روش های اصلاح نباتات

تنوع ژنتیکی، ماده خامی برای بهنژادی گیاهان محسوب میشود. بطورکلی ، غنی ترین منبع تنوع ژنتیکی برای هر گونه عبارت از مرکز پیدایش یعنی آن منطقه ، منطقه ای است که حداکثر ژنوتیپ های مختلف نیز در آنجا یافت می شود. مراکز پیدایش مهم ترین گیاهان باغبانی توسط واویلف دانشمند روسی مشخص شده است.ایران از نظر مواد ژنتیکی بسیاری از نباتات اصلی، یکی از غنی ترین نقاط دنیا محسوب می شود. این تنوع زیاد، در گیاهان مختلف از آن جمله در درختان میوه از قبیل سیب، بادام، پسته، انار و غیره مشاهده می شود.علاوه بر وجود تنوع طبیعی ژنتیکی ، می توان چنانکه گفتیم بوسیله ایجاد جهش های مصنوعی نیز میزان تغییرات ژنتیکی را وسعت بخشید. می دانیم که نحوه گرده افشانی  نیز در ترکیبات ژنتیکی اثر می گذارد. بطور کلی، میزان دگر گرده افشانی از تقریباً صفر (در گیاهی مانند نخود فرنگی) تا ۱۰۰% (در گیاهان دوپایه و خود ناسازگار) متغیر است. در طبیعت در گیاهان خود گرده افشان ، میزان دگر گرده افشانی از ۴۰% تجاوز نمی کند. گیاهانی که بین این دو گروه قرار می گیرند معمولاً جزء گیاهان دگر گرده افشان محسوب می شوند.

تمام ژن های گیاهان خود بارور ، معمولاً ، هموزیگوس هستند و تنها دگر گرده افشانی تصادفی یا موتاسیون ممکن است هموز یگوس بودن آنها را از بین ببرد. هر چند که در این موارد، هتروزیگوس بودن در نتیجه تلقيح های خودی طبیعی به سرعت حذف می شود. بنابراین با وجود آنکه گیاه دورگه ای که از تلاقی دو گیاه مختلف به دست می آید برای بسیاری از ژن های نسل اول هتروزیگوس است پس از شش تا ده نسل که تلقیح خودی بطور طبیعی صورت گیرد جمعیتی از نمونه های مختلف به وجود می آید که هر کدام در عمل کاملاً هموز یگوس می باشند. مهمترین مشکلی که در اصلاح این نباتات وجود دارد انتخاب یک ژنوتیپ مطلوب از میان هزاران ژنوتیپ مختلف می باشد . هنگامی که یک گیاه هموزیکوس مطلوب انتخاب شد نگهداری ساختمان ژنتیکی آن به آسانی امکان پذیر است.

بطور کلی ، روش هایی که برای اصلاح یک رقم گیاه خود بارور بکار می رود به قرار زیر است :

۱-۲-۱-۱: وارد کردن ارقام نباتات خود بارور – وارد کردن ارقام مختلف گیاهان بخصوص در نبانات خود بارور یکی از روش هایی است که ، جهت اصلاح نباتات ، در ایران معمول است . برای انجام صحیح این کار به تشکیلانی نیازمندیم که تحت نظارت دولت باشد و گیاهان قبل از وارد شدن از نظر آفات و بیماری ها قرنطینه شوند چون مقدار یا تعداد نمونه های وارد شده غالباً محدود است (مثلا ً مقداری بذر – تعدادی قلمه – چند پیاز و غیره) تکثیر و توسعه آنها باید تحت نظارت انجام شده، سپس طی چند سال ، سازگاری آنها در ایستگاه هایی در نقاط مختلف کشور بررسی شود . از ارقام وارد شده می توان به صورت زیر بهره جست:

الف: هرگاه رقم وارد شده با شرایط محلی سازگار ، و بر ارقام محلی ارجح باشد ، پس از آزمایش های اولیه، مستقيماً مورد استفاده واقع می شود .

ب : هرگاه ارقام وارد شده به تنهایی دارای همه صفات مطلوب نباشند، ممکن است با انتخاب گیاهانی که مجموعه این صفات مطلوب را دارند یک رقم جدید مناسب و سازگار تولید کرد.

پ : بهره جویی از برخی از صفات رقم وارد شده : بدین ترتیب که با تلاقی آن با ارقام محلی و پژوهش در نتاج حاصله، گیاهانی تولید کرد که علاوه بر سازگاری محلی از صفت یا صفات مورد نظر نیز برخوردار باشند.

۱-۲-۱-۲: گزینش نباتات خود بارور – گزینش، یکی از قدیمی ترین روش های اصلاح نباتات است که بشر از آغاز کشت نباتات ، از آن برای تولید نباتات مرغوب تر استفاده کرده است و نباتات امروزی اکثرا ً نتیجه گزینش های متعددی است که طی قرن ها روی آنها صورت گرفته است . گزینش ممکن است بطور طبیعی یا مصنوعی (بوسیله بشر ) انجام کرد و در نتیجه یک یا چند گیاه برتر از مخلوطی از گیاهان استخراج شوند.

