کرچک (Ricinus communis L.) گیاهی تک پایه متعلق به خانواده فرفیون Euphorbiaceae)) بوده و یکی از گیاهان مهم دانه روغنی با کاربردهای فراوان دارویی و صنعتی میباشد. این گیاه به طور طبیعی آزادگردهافشان بوده و به دلیل وجود سیستم تولیدمثلی مختلط توانایی خودگشنی نیز دارد؛ ولی تاکنون گزارشی مبنی بر توانایی کرچک در تولید بذر به روش غیرجنسی و از طریق آپومیکسی ارائه نشده است. هدف از این مطالعه ارزیابی توان تولید بذر با روشهای تولیدمثلی متفاوت شامل آپومیکسی، خودگشنی و آزادگردهافشانی در کرچک، بررسی تاثیر نوع تولید بذر بر تنوع ویژگیهای مورفولوژیک، فیزیولوژیک و فیتوشیمیایی نتاج کرچک و اندازهگیری میزان بیان ژنهای مؤثر در آپومیکسی کرچک بود. این پژوهش در سالهای 1397 تا 1399 به مدت سه سال در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اجرا گردید. در این پژوهش 33 جمعیت ژرمپلاسم ژنتیکی در دو سال به طور تصادفی در قالب طرح آگومنت کشت شدند و تولید بذر به سه روش آپومیکسی، خودگشنی و آزاد گرده افشانی از مخزن بذری اولیه صورت گرفت. پس از آن در سال سوم بذور نتاج 14 ژنوتیپ منتخب حاصل از این سه روش تولیدمثلی، در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار کشت شدند. نتایج تجزیه واریانس در هر سال بیانگر تنوع گسترده بین ژنوتیپها در اکثر صفات مورد مطالعه و در هر روش تولیدمثلی بود. نتایج تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که کرچک طیف وسیعی از توانایی آپومیکسی را برای تولید بذر دارد و بیشترین میزان توانایی آپومیکسی در سال اول و دوم به ترتیب 30/86 و 31/92 درصد بود. در این گیاه، توانایی آپومیکسی با اجزای عملکرد و برخی ویژگی های مورفو- فیزیولوژیکی از جمله میزان روغن دانه، محتوای فنول و میزان روتین برگ همبستگی مثبت داشت. بنابراین میتوان بیان کرد که حفظ ژنوتیپهای برتر دانه کرچک از نظر صفات فیتوشیمیایی، عملکرد و کیفیت روغن از طریق تولیدمثل آپومیکسی امکانپذیر است. همچنین مطابق با نتایج حاصل از ارزیابی نتاج، در بیشتر صفات مورد مطالعه پسروی ناشی از خویشآمیزی برای اکثر ژنوتیپها منفی بوده و این پسروی در مقایسه با نتاج آپومیکت بیشتر از نتاج آزادگردهافشان بود. بیشترین پسروی در میانگین ژنوتیپها مرتبط با عملکرد دانه در بوته بوده و ژنوتیپهای اصفهان (78/53- درصد) و بنین (95/76- درصد) به ترتیب بالاترین پسروی نسبت به نتاج آزادگردهافشان و آپومیکت را برای عملکرد دانه در بوته داشتند. علاوه بر این، برتری آپومیکسی برای میانگین ژنوتیپها در اکثر صفات مثبت بوده و این برتری در مقایسه با نتاج خودگشن بیشتر از نتاج آزادگردهافشان بود. بیشترین برتری آپومیکسی در میانگین ژنوتیپها مرتبط با عملکرد دانه در بوته بوده و بالاترین برتری نسبت به نتاج آزادگردهافشان (51/424 درصد) و خودگشن (85/333 درصد) در ژنوتیپ بنین مشاهده شد. بنابراین نتاج حاصل از تولیدمثل آپومیکسی در بیشتر صفات مورد مطالعه برتری داشتند که می-توان این برتری را در نتیجه بروز پسروی ناشی از خویشآمیزی در نتاج خودگشن به علت تجمع آللهای نامطلوب و تفرق صفات مطلوب در نتاج آزادگردهافشان دانست. نتایج حاصل از اندازهگیری میزان بیان هشت ژن مرتبط با آپومیکسی (Helic،SERK ، LEC1، BBM،ABI3 ، FUS3، WUS و GLC) نشان داد که میزان بیان این ژنها در تولیدمثل آپومیکسی نسبت به آزادگردهافشانی در اکثر مراحل نموی به طور معنیداری افزایش یافته و بیشترین افزایش بیان در دو ژن Helic و ABI3 مشاهده شد که احتمال وقوع آپومیکسی از نوع آپوسپوری در کرچک را تقویت میکند.
کلمات کلیدی: کرچک (Ricinus communis)، آپومیکسی، خودگشنی، آزادگرده افشانی