سیب­زمینی زراعی از خانواده سولاناسه^[۱۰] (بادنجانیان) و جزء دو لپه­ای­ها و بومی نیمکره غربی می­باشد. منشاء آن ارتفاعات سلسه جبال آند در بولیوی می­باشد. به دلیل این که عملکرد سیب­زمینی در واحد سطح بسیار بالا می­باشد از لحاظ گسترش سطح زیر کشت بعد از ذرت در جایگاه دوم قرار داشته و دومین منبع غذایی ساده بعد از تخم­مرغ می باشد (اسپونر و همکاران، ۲۰۰۵).
سیب­زمینی محصول با ارزشی است که به دلیل سازگاری وسیع با شرایط آب و هوایی متفاوت، پتانسیل باقی ماندن برای نسل­های آینده را با توجه به افزایش جمعیت جهان دارا می­باشد. این محصول در ناحیه­ای از کوه­های آند واقع در امریکای جنوبی اهلی شده است و ساکنین این منطقه از هفت هزار سال پیش این گیاه را کشت و از ریشه­ مغذی آن به عنوان غذا استفاده می­کرده ­اند. محصول سیب­زمینی در سرتاسر جهان از سطح دریا تا ارتفاع ۴۰۰۰ متری قابل تولید است، اما در شرایط آب و هوایی معتدل از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. تولید حاضر جهان ۱۰^۶×۳۲۲ تن غده تازه از ۳/۱۹ میلیون هکتار اراضی تحت کشت می­باشد. عمده­ترین تولید کنندگان جهانی بر حسب تولید شامل چین، فدراسیون روسیه، هند، ایالات متحده، اوکراین، لهستان، آلمان، بلاروس، هلند، انگلستان، کانادا، ترکیه و رومانی می­باشند (پریرا^[۱۱] و شوک^[۱۲]، ۲۰۰۵؛ فائو ۲۰۰۹).

این محصول با ارزش، حدود ۲۵۰ سال بعد از رواج آن در اروپا، توسط سرجان ملکم در عهد فتحعلی شاه به ایران آورده شد و از دیرباز تا کنون قابلیت ­های متنوع و سرشار حوزه کشاورزی ایران در تولید این محصول قابل توجه است. این محصول از جایگاه ویژه­ای در کشور برخوردار است، به طوری که در حال حاضر ۲۱۰٫۰۰۰ هکتار از اراضی کشاورزی به کشت آن اختصاص داده شده و سالیانه حدود ۵٫۲۴۰٫۰۰۰ تن غده سیب­زمینی تولید می­گردد (فائو، ۲۰۰۹)

• • 1. 1. خصوصیات گیاهی:

     

     