بطور کلی ، جمعیت نباتات خود بارور به دو صورت مختلف دیده می شود . گروه اول توده هایی است که از لینه های مختلف تشکیل شده اند. لينه عبارت ار “تاج” یک ژنوتیپ هموزیگوس در گیاهان خود بارور است . بنابراین افراد یک لینه از نظر ژنتیکی کاملاً مشابه می باشند مگر آنکه در آنها موتاسیون ایجاد شود یا دگر گرده افشانی صورت گیرد . توده های نباتات خود بارور معمولاً از تعدادی لینه های مختلف تشکیل شده است. بین این لینه ها گوناگونی های ژنتیکی وجود دارد. منظور از گزینش در این توده ها ساخت لینه های برتر بوسیله آزمایش های متعدد است .

۱-۲-۱-۳: دورگه گیری در این روش صفات دو یا چند رقم با هم ترکیب می شود؛ بدین ترتیب که این ارقام با هم تلاقی داده شده و ار میان نتاجهایی که تفرقه حاصل می کنند بوته هایی که مجموع صفات مطلوب را دارند بر می گزینند. در واقع، در این روش، صفات مطلوب دو یا چند رقم در یک رقم جمع می گردد. دورگه گیری در نباتات خود بارور بدین نحو انجام می گیرد که ارقامی را که به عنوان والدین بکار می روند مصنوعاً باهم تلاقی می دهند. در تلاقی مصنوعی ، قبل از آنکه گرده افشانی در غنچه گل صورت گیرد ، پرچم های والد ماده را برداشته و فقط کلاله را بر روی غنچه نگه می داریم ؛ این عمل را اخته کردن گویند. سپس گرده های فعال را از پرچم های والد نر جمع آوری کرده، بر روی کلاله والد ماده قرار می دهیم. مراحل ذکر شده ممکن است برای نباتات مختلف متفاوت باشد و داشتن اطلاعاتی در مورد گل دهی در گیاه ضروری می باشد. پس از تلاقی دو رقم مورد نظر نسل اول به دست می آید که تمام گیاهان در این نسل دارای ژنوتیپ مشابه ولی به میزان زیادی هتروزیگوس می باشند. تعداد گیاهان در نسل اول بستگی به نوع گیاه و تعداد گیاهان در نسل دوم دارد . تفرقه صفات از نسل دوم شروع می شود و هتروزیگوسی به نسبت   در هر نسل که خود باروری صورت می گیرد کاهش می یابد. تعداد گیاهان مورد نیاز در این نسل بستگی به میزان تشابه بين ارقام والد و تعداد صفایی که در نظر است ترکیب شود دارد و معمولاً بین ۱۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ گیاه لازم است با ترکیبات مختلف از تفرقه ژنتیکی حاصل شود.

در نباتات دگر بارور ، بر عکس نباتات خود بارور ، هر بوته تا حد زیادی از نظر ژن ها هتروزیگوس است و دائما ً با سایر توده نباتی در حال تبادل ژنی است و به بیان دیگر ، ژن های توده در همه افراد پراکنده است . بنابراین در اصلاح نباتات دگر بارور بیشتر به صفات توده ها توجه می شود و فراوانی (بسامد) ژن ها مورد توجه قرار می گیرد. علاوه بر این، در این نباتات قدرت دورگه یا هتروزیس جنبه کاملاً طبیعی و دائمی بخود گرفته و چنانکه این گیاهان از قدرت دورگه محروم شوند، یعنی تلقیح خودی در آنها صورت گیرد، قدرت عمومی آنها کم می شود و عملکرد و سایر صفات گیاه پائین می آید. به چنین کاهشی “کاهش درون نژادی ”  گفته می شود. اصلاح گیاهان دیگر بارور بطرق زیر صورت می گیرد:

۱-۲-۲-۱: وارد کردن ارقام نباتات دگر بارور – این روش به تشکیلاتی مانند آنچه برای نباتات خود بارور گفته شد نیازمند است و بخصوص در این نباتات جدا نگهداشتن نباتات برای جلوگیری از مخلوط شدن ارقام اهمیت خاص دارد. وارد کردن ممکن است به منظور فراهم آوردن منابعی از ژن های مطلوب مانند مقاومت نسبت به بیماری یا خشکی یا سرمای زمستانه و غیره باشد.

۱-۲-۲-۲: گزینش ارقام نباتات دگر بارور – همانطور که قبلاً گفته شد از آنجا نباتات دگر بارور به میزان زیادی هتروزیگوس هستند و بنابراین در آنها تفرقه صفات انجام می گیرد. گزینش تک بوته برای تولید یک رقم جدید ممکن نیست و بیشتر بصورت دسته جمعی صورت می گیرد .

۱-۲-۲-۳ : تولید ارقام ترکیبی – ارقام ترکیبی ممکن است از مخلوط کردن بذور گیاهان برگزیده یا از ترکیب چند نژاد ، لينه درون نژاد ، همگروه (کلون)  به دست آید. باید قبل از مخلوط کردن بذور گیاهان ، وضعیت گیاهان دورگه ای را که حاصل می شوند تعیین کرد و در یک رقم ترکیبی ، تنها ژنوتیپ ها یا نژادهایی را وارد کرد که ترکیبات دورگه برتر دارند. تفاوت یک رقم ترکیبی با رقمی که از طریق گزینش دسته جمعی به دست می آید در اینست که در گزینش دسته جمعی ، قبلاً آزمایش نتاج صورت نمی گیرد. همچنین تفاوت یک رقم ترکیبی با رقمی که از اصلاح خطی بدست می آید در آنست که در رقم ترکیبی هر کدام از خطوط ، جداگانه از نظر صفت مورد نظر، ارزیابی می شوند. روش های مختلفی برای تعیین قدرت ترکیب هر گیاه خاص بکار می رود که در این مورد باید به کتاب های اصلاح نباتات مراجعه کرد.

