گیاهان به عنوان ثروت هر جامعه و امانتی برای آیندگاه محسوب می­شوند. امروزه کارشناسان، گیاهان را زمینه­ ساز ادامه حیات کلیه موجودات زنده و سرسبزی آنها را نشانه پیشرفت علمی و فرهنگی جوامع و زمینه ساز توسعه پایدار می­دانند. گیاهان نمونه­های بارز پایداری منابع طبیعی و به عنوان ماندگارترین و کامل­ترین اکوسیست­های زیستی محسوب می­شوند که در راس هرم غذایی قرار دارند. گیاهان با تشکیل اولین حلقه زنجیره غذایی به عنوان تولیدکنندگان اولیه شناخته شده ­اند به طوریکه از یک طرف با جانوران و از طرف دیگر با یکدیگر و محیط اطراف خود یعنی محیط غیر زنده از جمله سنگ، خاک و آب در ارتباط هستند و بدین صورت چرخه حیات را به گردش در می­آورند. بشر به دلیل نیازهای روزمره خود وابستگی کامل به گیاهان دارد. این نیاز او را ترغیب می­ کند تا با بهره­گرفتن از دانش و روش­های علمی نوین اطلاعات بیشتری در مورد گیاهان به دست آورد. گیاهان گوناگون شرایط خاصی را جهت رشد و نمو خود دارند به طوریکه مجموع این شرایط ارتباط بین گیاه و محیط را توجیه می­نماید (امید بیگی، 1374).

امروزه تولیدات گیاهی غذای اصلی جامعه­ بشری را تشکیل می­دهد طوری که بیش از 90 درصد مواد غذایی مورد نیاز انسان از گیاهان تامین می­ شود (بهداد، 1385). در بین محصولات گیاهی، گیاهان دانه روغنی به دلیل سهم بسزایی که در تولید مواد لیپیدی مورد نیاز بدن انسان دارد، از جایگاه ویژه­ای برخوردار هستند. افزایش روز افزون مصرف در کشورهای در حال توسعه تقاضا برای تولید مواد غذایی را بالا می­برد. از این رو برای افزایش تولید دو راه حل پیش رو است : افزایش تولید در واحد سطح و افزایش سطح زیر کشت. از آنجایی که پی­آمد افزایش سطح زیر کشت، کاهش مراتع و جنگل­ها و صدمات جبران ناپذیر محیط زیستی است؛ به نظر می­رسد تنها راه باقی مانده، افزایش تولید در واحد سطح می­باشد (قهرمان و عطار، 1377). در این اواخر توجه اصلاح كنندگان نباتات به گیاهان صنعتی یعنی گیاهانی كه دارای تركیبات شیمیایی مخصوص باشند جلب شده و به ژن‌های مفید توجه می‌نمایند (اهدایی، 1386).

هدف‌های كلی اصلاح نباتات افزایش عملكرد در واحد سطح، بهتر نمودن كیفیت محصولات كشاورزی و تولید مواد اولیه است. برای نیل به این اهدافش طریق مختلف ولی وابسته وجود دارد: افزایش عملكرد، مقاومت به آفات و امراض، گسترش دامنه‌ی كشت، افزایش كیفیت محصولات گیاهی، واریته‌های هیبرید و تولید نباتات جدید زراعی.

پنبه (Gossypium hirsutum L.) یکی از گیاهان صنعتی مهمی است که بیشتر با هدف تولید الیاف کشت می­ شود. میزان عملکرد جهانی آن به طور متوسط 709 کیلوگرم در هکتار می باشد و 36 میلیون هکتار سطح زیر کشت جهانی دارد. میزان تولید سالیانه آن 117 میلیون تن بوده و کشورهای هند، چین و آمریکا به ترتیب بالاترین سطح زیر کشت پنبه را به خود اختصاص داده­اند (FAO. 2006). پیشرفت تكنیك، تغییرات در سیستم كشت و مسائل جدیدی كه در زراعت پنبه مطرح می­گردد ضرورت تهیه ارقام جدید با صفات مورد نیاز را ایجاب می­كند. یكی از راه های افزایش عملكرد پنبه ارزیابی و انتخاب ارقامی است كه از كشورهای خارج وارد شده و در شرایط اقلیمی مناطق مختلف سازگاری خوبی از خود نشان داده­اند(زینلی، 1378).

درک و آگاهی از تنوع و شباهت ژنتیکی در درون افراد یا جمعیت ها، برای استفاده­ی مؤثر از منابع ژنتیکی در یک برنامه اصلاحی مفید هستند (صفوی و همکاران، 2010). در گذشته، ژرم­پلاسم پنبه به طور کامل بر اساس صفات مورفولوژیکی، تنش­های غیر زنده و یا خصوصیات بیوشیمیایی که لزوما منعکس کننده تنوع ژنتیکی نبود مشخص می­شد. مطالعات انجام شده نشان داده­اند که تعداد کافی از نشانگرهای مورفولوژیکی برای پوشش دقیق ژنوم وجود ندارد و همچنین محیط زیست تاثیر قوی بر صفات مورفولوژیکی دارد. ایزوآنزیم­ها با اینکه به طور مستقیم مربوط به ژن هستند، اما ذاتا سطح پایینی از چند ریختی را در میان ارقام نزدیک شرح می­ دهند که استفاده از آنها را در تجزیه و تحلیل ارتباط ژنتیکی و انتخاب به کمک نشانگر، محدود می­سازد. از این رو انتخاب ارقام بر اساس نشانگرهای مولکولی قابل اعتماد و مقرون به صرفه خواهد بود (محاسی و همکاران، 2009).

استان گلستان از لحاظ دارا بودن انواع گونه­­های پنبه یک منطقه­ بسیار غنی محسوب می­ شود، به طوری که منبع غنی و بالقوه­ای را از ژن­های مفید را در اختیار اصلاح کنندگان پنبه قرار می­دهد. شناسایی گونه­ های برتر این گیاه و استفاده از ترکیبات مفید آن می ­تواند دستو کار مطالعات قرار گیرد.

-2-1اهداف تحقیق

١-آگاهی از سطح تنوع ژنتیکی بین ژرم پلاسم های گونه باربادنس و هیرستوم پنبه جهت استفاده در برنامه های اصلاحی آتی.

٢-بررسی صفات آگرومورفولوژیکی و کیفیت الیاف پنبه در گونه های تتراپلویید پنبه

3- مطالعه همبستگی فنوتیپی ژنتیکی صفات آگرومورفولوژیکی و عملکرد

2-1-پنبه

گیاه پنبه به عنوان مهمترین و با قدمت ترین گیاه لیفی مصارف گوناگونی دارد و از نظر اقتصادی و تجاری دارای اهمیت فوق العاده می باشد و مهمترین و پر مصرف ترین الیاف صنعتی بوده واز نظر غذایی نیز به عنوان یک دانه روغنی مقام دوم جهان را دارا می باشد .

اگر چه تجارت غلات و رقابت الیاف مصنوعی با پنبه باعث شده که این گیاه اهمیت نسبی خود را از دست بدهد ولی با این تفاسیر مصرف جهانی و سطح زیر کشت ان افزایش یافته است .(نوری دلویی ،1373)

پنبه در جهان از مهمترین محصولات استراتژیک کشاورزی بشمار می اید این محصول تحت شرایط بسیار متفاوت اقلیمی در نقاط مختلف دنیا کشت و تولید می شود.همچنین به عنوان یک کالای حیاتی مورد نیاز تمام افراد بشر بوده و ان را به طور روزمره به کار می برند تا جاییکه به آن نام طلای سفید داده اند .( نعمتی، 1372)

امروزه با پیشرفت های کمی و کیفی در تهیه انواع الیاف مصنوعی (سلولزی و ترکیبی)این حقیقت انکار ناپذیر است که هیچ رقیبی توان برابری با پنبه را نداشته و ارزش و مقام ان همچنان پا بر جاست.( نعمتی ،1372)

به طور کلی پنبه سه تاثیر مهم و اساسی در اقتصاد کشور دارد که عبارت انداز:

1-تامین کالای اساسی جامعه نظیر نخ ،پارچه،روغن،علوفه دام و غیره

2-تاثیر در صنعت و اقتصاد کلی کشور نظیر کارخانجات نساجی،پنبه پاک کنی ،روغن کشی ،کارگاه های قالیبافی و بافندگی دستی،مبلمان سازی ،پشم مصنوعی،طناب بافی،تهیه صابون،تهیه فیلم عکاسی ،لاستیک سازی،شمع و غیره.

3-تأثیر در اشتغال زایی ،به طوری که در حال حاضر قریب به دو میلیون نفر به طور مستقیم و غیر مستقیم به پنبه و فراورده های ان اشتغال داشته و زندگی و معیشت آنان با تولید ،توزیع و مصرف پنبه تامین می گردد.

یکی از راه های افزایش سریع تولید مواد غذایی و الیاف با کیفیت بهتر، استفاده از تکنیک های بیوتکنولوژی گیاهی می باشد که به عنوان یک علم چند بعدی، دستاورد جدید دانشمندان و محققان زیست شناسی جهت استفاده مستقیم از علم ژنتیک در سطح سلول است. روش های مختلف بیوتکنولوژی به وسیله ی دست ورزی گیاهان در سطح بافت، سلول و مولکول، می توانند تغییراتی را از لحاظ نوع و فراوانی در ریخته ی ارثی گیاهان امکان پذیر سازند که از طریق روش های کلاسیک اصلاح نباتات غیر ممکن و یا مشکل می باشد.

دانش زیست شناسی مولکولی در دو دهه ی اخیر با سرعت حیرت انگیزی باعث ایجاد تحولات، پیشرفت ها و نوآوری های بی شماری گردیده است. در تاریخ به ندرت می توان مواردی را همانند تحقیقات بیوتکنولوژی یافت که در آن، پژوهش های پایه، بدین سرعت به حد کاربرد رسیده باشد. (کمال قاسمی)

بسیاری از پیچیدگی های گزینش (selection) بر اساس فنوتیپ را می توان از طریق گزینش مستقیم ژنوتیپ و با بهره گرفتن از نشانگرهای DNA که با صفات موردنظر پیوستگی دارند برطرف نمود. بیشترین نشانگرها ی DNA که مورد استفاده قرار گرفته اند مبتنی بر RFLP ها بوده اند. از معایب این تکنیک طولانی بودن روش، استفاده از مواد رادیواکتیو، هزینه و زحمت زیاد و عدم تشخیص چندشکلی کافی در بسیاری از گونه های زراعی بوده و لذا استفاده از آن، در بسیاری از آزمایشگاه ها دارای محدودیت است. (عبدمیشانی، 1375 )

کشف واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) در اواسط دهه ی 1980 در ژنتیک مولکولی انقلابی ایجاد کرد. تکنیک RAPD بر مبنای PCR یکی از فناوری های جدید نشانگرهای DNA است که در سال 1990 ابداع گردیده است. از مزایای این روش می توان موارد زیر را نام برد: سهولت، سرعت و نیاز به مقدار کم DNAی نمونه است و در موارد مختلفی در ژنتیک و اصلاح نباتات استفاده شده است.( عبدمیشانی، 1375)

پنبه یکی از مهمترین گیاهان اقتصادی است که به خاطر الیاف، روغن و سایر فرآورده های آن در دنیا مورد توجه قرار گرفته است. این گیاه در بیش از 80 کشور دنیا کشت می شود و بیش از 180 میلیون انسان سرتاسر دنیا مشغول به کشت یا نساجی الیاف آن می باشند. قابلیت شستشو، دوام، استحکام، قابلیت هدایت بخار آب، دوام شیمیایی، نرمی، لطافت، قابلیت انعطاف، از خصوصیات الیاف پنبه می باشد. و از جمله خصوصیات جدید: ضدآتش، مقاومت به فساد و خسارت حشرات هیچ ماده ی مصنوعی مناسب تر از پارچه های پنبه ای برای نواحی گرم نیست، پشم عرق بدن را جذب می کند اما هدایت نمی نماید. الیاف مصنوعی عرق را جذب نمی کنند، اما پنبه هم جذب می کند و هم انتقال می دهد در این صورت، بدن سریعا خشک می شود.(درسنامه PCR ،1372 )

با توجه به اهمیت فوق العاده پنبه از جنبه اقتصادی و تجاری و احتیاج به فرآورده هایی که از این گیاه بدست می آید روز به روز به اهمیت و سطح زیر کشت آن افزوده می شود نقش عمده ای در سیاست و اقتصاد جهان داشته و روز به روز احتیاجات مردم به فرآورده های مختلف این گیاه زیادتر می شود. (خدابنده ،1376)

تولید الیاف تا اواخر قرن نوزدهم به عنوان تنها هدف تولید پنبه محسوب می شد.( درسنامه PCR ،1372) اما امروزه علاوه بر این هدف پنبه به لحاظ چهار خصلت عمده که در خوراک انسان (روغن و پروتئین)، پوشاک، جیره غذایی دام (کنجاله) و ایجاد کار دارد از اهمیت ویژه ای برخوردار است پنبه دارای 17درصد روغن قابل استحصال و 22درصد پروتئین با اسید آمینه های مرغوب است از پروتئین موجود در پنبه دانه در تهیه آرد نان، کیک، کراکر، شیر خشک و داروهای موثر در رفع کمبود پروتئین استفاده می شود و از دانه آن در تولید انواع روغن غذا، مایونز، مارگارین و از رسوبات حاصل از روغن خام در فرایند تولید مواد منفجره، مواد آرایشی، دارو، لاستیک، پلاستیک و انواع صابون و از الیاف آن در تهیه پارچه، نخ قالی، لحاف و تشک و غیره استفاده می شود و از تفاله و مغز دانه، کود، غذا برای دام و گیاهان تولید می شود. ساقه بوته پنبه در صنعت نئوپان مصرف می گردد.(حسینی نژاد ، 1376- درسنامه PCR ،1372)

پنبه در زمره ی گیاهان مهم زراعتی ایران قرار دارد و کشت آن در گرگان، مازندران، خراسان، فارس، استان مرکزی و به طور پراکنده در سایر نقاط کشور انجام می شود(درسنامه PCR، 1372) اما با توجه به اینکه سطح زیر کشت آن تا سال 1357 حدود 400/000 هکتار و محصول آن بین 110 تا 150 هزار تن پنبه تصفیه شده بود و در ایران صادرات الیاف پنبه در درجه دوم بعد از نفت قرار داشت(یزدی صمدی ، 1373) اگر به علل سیر نزولی کشت این محصول اقتصادی در کشور توجه نکنیم طولی نخواهد کشید کشور ما در زمره ی وارد کنندگان پنبه قرار خواهد گرفت و صنایع نساجی ما وابسته خواهد شد. اما در سال های اخیر سطح زیر کشت و عملکرد پنبه در کشور در حال افزایش است.( یزدی صمدی ، 1373)

کشورهای بزرگ تولیدکننده پنبه در جهان عبارت اند از: چین، آمریکا، هندوستان، پاکستان، ازبکستان و ترکیه.