سیب زمینی زراعی (Solanum tuberosum L.)، گیاهی بوته­ای و دولپه از خانواده Solanaceae است که از نظر ژنتیکی تتراپلوئید و دارای ۴۸ عدد کروموزوم (۲n=4x=48) می­باشد (جب­هارت^[۱۳]، ۲۰۰۷).
۱-۲-۱- مورفولوژی:
در زراعت از غده­های بذری (۸۰-۴۰ گرم) برای تکثیر سیب­زمینی استفاده می­ شود (شکل ۱-۱). از یک غده بذری معمولا چندین ساقه بوجود می ­آید. بنابراین یک بوته سیب­زمینی، مجموعه ­ای از ساقه­های هوایی است که از یک غده یا قطعه بذری منشاء گرفته­اند (استروک، ۲۰۰۷). ساقه­های هوایی بوته سیب­زمینی در مراحل اولیه رشد بصورت عمودی بوده، اما بعدا گسترش یافته و بصورت خوابیده یا نیمه خوابیده در می­آیند (پریرا و شوک، ۲۰۰۵).
شکل ۱-۱ روش مرسوم تکثیر سیب­زمینی (استروک، ۲۰۰۷)
سیب­زمینی در هر گره دارای یک برگ اصلی است. برگ­های اولیه کوچک، اما برگ­های بعدی بزرگ متناوب و مرکب بوده و به یک برگ­چه بزرگ ختم می­شوند. تعداد گره ساقه اصلی در بالای سطح خاک، برای هر رقم تقریبا ثابت است و تغییرات کمی در اثر تغییرات محیطی نشان می­دهد (آلمکایندرز^[۱۴]، ۱۹۹۶).
بوته­هایی که از بذر حقیقی سیب­زمینی^[۱۵] (TPS) بوجود می آیند، دارای سیستم ریشه­ای راست، اما بوته­ های حاصل از غده بذری دارای سیستم ریشه­ای افشان و نابجا می­باشند (خواجه­پور، ۲۰۰۴). ریشه ­های سیب­زمینی علاوه بر ساقه­ها، بر روی استولون­ها و گاهی اوقات حتی بر روی غده­ها نیز ایجاد می­شوند. سیب­زمینی دارای سیستم ریشه نسبتا سطحی و ضعیف می­باشد که بخش عمده آن در سطح ۳۰ سانتی­متری خاک قرار دارد. بنابراین کارایی مصرف آب و عناصر غذایی در سیب­زمینی پایین است و محصول نسبت به خشکی و ساختمان ضعیف خاک بسیار حساس می­باشد. سیستم ریشه طی دوره اولیه رشد به سرعت توسعه یافته و در اواسط فصل رشد به حداکثر توسعه خود می­رسد. پس از آن طول، تراکم و حجم ریشه همزمان با بلوغ ریشه کاهش می­یابد. تحت شرایط مناسب خاک، عمق ریشه­دهی ۲/۱ متر نیز برای سیب­زمینی گزارش شده است (پریرا و شاک، ۲۰۰۵؛ استروک، ۲۰۰۷)
استولون­ها، ساقه­های افقی با خاصیت زمین­گرایی هستند که دارای میان­گره­های طویل و برگه­های فلسی می­باشند. تولید استولون از نزدیک­ترین گره­های ساقه هوایی به غده بذری آغاز شده و به طرف بالا ادامه می­یابد. استولون­های اولیه سریع­تر رشد کرده و از استولون­های دیر هنگام طویل­تر می­شوند (استروک، ۲۰۰۷).
غده سیب­زمینی از تجمع مواد غذایی در ناحیه انتهایی ساقه زیرزمینی (استولون) و رشد این ناحیه بوجود می ­آید. بنابراین، غده سیب­زمینی یک ساقه تغییر شکل یافته با میانگره­های کوتاه و متورم است. گره­های ساقه در روی غده با فیلوتاکسی مارپیچ بصورت مکان­های فرورفته بنام چشم دیده می­شوند. از آنجایی که سرعت تجمع مواد در غده به تدریج و با گذشت زمان کاهش می­یابد، تراکم چشم­ها در ناحیه رأسی غده بیشتر است (خواجه­پور، ۲۰۰۴). از محل چشم­های موجود بر روی غده بذری، جوانه­هایی تولید می­ شود که به صورت ساقه­های هوایی رشد نموده و سایر اندام­های گیاهی نظیر برگ­ها، گل­آذین­ها، ریشه­ها، استولون­ها و غده­های جدید را تشکیل می­ دهند. از هر چشم می ­تواند یک تا سه و گاهی تعداد بیشتری ساقه هوایی بوجود آید (استروک، ۲۰۰۷).
شکل (۱-۲) مرفولوژی یک گیاه سیب­زمینی را نشان می­دهد که شامل شمای عمومی بوته سیب­زمینی، ساختمان میوه، گیاهچه، بخش­های زیرزمینی، غده و ساختمان یک جوانه بر روی غده بذری می­باشد.
شکل ۱-۲: مرفولوژی گیاه سیب­زمینی. (A): گیاه کامل، (B): ساختمان گل، ©: ساختمان میوه، (D): گیاهچه سیب­زمینی (E): بخش­های زیر زمینی حاصل از غده بذری، (F): ساختمات غده سیب­زمینی و (G): ساختمان تک جوانه بر روی غده بذری. (استروک، ۲۰۰۷)