۱-۲-۲-۴: دورگه گیری در نباتات دگر بارور – دورگه گیری در نباتات دگربارور بطرق زیر صورت میگیرد:

۱-۲-۲-۴-۱: تلاقی های بین دو رقم یا دو گونه – با این روش ممکن است ، برای یک صفت مورد نظر ، ژن هایی را با هم ترکیب کرد که در والدین مختلف وجود دارند. از آنجا که در گیاهان دگر بارور هر گیاه خود، یک دورگه است که طی نسل ها مرتباً در آن تفرقه صفات و تبادل ژنتیکی با سایر دورگه ها صورت می گیرد، پس از تلاقی گیاهانی که دارای شکل ظاهری مناسب از نظر صفت مورد نظر هستند، برای یک یا چند سال آنها را وادار به تلقیح خودی می کنند تا صفات مطلوب در آنها تثبیت گردد. از جمعیت دورگه حاصله با گزینش نتاج لینه هایی تولید می شوند که صفات مورد نظر در ارقام والدین را با هم دارا خواهند بود .

۱-۲-۲-۴-۲: استفاده از قدرت دورگه – از قدرت دورگه که قبلاً شرح داده شد در اصلاح نباتات دگر بارور مانند پیاز و خیار استفاده می شود . در گیاهانی مثل ذرت که گل های نر و ماده آنها بر روی گیاه ، بطور مجزا ، قرار گرفته تلاقی به آسانی صورت می گیرد چون با برداشتن گل های نر ، بذور حاصله بر روی گیاه، نتیجه تلاقی خواهند بود . در این گیاه و همچنین گیاهانی مانند پیاز از نر سترونی نیز استفاده می شود که به مقدار زیادی تولید دورگه را در این گیاهان آسان می سازد. در گیاهانی که با تکثیر رویشی زیاد می شوند، میتوان نباتات حاصله از نسل اول را عینا ً نگهداری کرد .

روش های تکثیر رویشی ، اغلب برای گیاهانی که بذر کم تولید می کنند یا در شرائط بخصوصی بذر می دهند یا جوانه زدن بذور در آنها بسختی انجام می گیرد به کار می رود نعناع – سیب زمینی و بعضی انواع چمن جزء این گیاهان می باشند. روش های اصلاح این نباتات به قرار ذیل است :

۱-۲-۳-۱: گزینش همگروهی. این نوع انتخاب جهت جمعیت های مخلوطی که به طریقه غیر جنسی تکثیر می شوند به کار می رود؛ بدین ترتیب که همگروه با همگروه هایی برتر برگزیده شده، از جمعیت جدا می گردند. انتخاب بر اساس شکل ظاهری صورت می گیرد و نگهداری ژنوتیپ همگروه برگزیده، توسط تکثیر غیرجنسی ، به آسانی امکان پذیر است. محدودیتی که در این نوع گزینش وجود دارد آنست که تنها ژنوتیپی که از قبل در جمعیت وجود دارد جدا می گردد و امکان ایجاد ژنوتیپ جدیدی نیست.

۱-۲-۳-۲: دورگه گیری – در این روش، برای تولید تنوع ژنتیکی تعدادی همگروه را وادار به تکثیر جنسی می سازند و آنها را بطريق مصنوعی یا طبیعی تلاقی می دهند و جمعیت های جدیدی تولید می کنند. نتاج دورگه حاصل را برای تولید همگروه های جدید به کار می برند. از آنجا که همگروه ها اغلب هتروزیگوس هستند پس از تلاقی ، در نسل اول نیز تفرقه حاصل می شود . بنابراین نباتات به دست آمده در نسل اول ، هر کدام ، می توانند به عنوان منبع اولیه یک همگروه مشخص، مورد استفاده قرار گیرند. معمولاً چنانکه همگروه مورد نظر در نسل اول به دست نیاید بجای تلاقی خودی و ایجاد نسل دوم ، تلاقی اول تکرار می گردد زیرا تلقیح خودی باعث کاهش قدرت همگروه ها می شود. بعضی اوقات ، تلاقی همگروه ها به منظور وارد کردن یک ژن ویژه (مثلاً مقاومت در مقابل بیماری ) صورت می گیرد ؛ در صورتی که این ژن در گونه هایی مانند یک گونه وحشی موجود باشد که سایر صفاتش مطلوب نباشد، گیاه حاصله در نسل اول صفات مورد نظر را همراه با سایر صفات مطلوب نخواهند داشت. در این صورت لازم است که نباتات انتخاب شده در نسل اول با یک یا دو نبات والد “تلاقی برگشتی” داده شوند تا مجموعه صفات مورد نظر در یک همگروه جمع شود .

