ تا ۱۷۶۶ دانشمند آلمانی ژوزف کولروتر تلاقی هایی بین انواع تنباکو انجام داد و بالاخره دانشمند انگلیسی توماس آندرو نایت (۱۷۵۹ – ۱۸۳۵ میلادی) با تلاقی گیاهان باغبانی ، بطور گسترده ای به بهنژادی آنها پرداخت و بسیاری از انواع جدید میوه و گل را بوسیله دگر گرده افشانیه پدید آورد.کشف اصول توارثی توسط گرگور مندل، در سال ۱۸۶۵ میلادی، افق تازهای برای متخصصین اصلاح نباتات باز کرد و پس از آن برنامه های بهنژادی بر اساس اصول علمی پایه ریزی شد.بهنژادی یا اصلاح نباتات که عبارت از تولید گیاهان برتر بطور سیستماتیک می باشد ، و برای انجام آن از اصول ژنتیک یعنی اصول توارثی در گیاهان، بهره گیری میشود، در هر کشور باید مستقلاً و متناسب با شرایط آن کشور ایجاد شود. ندرتاً بذوری که برای یک منطقه اصلاح شده اند به درد منطقه دیگری می خورند. علاوه بر این، کار بهنژادی گیاهان باید مستمراً هماهنگ با سایر تحولات کشاورزی پیش برود مثلاً با ایجاد ماشین های برداشت بایستی گیاهانی متناسب با مشخصات فنی این ماشین ها پرورش داد. مثلاً گیاهانی که محصولات خود را در انتهای شاخه ها تولید کنند و محصولات آنها بطور یکنواخت برسد . یا در مناطقی که بیماری و یا آفت بخصوصی وجود دارد باید گیاهانی مقاوم ایجاد کرد تا بتوان هزینه های مربوط به دفع آفات و امراض را در آن منطقه تقلیل داد با حذف کرد. از همین رو، برخی بر آنند که بهنژادی نباتات ، کم خرج ترین وسیله بالا بردن عملکرد محصولات باغبانی و زراعی است.در ایران با توجه به شرایط آب و هوائی متنوع آن ، لزوم بهنژادی محصولات کشاورزی بیشتر محسوس است و با تولید یک رقم پر عملکرد جهت مناطق گرم جنوب نمی توان انتظار داشت که در مناطق سردسیر شمالی نیز عملکرد مشابهی از آن به دست آید. بنابراین پرداختن به بهنژادی گیاهان می تواند کمک موثری در پیشبرد کشاورزی کشور باشد. ذیلاً، ابتدا اصول توارثی در گیاهان و روش های اصلاح آنها اجمالاً ذکر خواهد شد؛ سپس اهداف و طریقه بهنژادی چند میوه ، سبزی و گل مهم باغبانی، به عنوان مثال خواهد آمد.

ژنتیک ، علم توارث و گوناگونی های جانداران است. به ندرت می توان دو گیاه را پیدا کرد که از هر نظر با یکدیگر اختلاف نداشته باشند. این اختلافات، گاهی قابل رویت و گاهی نامحسوس است . هر چند که ما تفاوت سیب و گلابی را کاملاً تشخیص می دهیم، اما تفاوت هایی که در دو نوع گل سرخ (مثلاً در تعداد گلبرگ ها) موجود است به آسانی قابل تشخیص نیست. بطور کلی این گوناگونی ها مربوط به دو گروه ژنتیکی یا ژنوتیپ گیاهان است که گیاهان را حتی در موقعی که در یک محیط مشابه قرار گیرند از یکدیگر متمایز می سازد. گوناگونی های محیطی عبارت از تفاوت هایی است که گیاهاني که ساختمان ژنتیکی مشابه دارند در محیط های مختلف نشان می دهند. بنابراین، شکل ظاهری یا فنوتیپ گیاه نتیجه اثرات توارثی و محیطی و واکنش متقابل این اثرات می باشد .برای بررسی تداوم جریان زندگی و اصول وراثت باید واحد موجود زنده یا یاخته (سلول) مورد مطالعه قرار گیرد تا چگونگی انتقال صفات و وظایف قسمتهای مختلف باخته روشن گردد. بنا به نظریه سلولی ، تمام موجودات زنده از یک یا چند یاخته تشکیل شده اند که این یاخته ها خود، از یاخته های قبلی منشاء گرفته اند. یاخته از ماده سیالی به نام پروتوپلاسم تشکیل شده ، پروتوپلاسم هر یاخته دارای دو قسمت اصلی سیتوپلاسم و هسته می باشد . هسته که از جنبه توارثی مورد نظر است جسم کروی شکلی است که اغلب در وسط یاخته واقع شده است و درون آن یک یا چند هسته و تعدادی گروموزوم قرار دارند . کروموزوم ها به صورت رشته هایی هستند که، در حالت عادی ، دو به دو باهم مشابه اند. مثلا ً اگر در هسته ای بیست کروموزوم وجود داشته باشد می توان گفت که این بیست کروموزوم در واقع ده جفت (N2) می باشند. تعداد کروموزوم ها در هر گونه تقريباً ثابت است ولی در نباتات مختلف ممکن است متفاوت باشد عوامل توارثی که باعث انتقال صفات از یک نسل به نسل دیگر می گردند بر روی کروموزوم ها قرار دارند. در حقیقت کروموزوم ها حاوی اطلاعاتی هستند که فعالیت های فیزیولوژی یاخته و درنتیجه موجود زنده را کنترل می کنند. انتقال این اطلاعات بوسیله ایجاد آنزیم هایی که بر واکنش های شیمیایی اثر می گذارند تأمین می شود. واحدی از کروموزوم که یک اثر آنزیمی مفرد دارد ژن خوانده می شود. ژن ها به اندازه ای کوچک هستند که حتی با میکروسکپ های الکترونی قابل رویت نیستند و اندازه آنها را بوسیله تاباندن اشعه اتمی به دو نقطه کروموزوم و ایجاد دو موتاسیون مختلف  و یا اندازه گیری و تقسیم حجم کروموزوم به تعداد ژن ها، بطور تقریبی تعیین می کنند و وجود آنها را نیز بوسیله آزمایش های ژنتیکی تشخیص می دهند .

تقسیم سلولی در گیاهان به دو صورت انجام می گیرد :

۱-۱-۱-۱- تقسیم مستقیم (میتوز )- در گیاهان گلدار ، نک ساقه، ریشه و لایه زاینده – مناطق تولید یاخته های نو، از یاخته های قدیمی (بوسیله تقسیم مستقیم) می باشند. این نوع تقسیم ، برای رشد موجود زنده و ترمیم بافت های از دست رفته صورت می پذیرد و یاخته های حاصله دارای تعداد کروموزوم هایی مشابه یاخته اولیه می باشند. مراحل تقسیم مستقیم شامل مراحل زیر است:

الف : اینترفاز در این مرحله کروموزوم ها، در هسته یاخته، قابل رویت نیستد و گویا به صورت رشته های طویلی هستند که خاصیت رنگ پذیری کافی ندارند.

ب : پروفاز- در این مرحله، هسته یاخته بزرگتر شده و در آن، حالت فعالیت دیده می شود و قدرت رنگ پذیری کروموزوم ها زیاد شده، به صورت رشته های طویلی دیده می شوند. با پیشرفت این مرحله، به تدریج، کروموزوم ها کوتاهتر شده و خود را به استوای یاخته نزدیکتر می کنند و کم کم غشاء هسته از بین می رود .

پ : متافاز  در این مرحله، کروموزوم ها به استوای یاخته می رسند و هرگاه از قطب یاخته مشاهده شوند احتمالاً در روی دایره ای بر سطح استوای یاخته، به صورت پراکنده، دیده می شوند. با پیشرفت این مرحله، رشته های دوکی شکلی که کروموزوم ها را به قطبين وصل می کنند دیده می شوند. هر کروموزوم ، در این موقع ، دو رشته ای به نظر می آید که این دو رشته، به تدریج، از هم جدا می شوند.

ت : آنافاز – با جدا شدن دو رشته کروموزوم ها و حرکت هر رشته به سوی یکی از قطبین ، مرحله آنافاز آغاز می شود . در حالت عادی، دو رشته به قطب یکسانی نمی روند و هر قطب سهم مساوی و مشابهی از کروموزوم ها دریافت می کند.

ث : تلوفاز- با نزدیک شدن کروموزوم ها به قطبین یاخته، مرحله تلوفاز آغاز می شود. رنگ پذیری کروموزوم ها مجدداً کم می شود و اطراف کروموزوم ها را غشاء هسته می پوشاند. در این هنگام ، مراحل تقسیم سیتوپلاسم نیز انجام می شود و دو یاخته مشابه به وجود می آیند.

۱-۱-۱-۲- تقسيم کاهشی (میوز) – این تقسیم در اندام های جنسی گل، برای تولید گامت های نر و ماده، انجام می شود. یاخته حاصل از این نوع تقسیم ، دارای نصف تعداد کروموزوم های یاخته اولیه است. بطور کلی ، مراحل تقسیم کاهشی مفصل تر از تقسیم مستقیم است و آنچه بیش از هر چه سبب تمایز آن می شود مرحله پروفاز آنست که خود به چندین مرحله تقسیم می شود. در پروفاز تقسیم کاهشی ، کروموزوم های شبیه که یکی از پدر و دیگری از مادر است با یکدیگر جفت می شوند و بنابراین تعداد آنها نصف می گردد. جفت شدن کروموزوم های مشابه ، به منظور تبادل قطعات کروموزومی انجام می پذیرد و کروموزوم ها ، پس از جدا شدن، در نقاطی که تبادل انجام گرفته تا مدتی، به هم پیوسته باقی می مانند. در اواخر مرحله پروفاز، غشاء هسته از بین می رود و کروموزوم ها دروں باخته آزاد می شوند و حالت متافاز پدید می آید. در این حالت کروموزوم ها دو رشته ای هستند و حداکثر رنگ پذیری را دارند. با شروع مرحله آنافاز کروموزوم های دور شته ای از هم جدا شده، مراکز کروموزومی به طرف قطبين متوجه شده و از هر جفت ، کروموزوم مادری به سوی یک قطب و کروموزوم پدری به سوی قطب دیگر می رود. با پیشرفت مرحله آنافاز ، مرحله تلوفاز آغاز می گردد. پروفاز  کوتاه است و به سرعت به متافاز می رسیم (که در این حالت، هر کدام از کروموزوم ها دو قسمت شده و در سطحی تقریباً عمود به سطح متافاز قرار می گیرند). با شروع آنافاز دو رشته هر کروموزوم از هم جدا شده و هر کدام به یکی از قطبین می روند آنگاه عمل واقعی تقسیم کروموزوم ها صورت می گیرد. کروموزوم ها در چهار قسمت تشکیل توده کروموزومی می دهند و اطراف آن غشاء هسته تشکیل می گردد و بالاخره با تقسیم سیتوپلاسم ، چهار یاخته به وجود می آید که تعداد کروموزوم های هرکدام نصف تعداد کروموزوم های یاخته اولیه است. هر کدام از یاخته هایی که در جریان چرخه جنسی تولید می شوند و تعداد کروموزوم های آن نصف کروموزوم های یاخته نبات مادری است گامت نامیده می شود .

در گیاهان دوگان (دیپلوئید ) کروموزوم ها دو بدو با هم شبیه اند و ژن های روی هر زوج کروموزمی نقاط مشابهی را اشغال کرده اند. اگر یک ژن را بر روی یک کروموزوم به صورت C و بر روی کروموزوم مشابه آن به صورت C نشان دهیم (C و c را ژن های آلل گویند) در یک گیاه دوگان ، این ژن ممکن است به سه صورت cc , CC یا Cc وجود داشته باشد. در حالتی که ژنوتیپ با ساختمان ژنتیکی گیاه از نظر این ژن ها بصورت Cc یا cc باشد گیاه را هموزیگوس و در حالیکه این ژن بصورت Cc باشد هتروزیگوس می نامند. ضمناً از نظر شکل ظاهری ، مثلاً رنگ گلبرگ ، در گل گیاهانی مانند نخود فرنگی چنانکه C تولید کننده رنگ قرمز و تولید کننده رنگ سفید باشد رنگ قرمز می تواند رنگ سفید را کاملاً بپوشاند و در نتیجه گیاهان با ساختمان ژنتیکی CC و یا CC دارای رنگ گل قرمز بوده و گیاه cc دارای رنگ گل سفید می باشد این حالت را “غالبيت کامل ” و رنگ قرمز را صفت غالبه و رنگ سفید را صفت مغلوب می نامند. در بعضی گیاهان (مانند گل میمون) گل با ساختمان ژنتیکی Cc رنگی بین قرمز و سفید یعنی صورتی دارد. این حالت را “غالبيت ناکامل” می نامند.به عنوان مثال ، در مورد طول گیاه نخود فرنگی ، یکی از والدین هموزیگوس بلند (DD ) و یکی هموزیگوس کوتاه ( dd ) بوده است و صفت بلندی گیاه برکوتاهی حالت غالبيت کامل داشته است. گامت های تولید شده از نبات اول D، و از نبات دوم d بوده است؛ بنابراین در نسل اول ، ژنوتیپ گیاهان حاصل تماماً Dd بوده است که، با توجه به حالت غالبيت کامل D ، تمام گیاهان از نظر شکل ظاهری بلند می باشند. گامت هایی که این نباتات تولید می کنند Dو d می باشد؛ پس در اثر تلاقی بین این گیاهان ، تفرقه صفات و ترکیب مجدد ژن ها سه نوع ژنوتیپ Dd ، DD و dd به نسبت ۱:۲:۱ و دو نوع فنوتیپ بلند و کوتاه به نسبت ۳ و ۱ حاصل می شود. چنانکه حالت غالبيت ناکامل باشد (مثلاً در گل میمون ) از تلاقی والد قرمز با والد سفید ، در نسل اول گیاهانی به وجود خواهند آمد که همگی دارای گل صورتی می باشند و چنانکه در گیاهان این نسل تلاقی خودی ه صورت پذیرد گیاهان حاصله به نسبت ۱ قرمز ؛ ۲ صورتی ؛۱ سفید خواهند بود.نمونه ای از نحوه توارث در تلاقی دو ژنی مثال زده شده است. در این مثال ، صفت کرکدار بودن پوست در هلو (G) بر صاف بودن پوست در شلیل (g) غالب است. همچنین سفید بودن گوشت در شليل (Y) بر زرد بودن گوشت در هلو ( y) غالب است وقتی شلیل (پوست صاف) گوشت سفید ( YYgg) را با هلوی (کرکدار) گوشت زرد ( yyGG) تلاقی دهیم، چون از والدین گامت های Yg و yG حاصل می شود ، هلوی (کرکدار) گوشت سفید ( YyGg) حاصل می شود . در هر گیاه نسل اول چهار نوع گامت ( G Yg YGلا، و yg) وجود دارد که در نتیجه تلاقی آنها و تفرقه صفات در نسل دوم ، سه نوع ژنوتیپ و چهار نوع فنوتیپ به نسبت ۹ هلوی (کرکدار) سفید ۳ شلیل گوشت سفید ، ۳ هلوی (کرکدار) گوشت زرد و یک شلیل (پوست صاف) گوشت زرد تولید می گردد.مواردی که در فوق ، برای توارث یک ژن ، مورد بحث قرار گرفت را می توان برای توارث چند ژنی نیز تعمیم داد. جور شدن یک جفت کروموزوم در میوز بر روی جور شدن جفت های دیگر اثری ندارد. انتقال مستقلانه عوامل صفات ، به گامتها را “جور شدن مستقل” گویند. جور شدن مستقل استثنائاتی هم دارد که بعداً شرح داده خواهد شد.

آن دسته از صفات (مانند عملکرد یا اندازه میوه را که دارای مقادیر پیوسته اند – یعنی بین میزان بسیار کم تا بسیار زیادشان می توانند مقادیر بیشماری بگیرند- صفات کمی می نامند. البته ، صفات کمی ، به نوبه خود، می توانند در گروه های ناپیوسته باشند، مانند رنگ گل که امکان دارد در گروه های مشخصی مانند سفید و قرمز طبقه بندی شوند. تفاوت صفات کمی و کیفی در آنست که در صفات کیفی معمولاً تعداد کمی ژن دخالت داشته و شرایط محیطی کمتر بر روی آنها اثر می گذارد. مثلاً رنگ گل ندرتاً تحت تاثیر جنس خاک، دما، مواد غذایی و غیره قرار می گیرد و حالت غالب نیز بخوبی در آن دیده میشود، در حالیکه صفات کمی معمولاً بوسیله تعداد زیادی ژن کنترل می شوند و اثر عوامل محیطی بر آنها زیاد است مانند میزان محصول یا ارتفاع گیاه که امکان دارد نسبت به میزان مواد غذائی خاک و عوامل محیطی تغییر کند.بسیاری از صفاتی که از نظر باغبانی اهمیت دارند (مانند میزان مقاومت نسبت به سرما در درختان میوه، کیفیت سبزی ها یا اندازه گلها ) صفات کمی هستند. نکته قابل توجه اینست که چون در این صفات تعداد زیادی ژن تفرقه حاصل کرده و یا با هم ترکیب مجدد شده ندرتاً امکان دارد که بتوان جمعیت بزرگی ایجاد کرد که تمام ترکیبات ژنتیکی ممکن در نسل دوم تولید گردند؛ بنابراین ایجاد تمام ژنوتیپ های ممکن، شاید در چند نسل بعد رخ بنماید.

گیاهان دارای تعداد محدودی کروموزوم و هزارها ژن هستند بنابراین بر روی هر کروموزوم تعداد زیادی ژن قرار دارد. محل این ژنها بر روی کروموزوم ها مشخص است و غالباً ژنهایی که بر روی یک کروموزوم قرار گرفته اند با هم منتقل می شوند این حالت را همبستگی ژنها می نامند. ژن هایی که روی کروموزوم ، به هم نزدیکتر هستند همبستگی بیشتری نشان می دهند. با استفاده از همبستگی ژنها می توان نقشه کروموزومی نباتات را ترسیم کرد.
گاهی همبستگی ، بین ژن های کنترل کننده یک صفت کمی و یک صفت کیفی رخ می دهد. مثلاً در هلو همبستگی نامطلوبی بین اندازه میوه کوچک (یک صفت کمی که بوسیله تعداد زیادی ژن کنترل می شود ) و پوست صاف (یک صفت کیفی در شلیل که بوسیله یک ژن کنترل میگردد) وجود دارد . برای اصلاح و تولید شلیل بزرگ لازم است که ابتدا این همبستگی شکسته شود و برای این منظور بایستی هلوی درشت و شلیل ریز را تلاقی داد و جمعیت بزرگی از این تلاقی تولید کرد تا بتوان ترکیب کمیاب مورد نظر را به دست آورد .

با آنکه اصطلاح دورگه را می توان به هر موجودی که از گامت های متفاوت (از نظر ژنتیکی) به دست آمده اطلاق کرد – و بنابراین حتی گیاهی که از نظر یک ژن هم هتروزیگوس است دورگه ژنتیکی می باشد – در باغبانی و گیاه شناسی، اصطلاح دورگه برای گیاهانی که از نتیجه تلاقی دو جنس، دوگونه و یا دو رقم مختلف بدست آمده اند به کار می رود .قدرت دورگه عبارت از افزایش اندازه با قدرت یک گیاه دورگه نسبت به هر کدام از گیاهان والد یا نسبت به میانگین آن دو می باشد. در گیاهان رشد نامحدود (مانند خیار) که ساقه اصلی آنها بصورت رویشی باقی می ماند و گل ها از جوانه های جانبی تولید می شود ، قدرت دورگه متناسب با افزایش تعداد اندام های گیاه می باشد. در حالیکه در گیاهان رشد محدود (مانند ذرت) که ساقه اصلی آنها به گل ختم می گردد ، قدرت دورگه بصورت افزایش در اندازه اندام های گیاه دیده می شود .پدیده قدرت دورگه بوسیله دو نظریه مختلف تشریح می شود ، که البته تمام حالات را در بر نمی گیرد. نظریه اول، که بیشتر مورد قبول است ، آنست که قدرت دورگه از جمع شدن ژن های غالب والدین ایجاد می شود و نظریه دوم آنستکه قدرت دورگه بر اساس برتری هتروزیگوس بودن بر هموزیگوس بودن است.

گیاهان ، بطور عادی، دارای یک زوج از هر کروموزوم یا دارای دو گروه کروموزومی که می باشد که بصورت N 2 نشان داده می شود . هرگاه گیاهان در هر کدام از یاخته هایشان بیشتر از دو گروه کروموزومی داشته باشند دوگان خوانده می شوند. افزایش تعداد گروه های کروموزومی ممکن است با ایجاد گیاهان قوی تر یا بزرگتر و یا صفات مطلوب دیگر همراه باشد .گیاهانی که دارای گروه های کروموزومی مختلف هستند به نام های مشخصی شناخته می شوند بدین ترتیب : N 1(نیمگان) ، N 2(دوگان)، N۳ (سه گان) ، N 4(چارگان)، N5(پنجگان) ،  N6(ششگان) ، N 7 (هفتگان) و N 8(هشتگان). گیاهان سه گان (تریپلوئید) که از تلاقی گیاهان دوگان (دیپلوئید) و چارگان (تتراپلوئید ) به دست می آیند، به علت اشکالات فراوانی که در جریان جفت شدن کروموزوم ها در موز، به وجود می آید ، عقیم و بدون بذر می باشند. از این خاصیت برای تولید هنداونه بدون بذر استفاده می نمایند. گیاهان چارگان دارای اندازه بزرگتر می باشند، بنابرین برای تولید خوشه های درشت انگور مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین گل میمون ، گل جعفری و گل سوسن چارگان بسیار درشت می باشند. بعضی گیاهان بطور طبیعی چندگان هستند مثلاً بعضی ارقام سیب و گلابی سه گان بوده، “گیلاس های مربایی” چارگان هستند و ارقام توت فرنگی هشتگان (اکتاپلوئید ) می باشند. برای درک بهتر چند برابری های کروموزومی معمولاً تعداد کروموزوم های پایه را در هر جنس به نشان می دهند و با داشتن آن ، ترازگان (سطح پلوئیدی) آن جنس مشخص می گردد. بطور مثال، پایه کروموزومی در جنس توت فرنگی معمولی ۷ است بنابراین تعداد کروموزومهای آن در هر یاخته معمولی برابر x ، یا ۵۶ عدد می باشد یعنی گیاه هشتگان است. بعضی از متخصصین معتقدند که یک تراز مطلوب چندگانی برای هر گونه گیاهی وجود دارد که بیشتر در “ترازهای پائین” چندگانی است . هر چند که بعضی گیاهان در ترازهای هشتگان یا بیشتر نیز هنوز پررشد می باشند.تغییراتی که در تعداد کروموزوم ها انجام می شود ممکن است منجر به یک گروه کروموزومی کامل و متعادل شود که آنرا بهگانی (ایوپلوئیدی) گویند، و یا انحرافی باشد از مضرب صحیح تعداد نیمگان کروموزوم ها؛ که در این حالت آنرا نابهگانی (آنوپلوئیدی) گویند. گیاهان چندگان (پالیپلوئید ) ممکن است خود بخود تولید شوند و یا مصنوعاً ، با به کار بردن مواد شیمیایی ، حرارت و یا زخم کردن ساقه تولید گردند. ماده آلکالوئیدی کلشی سین که از بذور پیاز توپر گل حسرت استخراج می شود به میزان وسیعی برای دو چندان ساختن کروموزوم های بسیاری از گیاهان به کار می رود. این ماده با جلوگیری از تشکیل رشته های دوکی در جریان میتوز ، موجب دو برابر شدن کروموزوم ها و باقی ماندن آنها در داخل یک یاخته می گردد. کلشی سین ۱/۰ تا ۳/۰ در صد غلظت را می توان بر روی بذر، نهال بذری یا جوانه ها به کار برد.بذور را معمولاً بمدت ۲۴ ساعت در محلول کلشی سین قرار می دهند و در میان نهال های بذری که پس از جوانه زدن بذور باقی می ماند حدود ۵ در صدشان چارگان هستند.در اصلاح نباتات از چندگانی جهت ایجاد تغییرات در گونه های گیاهی استفاده می شود و با تغییر در تعداد کروموزوم ها و در نتیجه تعداد ژن ها می توان به تولید یا حذف صفات بخصوصی پرداخت ضمناً از این پدیده می توان جهت انتقال ژن ویژه ای با از بین بردن سترونی ناشی از جفت نشدن کروموزوم ها در میوز استفاده کرد. البته تغییراتی که ، بوسیله چندگانی ، در گیاهان ایجاد می شود همیشه در جهت مطلوب نخواهد بود و گاهی صفات غير مطلوب مانند کاهش در میزان باروری گیاه با چند برابر شدن کروموزوم ها همراه است .

تغییرات ناگهانی قابل توارثی که در ساختمان ژنتیکی یک یاخته یا موجود زنده حاصل می شود جهش (موتاسیون) خوانده می شوند. در اصطلاح باغبانی جهش های نادری که خود بخود ایجاد می گردند اسپورت  نامیده می شوند. جهش هایی که در مریستم انتهایی یک جوانه اتفاق می افتد به موتاسیون انتهایی موسوم است و چنانکه قسمت جهش یافته مریستم منتج به تولید یک شاخه جانبی گردد که این شاخه تغییراتی نسبت به سایر قسمت های گیاه نشان دهد که قابل توارث بوده و بتواند با طرق غیر جنسی تکثیر شود”اسپورت جوانه خوانده می شود. اصطلاح “جهش انتهایی” را گاهی به معنی موتاسیون ژنی در مقابل موتاسیون کروموزومی نیز به کار می برند. جهش های مطلوب، ممکن است بلافاصله در بهنژادی گیاهانی که با تکثیر غیر جنسی تکثیر می شوند،

مفید واقع شود مانند: جهش رنگ که در بسیاری از ارقام سیب دیده می شود؛ و یا نحوه رشد سیب به شکل شاخه بارور  در نتیجه اسپورت .

بعضی اوقات جهش هایی که در نقاط مریستمی اتفاق می افتد فقط بر روی یک قسمت با یک لایه از بافت گیاه اثر می گذارند و گیاهی که از این مریستم حاصل می شود، از نظر ژنتیکی دارای دو نوع بافت متمایز است که در کنار هم رشد می کنند. این نوع گیاهان را بافت ناهمسان گویند. گیاهان زینتی که برگ ابلق دارند مانند حسن يوسف ، شمعدانی ، شمشاد رسمی و سانسیوريا، نمونه ای از این گیاهان هستند.

جهش (موتاسیون) ممکن است بصورت تحول در یک ژن، تحول در نحوه قرار گرفتن کروموزوم ها و از دست رفتن یا دو برابر شدن قسمتی از کروموزوم ها دیده شود . جهش های ژنی، ممکن است بصورت غالب یا مغلوب پدید آیند. جهش های غالب بلافاصله قابل تشخيصند در حالیکه جهش های مغلوب بوسیله آلل غالب پوشیده می شوند و تنها در موردی ظاهر می گردند که گیاهانی با ژن های هموزیگوس مغلوب تولید شوند.

به ندرت می توان از یک موتاسیون جدید و مطلوب استفاده کرد زیرا اغلب موتاسیون ها دارای اثرات جانبی مضر هستند مثلاً در سیب زمینی ، ژن جهش یافته ای وجود دارد که از رشد پاجوش های اضافی جلوگیری میکند و در نتیجه باعث افزایش اندازه غده ها می گردد ولی همین ژن روی باروری گیاه اثر گذاشته و سبب عقیم شدن گیاه می گردد.

جهش را می توان ، بطور مصنوعی، با استفاده از اشعه اتمی (مانند اشعه گاما، بمباران نوترونی، اشعه X) ، اشعه فرابنفش، همچنین مواد شیمیایی (مانند کلشی سین یا اتیل متان سولفونات ( EMS)، دی اتیل سالفيت ( DES ) و بسیاری موتاتن های دیگر) ایجاد کرد.

جهش هایی که با استفاده از مواد موتاژن تولید می شوند همانند جهش طبیعی غالبا ً نامطلوب و قهقرایی می باشند ولی در بعضی اوقات صفات مطلوبی مانند مقاومت در برابر بیماری ایجاد می کنند. بطور کلی ، از آنجا که اثر کلی این مواد بر روی گیاه قابل پیش بینی نبوده اغلب جهش ها هم روی فنوتیپ گیاه تثیر منفی می گذارند و علاوه بر آن، ممکن است بتوان صفت یا صفات مورد نظر را بطور طبیعی در مجموعه های گیاهی پیدا کرد ، لذا متخصصین اصلاح نباتات کمتر به ایجاد جهش های مصنوعی توجه می کنند و برای بهنژادی گیاهان، بیشتر ، از تحولات طبیعی استفاده می کنند.

میزان به بذر نشستن گیاهان پس از خودباروری و یا دگرباروری در اصلاح نباتات اهمیت فراوان دارد. معمولاً تلاقی بین ارقام در داخل یک گونه بآسانی انجام می گیرد ولی گاهی این کار با مشکلاتی روبروست. وانگهی تلاقی بین گونه ها و بین جنس های مختلف نیز گاهی مد نظر است. متخصصین اصلاح نباتات با کسب اطلاعاتی در این مورد، قادر می شوند مجموعه ای از ژن های مطلوب را در یک گیاه متمرکز سازند. سترونی و ناسازگاری یکی از دلایل عدم امکان تلاقی یا عدم تولید بذر پس از تلاقی در گیاهان است که در زیر مختصراً ، به شرح آنها می پردازیم.

۱-۱-۸-۱: سترونی (عقیمی) – سترونی اغلب در تلاقی های بین دو گونه یا دو جنس دیده می شود و دلیل آن اینست که کروموزوم های دو جنس یا دو گونه آنقدر از نظر ژنتیکی با یکدیگر مغایر هستند که نمی توانند با هم جفت شوند یا بطور عادی وظیفه خود را انجام دهند. اگر اختلاف بین کروموزوم های دو گونه ای که تلاقی داده شده اند زیاد باشد، پس از دگرباروری ، جنین تشکیل نمی شود و یا نمو نمی کند. اگر این اختلاف کمتر باشد شاید جنین و بذر ایجاد شوند ولی گیاه دورگه حاصله ممکن است سترون بوده ، بذر ندهد، البته در تلاقی بین گونه هایی که خیلی با یکدیگر نزدیک هستند امکان دارد گیاه دورگه حاصل ، کاملاً بارور باشد.

اصطلاح سترونی همچنین به حالاتی اطلاق می شود که گرده یا تخمک قادر به انجام وظیفه عادی خویش نیستند؛ مثلا ً گرده احيانا ً ناقص است یا تخمک سقط گردد. در این حالات نیز بذر تولید نمی شود .

۱-۱-۸-۲: ناسازگاری – ناسازگاری حالتی است که گیاه دارای گرده و تخمک عادی و فعال است اما، به خاطر دلایل فیزیولوژیکی ، لقاح صورت نمی گیرد. مثلاً لوله گرده در خامه به اندازه ای کند رشد می کند که هیچوقت به تخمک نمی رسد یا وقتی به تخمک می رسد که تخمک قدرت فعالیت خود را از دست داده است. آنچه میزان رشد لوله گرده را در این ناسازگاری کنترل می کند عبارت از یک سری آلل می باشد. اگر آلل گرده مشابه آلل های بافت خامه (بافت خامه، دوگان است ) باشد لوله گرده بسیار کند رشد می کند ولی چنانکه آلل های خامه متفاوت باشند رشد لوله گرده به طور عادی صورت می پذیرد.