۱-۲-۲- مراحل رشد و نمو:
گیاه سیب­زمینی شامل ۵ مرحله رشدی شامل رشد جوانه، استقرار گیاه، شروع غده­دهی، حجیم شدن غده و رسیدگی غده می­باشد. زمان شروع و طول دوره هر یک از مراحل رشدی به عوامل محیطی نظیر ارتفاع و دما، نوع خاک، رطوبت، رقم و مکان جغرافیایی بستگی دارد (دِوِل^[۱۶] و لاو^[۱۷]، ۱۹۹۳).
۱-۲-۲-۱- رشد جوانه غده (مرحله رشدی I):
هنگامی که خواب غده­ها شکسته می­ شود، آن­ها قادر به رشد شده و اگر شرایط محیطی برای رشد مناسب باشد، بلافاصله شروع به جوانه­زنی می­ کنند. در این مرحله، جوانه­ ها از چشم­های موجود در غده بذری تکامل یافته و به طرف بالا شروع به رشد می­ کنند تا از سطح خاک خارج شوند. ریشه­ها در قاعده جوانه­های سبز شده شروع به رشد می­ کنند. قطعه بذری تنها منبع تأمین انرژی برای رشد در این مرحله می باشد (خواجه­پور، ۲۰۰۴).
۱-۲-۲-۲- استقرار گیاه (مرحله رشدی II):
در این مرحله، برگ­ها و اندام­های هوایی توسعه یافته، ریشه­ها و استولون­ها در زیر زمین تکامل می­یابند و فتوسنتز آغاز می­ شود. مراحل رشدی I و II با توجه به تاریخ کشت، سن فیزیولوژیکی غده­های بذری، رقم، دمای خاک و دیگر عوامل محیطی از ۳۰ تا ۷۰ روز به طول می­انجامد. طی دوره رشد اولیه گیاه، غده مادری (قطعه بذری) از اهمیت زیادی برخوردار است، اما پس از استقرار گیاه جدید از اهمیت آن کاسته می­ شود. توسعه مناسب سیستم ریشه، برای رشد گیاه در این مرحله و مراحل بعدی مهم می­باشد و گیاه را قادر می­سازد تا پس از صدمات اول فصل ناشی از یخبندان، تگرگ و یا آفات، به سرعت رشد مجدد را شروع نماید (خواجه­پور، ۲۰۰۴).
۱-۲-۲-۳- شروع غده­دهی (مرحله رشدی III):
تحت شرایط رشدی مناسب، نوک استولون­ها شروع به متورم شدن کرده و منجر به تشکیل غده­های جدید می­ شود. در بیشتر ارقام سیب­زمینی، این مرحله با شروع گلدهی که بطور متوسط دو هفته به طول می­انجامد همزمان است. سیب­زمینی برای رشد مطلوب غده به مقادیر متوسط نیتروژن و شب­های خنک نیاز دارد. تنش آبی باعث شروع زود هنگام غده­دهی می­ شود (خواجه­پور، ۲۰۰۴).
۱-۲-۲-۴- حجیم شدن غده­ها (مرحله رشدی IV):
سلول­های غده از طریق تجمع آب، عناصر معدنی و کربوهیدرات­ها منبسط شده و توسعه می­یابند. با توجه به رقم و شرایط محیطی، طول این دوره می ­تواند تا سه ماه ادامه یابد. این مرحله از رشد، دوره بحرانی برای عملکرد و کیفیت غده می­باشد. هر گونه وقفه در شرایط ایده­آل، باعث کاهش سرعت رشد، تلفات عملکرد و کیفیت غده می­ شود. سرعت و طول مدت حجیم شدن غده­ها بوسیله­ی چندین عامل محیطی تحت تاثیر قرار می­گیرد. هر شرایطی که رشد اندام­های هوایی سالم را محدود کرده، رشد غده­ها را متوقف یا تسهیم ماده خشک را از غده­ها به شاخه و برگ تغییر دهد، پتانسیل عملکرد را کاهش می­دهد. برخی از فاکتورهای کلیدی که حجیم شدن غده­ها را تحت تاثیر قرار می­ دهند عبارتند از دما، کوددهی، سن فیزیولوژیکی بذر، فاصله بوته، تاریخ کاشت، آبیاری و مدیریت آفات (خواجه­پور، ۲۰۰۴).
۱-۲-۲-۵- رسیدگی غده (مرحله رشدی V):
در این مرحله، فتوسنتز به تدریج کاهش می­یابد، برگ­ها زرد می­شوند، سرعت رشد غده کاهش یافته و شاخ و برگ می­میرند. طی دوره رسیدگی غده، وزن مخصوص غده افزایش می­یابد که باعث بهبود کیفیت برای مصارف فرآوری و تازه­خوری می­ شود. علاوه بر این قندهای آزاد به نشاسته تبدیل شده و باعث رنگ روشن­تر محصول فرآوری شده نظیر چیپس می­شوند. با رسیدگی مناسب، غده­ها در انبار تنفس کمتری داشته که منجر به تلفات کمتر ماده خشک، طولانی­تر شدن دوره خواب و تاخیر در جوانه­زنی می­ شود (خواجه­پور، ۲۰۰۴).