گیاهان باغبانی، از نظر طبقه بندی بوتانیکی یا باغبانی ، از وسعت زیادی برخوردارند و شامل نباتات یکساله، دوساله، چند ساله علفی ، پیازدارها، سرخس ها، ارکیدها درختچه ها دارا بودن خصوصیات ویژه رشد و نمو، به نحو متفاوتی انجام میگیرد. مثلاً در نباتات یکساله، بخصوص آنهایی که خود بارور هستند، نحوه اصلاح نسبتا آسان است در حالیکه اصلاح درختان میوه، جهت تولید ترکیبات ژنتیکی ، احتیاج به دوره طولانی دارد و ، بر حسب گونه، ممکن است دو تا ده سال طول بکشد  یا از آنجائیکه بسیاری از همگروه های نباتات باغبانی که با تکثیر رویشی ازدیاد می شوند غالبا ً به میزان زیادی هتروزیگوس هستند ، جهت تولید ترکیبات ژنتیکی جمعیت فراوانی از گیاهان حاصل از بذر ضروری است . چندگانی اغلب این گیاهان ، قضیه را پیچیده تر می کند زیرا حتی محاسبه تفرقه صفات توارثی برای یک ژن هم در گیاهان چارگان، ششگان ، یا هشتگان مشکل می باشد. علیرغم این مشکلات، اخیراً بهنژادی سیستماتیک گیاهان بطرق علمی (با استفاده از اطلاعات ژنتیکی ، آمار، فیزیولوژی و غیره) پیشرفت هایی در زمینه اصلاح نباتات را موجب شده که ذیلاً مختصری در این باره شرح داده می شود .لازم به یادآوری است که هر چند از اوائل قرن حاضر ، بهنژادی مدرن، با استفاده از اصول علمی ، دستیابی به ارقام برتر را میسر ساخته، گزینش نباتات باغبانی، مانند سایر محصولات کشاورزی ، در سال های قبل از تاریخ صورت گرفته و گونه ها و ارقامی که امروزه به کار می روند غالباً از نباتاتی حاصل شده اند که اجداد ما، قرن ها پیش از نظر شکل ظاهری انتخاب کرده اند . ضمناً متخصصین اصلاح نباتات پیش بینی می کنند که ، علاوه بر پیشرفت هایی که تا کنون حاصل شده، در آینده باز هم به ارقام برتری نیازمندیم ، وانگهی باید روشهایی ابداع کرد که تولید محصولات باغبانی با بازده بهتری صورت گیرد.

۱-۳-۱: اصلاح میوه ها

با توجه به تنوع وسیع میوه ها ، ذیلا ً بطور مثال ، فقط بهنژادی دو نوع از این گیاهان اجمالاً مورد بحث قرار می گیرد.

۱-۳-۱-۱: بهنژادی هلو – درخت هلو که منشاء آن از چین است و در قدیم کشت آن تا نواحی مدیترانه گسترش داشته، از میوه های مناطق معتدله است که کشت آن به سرعت ، سه علت قدرت سازش آن با آب و هواهای مختلف، توسعه یافته و به خاطر استفاده از میوه تازه ، میوه خشک کرده و کنسرو آن از حائز اهمیت است. همگروه های تجارتی هلو که به منظور میوه کاشته میشوند به پنج گونه اند: Prunus persica, P. andersoni, P. davidiana, ferghanensis, p. kansuensis P. و گونه P. niva بیشتر به منظور پایه به کار می رود. گل های هلو بر روی شاخه های یکساله و با تشکیل تعداد کمی سیخک ایجاد می شود. معمولاً یک یا دو جوانه گل در کنار هر جوانه جانبی رویشی تشکیل می شود، اما در بعضی ارقام تا شش جوانه گل در هر گره دیده شده است. گل ها کامل بوده و معمولا ً یک مادگی و تخمدان یک برچه ای دارند که در آن دو تخمک ایجاد می شود که یکی از آنها پس از لقاح سقط می گردد. گل مربوطه، از پنج گلبرگ و پنج کاسبرگ تشکیل شده، دارای ۳۰ پرچم یا بیشتر است و بوسیله شهد خود حشرات را جذب می کند. لقاح ، ۲۴ تا ۴۸ ساعت بعد از گرده افشانی صورت می گیرد. اخته کردن گل ، به منظور تلاقی مصنوعی ، آسان است و باید در موقعی که گل آماده باز شدن است انجام گیرد. بذور باید موقعی برداشت شوند که میوه رسیده باشد و گوشت میوه بلافاصله جدا شود. بذور ، قبل از کاشت ، احتیاج به ۹۰ تا ۱۲۰ روز سرمادهی در دمای ۲ تا ۴ درجه سانتیگراد دارند. کشت جنین، دوره اصلاح گیاه را کوتاهتر می سازد.از نظر کروموزوم ها، در هلو،۸ = x و N2 برابر ۱۶، ۳۲، ۴۸ یا بیشتر است. بین گونه های مختلف هلو تلاقی بین گونه ای انجام داده اند و برای پایه ارقامی مناسب و با صفات مطلوب به دست آورده اند. تلاقی بین گونه ای در روسیه برای به دست آوردن ارقامی به کار رفته است که علاوه بر تولید میوه مرغوب ، نسبت به سرما نیز مقاوم باشند .از نظر بهنژادی ، هلو گیاهی است بسیار هتروزیگوس و تا حدود زیادی دگر گرده افشانی در آن، به طور طبیعی ، صورت می گیرد. پس از انجام تلاقی بین گونه ای ، معمولاً تا شش نسل برای تثبیت ژن ها تلاقی درون نژادی صورت می گیرد تا هموزیگوسیتی افزایش یابد. کاهش درون نژادی در لینه های درون نژاد متفاوت است و از آنجاییکه این حالت حداقل در بعضی لینه ها دیده نمی شود این گیاه قدرت دورگه قابل توجهی نیز نشان نمی دهد.در هلوصفاتی مانند بلند بودن درخت (در مقابل بوته ای بودن )، قرمز بودن رنگ برگ (در مقابل سبز بودن)، باروری گرده (در مقابل عقیمی گرده)، گل های درشت (در مقابل گل های ریز)، گوشت میوه سبز (در مقابل رنگ زرد گوشت میوه) به سادگی به توارث می رسند و صفاتی مانند رنگ پوست میوه، شکل میوه، مقدار اسید میوه، اندازه میوه توسط تعداد زیادی ژن کنترل می شوند.جهش (موتاسیون) در هلو، اغلب بطور طبیعی اتفاق می افتد مثل تولید گل های درشت بر روی رقم البرتا  و جهش هایی که رسیدن میوه را از ۵ تا ۱۴ روز جلو می اندازد. در هلو، از جهش مصنوعی نیز می توان بهره جست .بطور کلی ، از مهمترین اهداف اصلاح هلو میتوان بالا بردن قدرت رشد، افزایش مقاومت زمستانه، کاهش نیاز به سرمای زمستانه، کوتاه کردن دوره نونهالی، درشت ساختن اندازه ميوه ، بهبود رنگ گوشت میوه، مطبوع کردن طعم میوه، بالا بردن میزان محو ایجاد مقاومت نسبت به امراض و آفات و تولید پایه های مناسب را ذکر کرد .

۱-۳-۱-۲: اصلاح توت فرنگی – توت فرنگی (Fragaria ananassa) که امروزه در بسیاری از نقاط دنیا کاشته می شود از تلاقی دو گونه F.virginiana, F. chiloensis منشاء گرفته است. یازده گونه توت فرنگی در چهار گروه کروموزومی قرار گرفته که تعداد کروموزوم پایه در آنها ۷=x است و شامل پنج گونه دوگان (۱۴ = N2) دو گونه چارگان (۲۸ = N2)، یک گونه ششگان (۴۲ = N2) و سه گونه هشتگان (۵۶=N2) می باشند که منشاء آنها از چین، سیبری، اروپا، شمال آفریقا، تا آمریکا گسترش دارد. سه نوع گل در گونه های هشتگان دیده می شود ، گل های ماده که فاقد پرچم هستند، گل های نر که مادگی آنها فعال نیست و گل های کامل که پرچم و مادگی دارند. اما در ارقام جدید، تمام گل ها کامل می باشند و در آنها تعداد زیادی مادگی ، که هر کدام دارای کلاله و خامه می باشند همگی به یک نهنج متصل هستند که پس از لقاح تبدیل به یک میوه گوشتی می گردد که درونش از ۵۰ تا بیش از ۴۰۰ بذر وجود دارد. اخته کردن گل شامل حذف پرچم ها، گلبرگ ها و کاسبرگ ها می باشد و مادگی را که باقی مانده، با گرده رقم مورد نظر گرده افشانی می کنند. میوه ها بین ۲۵ تا ۳۰ روز پس از گرده افشانی می رسند که در این موقع باید بذور از آنها جدا شوند. بذور چنانکه در دمای ۱-۴ درجه سانتیگراد انبار شوند چندین سال قوه نامیه خود را حفظ می کنند. جوانه زدن بذور ، و سبز شدن گیاهان حاصله از بذور، نامنظم صورت می گیرد و از یک گیاه به گیاه دیگر ممکن است ۱۰ تا ۹۰ روز طول بکشد. چنانکه بذور به مدت ۵/۲ تا ۳ ماه پس از برداشت نگهداری شوند بهتر جوانه می زنند.بطور معمول ، توت فرنگی بطریقه رویشی بوسیله ساقه رونده زیاد می شود که به تثبیت صفات ارقام که بسیار هتروزیگوس هستند کمک می کند. از آنجا که توت فرنگی گیاهی دگر گرده افشان است در موقع تولید ارقام جدید برای ایجاد هموزیگوسیتی باید از تلاقی درون نژادی استفاده شود که منجر به ضعف زیادی در گیاه می شود .از تلاقی های بین گونه ای برای بهبود صفات در این گیاه استفاده می شود. مثلاً مقاومت در برابر سرمای زمستانه، مقاومت گل در مقابل درجه حرارت پائین و مقاومت به پوسیدگی ریشه و غیره از گونه های هشتگان (اکتاپلوئید ) به ارقام زراعی این گیاهان انتقال داده می شود . تلاقی بین بعضی گونه های دوگان (دیپلوئید ) موفقیت آمیز بوده است ولی در بعضی منجر به تولید دورگه های عقیم می شود . کوشش برای انتقال مستقیم صفات از گونه های دوگان، چارگان و ششگان به ارقام تحت کاشت که هشتگان هستند بی نتیجه بوده است.اکثر صفات مربوط به بوته و میوه توت فرنگی به صورت کمی به توارث می رسند و تعداد زیادی ژن ، آنها را کنترل می کنند و در بعضی حالات، عکس العمل متقابل ژن ها نیز دخالت دارند. از مهمترین صفاتی که بهبود آن دائما ً مد نظر بوده میزان عملکرد است که به مقدار و اندازه میوه، میزان رشد گیاه ، مقاومت گیاه در برابر آفات و امراض بستگی دارد . از صفات دیگری که بهنژادی آنها مورد توجه است عادت میوه دهی ، مقاومت در برابر سرمای زمستانه، زمستان گل دهی و رسیدن میوه، کوتاه بودن دوره استراحت، همزمان رسیدن میوه ها ، عدم تولید ساقه رونده و مقاومت در برابر آفات (بخصوص کنه) و امراض می باشد.

سبزی های مورد مصرف در باغبانی متعلق به بسیاری از گونه ها و تیره های گیاهی می باشند در اینجا بهنژادی دو گیاه که نماینده دو گروه از سبزیها می باشد به اختصار شرح داده می شود :

۱-۳-۲-۱ : اصلاح گوجه فرنگی – گوجه فرنگی ، بومی آمریکای جنوبی است و امروزه کشت آن در دنیا (در مناطق وسیعی از خط استوا ، کانادا و استرالیا و آفریقا ) انجام می گیرد و کشت های گلخانه ای آن نیز در بعضی نقاط مانند شمال اروپا مرسوم است. گوجه فرنگی که تحت کشت است به جنس Lycopersicon و گونه esculantum متعلق است که این گونه را گیاه شناسان به چندین واریته گیاه شناسی تقسیم می کنند. گونه های وحشی این گیاه را بویژه در مرکز پیدایش آن می توانیم باز یابیم که خود ، منبع ژنتیکی بسیار مهمی جهت بهنژادی گوجه فرنگی، بخصوص برای مقاومت در برابر آفات و بیماری هاست. گل آذین گوجه فرنگی بطور جانبی بر روی گیاه رشد می کند. در بعضی ارقام ، گل آذین در هر سه گره ساقه اصلی یک بار دیده می شود . این ارقام تا زمانی که عوامل محیطی مساعد است به رشد خود ادامه می دهند. در بعضی دیگر ، گل آذین بر روی تعداد بیشتری از گره ها و گاهی بر روی همه گره ها وجود دارد و یک گل آذین نیز در انتهای گیاه است که رشد بوته به آن ختم می شود. مزیت نوع دوم اینست که فاصله گل ها از همدیگر کم بوده، محصول در مدت زمان کوتاهی بطور همزمان ، رسیده می شود؛ بنابراین جهت اصلاح برای یکنواخت رسیدن مساعدتر می باشند.گل های گوجه فرنگی ۵ تا ۱۰ کاسبرگ دارند که تا رسیدن میوه، باقی می ماند . همچنین دارای ۵ گلبرگ و ۵ پرچم هستند. پرچم ها در قسمت پائین گلبرگ ها به هم پیوسته اند و مادگی را احاطه می کنند. تخمدان چند حفرهای بوده و خامه دارای کلاله ساده باریک و گاهی برآمده است که از سطح پرچم ها بالاتر قرار می گیرد.گوجه فرنگی ، بطور عادی ، یک نبات خود بارور است ولی در ارقام مختلف آن دگر گرده افشانی به میزان ۵ تا ۵۸% انجام می گیرد. بنابراین روش های اصلاحی در این نبات نسبتا ً آسان اعمال می شود و تا کنون کارهای زیادی در این زمینه صورت گرفته است. بیشتر این کارها در زمینه مقاومت در برابر بیماری ها، اندازه، شکل ، رنگ و کیفیت میوه بوده است. همچنین ارقامی برگزیده شده اند که برای فصل رشد کوتاه یا کاشت گلخانه ای مناسب اند. از آنجا که گوجه فرنگی ، گیاهی خود بارور است تولید بذور نسل اول در آن از قدرت دورگه استفاده می شود نیز یکی از کارهای اصلاحی مهم در آنست. با آنکه در کشورهایی مانند ژاپن سال هاست که بذور دورگه تولید می کنند ولی تا موقعی که ارقام نر سترون تولید نشده بود، این کار هزینه سنگینی در برداشت؛ البته امروزه با استفاده از این ارقام ، تولید بذر دورگه نسبتاً ارزان است و این ارقام عملکرد زیادی دارند. در کشورهائی مانند هلند که گوجه فرنگی به میزان وسیعی در گلخانه تولید می شود در تولید ارقام گلخانه ای که زودرس بوده و با نور کم زمستانه سازگار هستند موفق بوده اند.  از جمله هدف های اصلاحی دیگری که در گوجه فرنگی مورد نظر است؛ مناسب بودن میوه آن جهت تولید سوس با سایر مصارف خوردنی ، خوش طعمی، و افزایش بعضی از ویتامین ها و مواد معدنی آنست.

۱-۳-۲-۲: اصلاح پیاز – پیاز ( Allium cepa ) احتمالاً از آسیای میانه منشاء گرفته است و کاشت آن در بسیاری از نقاط برای مصرف تازه یا خشک صورت می گیرد. از لحاظ گیاه شناسی، پیاز گیاهی دو ساله است که در سال اول ، تولید پیاز و در سال دوم تولید بذر می کند.

پیاز بر حسب رقم ، اندازه، وضعیت انبارداری، و زمان کاشت شامل یک تا ۲۰ عدد گل آذین می شود که به صورت چتر ساده ای در بالای ساقه گل دهنده واقعند. چتر انتهای ساقه گل دهنده قبل از ظاهر شدن در پوششی که از دو یا سه قسمت ایجاد شده محصور است و فشار غنچه گل که در حال رشد است آنرا می شکافد. تعداد گل ها در هر چتر، بر حسب عوامل ذکر شده موثر بر روی ساقه گل دهنده، به ۵۰ تا بیش از ۲۰۰۰ عدد می رسد. هر گل دارای ردیف هایی مرکب از سه پرچم است که بساک ردیف داخلی زودتر می رسد و معمولاً ، بین ساعت ۹ صبح و ۵ بعد از ظهر ، گرده خود را می ریزد. مادگی دارای تخمدان چند برچ های است که در هر کدام دو تخمک وجود دارد، وقتی کل باز می شود، خامه حدود یک میلی متر طول دارد و تا زمانی که به ۵ میلی متر برسد قادر به پذیرش گرده نخواهد بود. زمان لازم برای این رشد یک تا دو روز طول می کشد . گل های روی گل آذین به مدت ۲ هفته یا بیشتر باز هستند.پیاز، گیاهی دگر بارور است که در آن گرده افشانی بیشتر توسط زنبور عسل صورت می گیرد که از شهدی که در پائین سه پرچم داخلی وجود دارد استفاده می کند. از آنجا که زنبورها در هر چتر که مجموعه ای از گل هاست به تعدادی از گل ها وارد می شوند اغلب مقداری خود باروری نیز در گیاه صورت می گیرد. بهنژادی پیاز ، قبل از این، بیشتر بصورت گزینشي دسته جمعی صورت می گرفت که ترکیب ارقام مورد نظر، با استفاده از گرده افشانی توسط زنبورها محبوس در قفس های پلاستیکی به انجام می رسید. در دورگه گیری ، ابتدا، هر تعداد کل موجود در گل آذین را که ممکن باشد اخته کرده، بقیه را حذف می کنند؛ سپس یک گل آذین رقم مورد نظر را به آن بسته، آنرا بوسیله پاکت های کاغذی یا پلاستیکی از گرده های دیگر مصون نگه می دارند. بذور دورگه پیاز ، قدرت دورگه زیادی نشان می دهند و از لینه های نر سترون این گیاه استفاده می شود. نر سترونی در این گیاه، بوسیله تکثیر متقابل عوامل موجود در هسته و در سیتوپلاسم کنترل می شود؛ بدین معنا که تمام گیاهانی که سیتوپلاسم بهنجار (نرمال) (N) دارند گرده زنده تولید می کنند در صورتیکه گیاهان نر سترون دارای سیتوپلاسم سترون (S) می باشند، علاوه بر سیتوپلاسم سترون ، هسته گیاهان نر سترون نیز دارای عامل مغلوب (ms ) هستند اما این ژن چنانکه سیتوپلاسم ، بهنجار (نرمال) باشد بر روی گرده اثری ندارد. بنابراین تمام گیاهان نر سترون باید الزاما ً دارای ساختمان ژنتیکی Smsms باشند. عامل سیتوپلاسمی تنها از طریق گیاه مادری انتقال می یابد . باید توجه داشت که وقتی یک لینه نر سترون موجود باشد باید قبلاً قدرت ترکیب آنرا با سایر لینه ها معلوم نمود وگرنه ممکن است گیاهان دورگه ای تولید شوند که مطلوب نباشند. معمولا برای تولید بذر، در مقابل هر سه یا چهار ردیف لينه نر سترون یک ردیف لینه تولید کننده گرده قرار می دهند .هدف های عمده بهنژادی در پیاز عبارت از بالا بردن عملکرد ، یکنواختی محصول، سازش با شرایط ویژه، زودرسی، و مقاومت در برابر آفات و امراض می باشد.

گل ها و نباتات زینتی از تنوع خاصی برخوردارند و شامل گروه هایی مانند گل های یکساله، دوساله، چند ساله، گل های پیازدار ، سرخس ها، ارکیدها، کاکتوس ها و گیاهان گوشتی و درختان و درختچه های زینتی اند. بهنژادی بعضی از این گروه ها احتیاج به تکنیک های خاص دارد. در اینجا به عنوان نمونه بهنژادی گل سرخ و داودی به اختصار شرح داده خواهد شد.

۱-۳-۳-۱: بهنژادی گل سرخ (رز) – گیاهان جنس گل سرخ Rosa در اکثر نقاط نیمکره شمالی گسترش دارند و حداقل ۲۰۰ گونه مختلف در این جنس وجود دارد. گل های سرخی که اکنون تحت کشت است (R. hybrida ) اکثرا ً از تلاقی های مکرر بین گونه های مختلف ناشی شده اند و در اصل از ۵ گونه قدیمی R. gigantean, R. gallica ، R.chinensis ، R.damascena (گل محمدی) و R. moschata (گل نسترن) منشاء گرفته اند تعداد کروموزوم های پایه در این جنس هفت است و به تقریب نیمی از گونه های موجود دوگان (۱۴=N ۲)، سه گونه سه گان (۲۱=N3)، ۴۶ گونه چارگان (۲۸ = N4)، ۲۴ گونه پنجگان (۳۵=N۵) ، ۲۲ گونه ششگان (۴۲ = N6) و دو گونه هشتگان (۶۵ =N ۸) می باشد. بدین ترتیب ، ملاحظه می شود که مطالعات ژنتیکی توارث صفات، با توجه به چندگانی و تلاقی های بین گونه ای تا حد زیادی مشکل است. با وجود این ، مشخص شده که نحوه توارث بعضی از صفات این گیاه (مانند سازگاری بین گونه ها، پُرپَر بودن گل ، طول غنچه، شکل شاخه و برگ ، و رنگ گل) راهنمایی جهت اصلاح این صفات می باشد. متخصصین اصلاح رز معتقدند که تنوع ژنتیکی موجود جهت بهبود صفاتی مانند عطر، مقاومت در برابر آفات و امراض، مقاومت در برابر سرما ، مقاومت در برابر خشکی ناکافی است و پیشرفت های محدودی را حاصل می سازد؛ لذا لازم است که از منابع ژنتیکی اولیه (یعنی گونه های قدیمی) مجدداً استفاده شود .گل های گل سرخ دارای پنج کاسبرگ، پنج گلبرگ، تعداد زیادی پرچم یا گلبرگسان پرچم هایی که تبدیل به اندام های شبه گلبرگ شده اند و گل ها را پر پر نشان می دهند ) و تعداد زیادی مادگی می باشند. اخته کردن گل جهت تلاقی ، یک یا دو روز قبل از آنکه گرده آماده ریزش شود، انجام می گیرد و بدین منظور ، کاسبرگ ها، گلبرگ ها، و پرچم ها برداشته می شوند. دو روز پس از اخته کردن ، گرده رقم مورد نظر را با قلم مو بر روی کلاله گل های اخته شده می گذارند و با پاکت های کاغذی می پوشانند تا از گرده های ناخواسته مصون بماند. میوه ها پس از ۳ ماه آماده برداشت می شوند. میوه ها را به محض نرم شدن برداشت می کنند. بذور رز دارای رکود فیزیکی و فیزیولوژیکی است. وجود این نوع رکود باعث شده که از کشت جنین در اصلاح رز استفاده شود. همچنین برای ایجاد چندگانی و جهش در رز از کلشی سین استفاده کرده ، رزهای رونده ، پاکوتاه، زودرس، پررشد ، که کیفیت گل هاشان مختلف است تولید کرده اند. نگهداری این ارقام بوسیله تکثير رویشی ، یعنی پیوند بر روی پایه های مناسب ، بسیار آسان است. اهداف اصلاح رز در مورد رزهای گلخانه ای تا حدودی متفاوت از مورد رزهای باغچه ای است . رزهای گلخانه ای علاوه بر داشتن صفات مربوط به تولید گل بریدنی باید از ارقامی باشند که با شرایط گلخانه ای (مانند رطوبت زیاد و یا نور کم) سازش داشته باشند. وانگهی ، رزهای گلخانه ای باید دارای صفت همیشه گل دهی باشند تا بتوان چند مرتبه در سال از محصول آنها استفاده کرد. بطور کلی اهداف بهنژادی رز به قرار زیر است:تولید پایه های مناسب جهت شرائط مختلف، بالا بردن مقاومت در برابر سرمای زمستانه، قابلیت گل دهی دائم ، مقاومت در برابر بیماری ها و آفات ، بی خاری یا کم خار بودن، نداشتن شاخه های بی گل، برخورداری از غنچه و گل های خوش رنگ و خوش اندازه، وفور عطر، داشتن برگ و شاخه های مناسب و ساقه بلند و قوی، و داشتن عمر طولانی در گلدان .

۱-۳-۳-۲ : به نژادی داودی – داودی از هزاران سال قبل کاشته می شده و امروزه مهمترین گل بریدنی دنیاست. در طی این دوران به تغییرات فراوانی در شکل گل آن پدید آمده، به طوریکه انواع اشکال گل (از شبیه به آهار گرفته تا شبیه به کوکب ) در آن دیده می شود و قطر گل در آنها از حدود ۲ سانتیمتر تا ۲۰ سانتیمتر متفاوت است . جنس داودی ( Chrysanthemum) دارای ۱۶۰ گونه است که اکثرا ً بومی چین، ژاپن و اروپا می باشند. امروزه ارقام متعددی از آن جهت کاشت گلخانه ای، به منظور تولید گل بریدنی و یا باغچای تولید کرده اند.از نظر کروموزومی تعداد کروموزوم های پایه در این گیاه ۹= x می باشد و گونه های مختلف آن از ۱۸ تا ۱۴۴ کروموزوم دارند. ارقام زیادی که اکنون به عنوان زینتی در گلخانه و باغچه کاشته می شوند اکثرا از گونه morifolium می باشند که ششگان (۵۴ = N6) می باشند. گل های این نبات مانند سایر گل های خانواده کلاه پرکها دو نوع است که بر روی نهنج قرار می گیرد: دسته اول گل های زبانه ای هستند که فقط اندام مادگی دارند و در اطراف کلاه پرک قرار می گیرند؛ دسته دوم گل های لوله ای می باشند که گل هایی کامل بوده و در وسط کلاه پرک قرار دارند. داودی، بطور طبیعی ، دگر گرده افشان است و از آنجا که بسیار هتروزیگوس است تولید آن ، بوسیله بذر ، گیاهان بسیار متفاوتی را ایجاد می کند. برای دورگه گیری اغلب از نباتات خود سترون استفاده می کنند که در آنها کرده یک نبات قادر به جوانه زدن بر روی کلاله همان نبات نیست بنابراین احتیاج به اخته کردن ندارد. در غیر این صورت از گل های زبانه ای که پرچم زیاد ندارند استفاده می کنند و گل های لوله ای را بر می دارند. پس از انتقال گرده از رقم مورد نظر، باید گل تلاقی داده شده را در پاکت قرار داد تا گرده های سایر ارقام بدان دسترسی نداشته باشند. نهال های حاصله در اولین سال کاشت گل می دهند.صفاتی که در داودی، جهت بهنژادی ، مد نظر قرار می گیرد عبارتست از : رنگ گل ، اندازه گل ، شکل گل، زودرسی ، مناسب بودن جهت گل بریدنی، مقاومت نسبت به سرما، مقاومت در برابر امراض (بخصوص بیماری های ویروسی)، ارتفاع بوته ، بازارپسند بودن گل و غیره.صفات مورد نظر ارقام اصلاح شده را می توان با تکثیر رویشی (قلمه – تقسیم بوته) نگهداری کرد.