• • 1. 1. بیماری­های ویروسی سیب­زمینی:

     

     

سیب­زمینی معمولا از طریق غیر جنسی و توسط غده­های بذری تکثیر می­گردد (آکیتا^[۱۸] و تاکایاما^[۱۹]، ۱۹۹۴). جهت تکثیر جنسی سیب­زمنی می­توان از بذر حقیقی استفاده نمود (کارلس^[۲۰] و همکاران، ۱۹۹۲). در مقایسه با غده­های بذری، بذور حقیقی مشکلاتی دارند، از جمله شرایط ویژه برای جوانه­زنی خوب بذر، کم بودن قدرت گیاهچه (حتی در مقایسه با گیاهچه حاصل از بذر گوجه­ فرنگی)، توسعه اولیه ضعیف گیاه، کوچک بودن غده­های تولید شده، تفاوت ژنتیکی بین گیاهچه­ها و در نهایت نیاز شدید به نیروی انسانی (استروک و ویرسیما^[۲۱]، ۲۰۰۲). البته استفاده از بذور حقیقی به منظور جایگزینی موادی که سلامت خود را از دست داده­اند و هم برای ایجاد ارقام جدید مورد استفاده قرار می­گیرد (شارما^[۲۲] و راجام^[۲۳]، ۱۹۹۵).
برنامه کامل به نژادی دارای یک برنامه طولانی مدت جهت تولید ارقام است. بنابر دلایل زیر، اصلاح گیاه سیب­زمینی مشکل است:

• • سیب­زمینی خوراکی، گیاهی هتروزیگوت و تتراپلوئید است. این امر پیش ­بینی وراثت صفات مطلوب را بیشتر مشکل می­ کند.

• • صفات مطلوب و نامطلوب بسیاری در گونه­ های وحشی و اولیه با سطح پلوئیدی بین دیپلوئید تا هگزاپلوئید وجود دارند. این شرایط سبب می­شوند که انتقال صفات مطلوب به مواد اصلاحی تتراپلوئید و جلوگیری از انتقال صفات نامطلوب از گونه­ های وحشی و اولیه برنامه­ی بسیار پیچیده­ای شود (استروک و ویرسیما، ۲۰۰۲).

استفاده از غده بذری جهت کشت دارای مشکلاتی است، از جمله این­که این غده­های بذری می­توانند ناقل انواع بیماری­ها و آفات باشند، که این عوامل موجب کاهش وزن غده بذری و کیفیت آن­ها می­شوند. در واقع غده بذری منبع اصلی آلودگی است می ­تواند سبب شیوع بیماری­ها و آفت­ها شود. بنابراین بیماری­ها و آفت­ها از نسلی به نسل دیگر توسط تکثیر غیرجنسی منتقل می­شوند و شیوع پیدا می­ کنند. در شرایط طبیعی کشت، حدود ۲۵ ویروس و یک ویروئید سیب­زمینی را آلوده می­سازند که از این ویروس­ها، ویروس­های X، Y، A و S در آلوده­سازی سیب­زمینی تاثیر بیشتری دارند. بر اساس مطالعات انجام شده، خسارات ویروسی به محصول سیب­زمینی تا ۴۰% می­باشد (سیدکوئی و همکاران، ۱۹۹۶). تقریبا تمام غده­های مورد استفاده برای کشت، دارای آلودگی­های ویروسی می­باشند. استفاده از بذرها با کیفیت مطلوب عاری از ویروس مانند بذر مادری یا حداقل بذر گواهی شده در شروع تولید غده بذری، شرط موفقیت تولید غده بذری سالم است. در حال حاضر یکی از بهترین و کارآمدترین راه­ مبارزه با آلودگی­های ویروسی در سیب­زمینی و کنترل آلودگی، تهیه­ غده­های بذری سالم و عاری از ویروس می­باشد. برای تهیه­ غده­های بذری عاری از ویروس باید اقدام به تهیه­ گیاه عاری از ویروس نمود (استروک و ویرسیما، ۲۰۰۲).
در گیاهان آلوده به ویروس، معمولا ناحیه مریستمی گیاه غلظت پایینی از ویروس داشته و یا این­که عاری از ویروس می­باشد. در صورتی که گیاه برای مدت زمان طولانی در درجه حرارت ۳۸-۳۶ درجه سانتی ­گراد نگهداری شود، می­توان غلظت ویروس را در منطقه مریستمی به حداقل رساند.

• 1. تاریخچه کشت­بافت: