عنوان                                                                                                                 صفحه

چکیده   …………………………………………………………………………………………………………………………………………………….  ل

فصل اول : گونه شناسی جیوه و کاربرد آن در صنعت و ایجاد بیماری……………………………………………………………… 1

1-1-تعریف گونه شناسی………………………………………………………………………………………………………………………………. 2

1-1-2- تعریف گونه شناسی عنصری و جز به جز کردن ………………………………………………………………………………… 3

1-2- مشکلاتی که بر سر راه گونه شناسی وجود دارد……………………………………………………………………………………… 4

1-3- استراتژی گونه شناسی………………………………………………………………………………………………………………………….. 5

1-4- جیوه و اهمیت اندازه گیری آن …………………………………………………………………………………………………………….. 6

1-5- تاریخچه جیوه……………………………………………………………………………………………………………………………………… 7

1-6- خواص جیوه……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-6-1- خواص ترکیبات جیوه……………………………………………………………………………………………………………………… 8

1-7- گسترش کاربردهای جیوه……………………………………………………………………………………………………………………… 10

1-7-1- پراکندگی جیوه در محیط زیست……………………………………………………………………………………………………….. 10

1-8- بیماری های ناشی از قرار گیری در معرض جیوه……………………………………………………………………………………. 11

1-9- تاثیر جیوه بر سلامتی……………………………………………………………………………………………………………………………. 12

1-10- جیوه در مواد غذایی…………………………………………………………………………………………………………………………… 13

1-11- اثر جیوه بر حیوانات………………………………………………………………………………………………………………………….. 14

1-12- اثرات فیزیولوژیکی جیوه……………………………………………………………………………………………………………………. 15

1-13- موارد کاربرد صنعتی و غیر صنعتی جیوه……………………………………………………………………………………………… 16

1-14- آماده سازی جیوه (مراحل گونه شناسی جیوه)……………………………………………………………………………………… 17

1-14-1- جدا سازی ترکیبات جیوه (مراجل گونه شناسی جیوه)……………………………………………………………………… 17

1-14-1-1- نمونه های خاک و   رسوب………………………………………………………………………………………………………….. 18

1-14-1-2- نمونه های بیولوژیکی………………………………………………………………………………………………………………… 19

1-15- مشکلات اصلی در گونه شناسی جیوه………………………………………………………………………………………………….. 19

1-16- مروری بر تحقیقات گذشته در زمینه گونه شناسی جیوه…………………………………………………………………………. 20

فصل دوم :ریز استخراج فاز جامد با استفاده از جاذب پلیمری قالب مولکولی   ……………………………………………….. 22

مقدمه   …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 23

2-1   استخراج ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 23

2-1-1 خصوصیات حلال    …………………………………………………………………………………………………………………………. 24

2-2 استخراج با حلال    ………………………………………………………………………………………………………………………………. 25

2-3 استخراج با فاز جامد(SPE)    ………………………………………………………………………………………………………………. 25

2-4 ریز استخراج با فاز جامد(SPME)    …………………………………………………………………………………………………….. 26

2-4-1 مزایای میکرو استخراج با فاز جامد …………………………………………………………………………………………………….. 27

2-4-2 پارامترهای بهینه سازی کردن میکرو استخراج با فاز جامد    …………………………………………………………………. 28

2-4-3 عوامل موثر بر مقدار ماده ی جذب شده    ………………………………………………………………………………………….. 29

2-4-4 انواع روش های نمونه برداری    ………………………………………………………………………………………………………… 29

2-4-5 انتخاب روش استخراج    ………………………………………………………………………………………………………………….. 30

2-4-6 معایب میکرو استخراج با فاز جامد   …………………………………………………………………………………………………… 30

2-4-7 انواع فایبرها    ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30

2-4-8 انواع روش های هم زدن در میکرو استخراج با فاز جامد    ………………………………………………………………….. 32

2-4-9 عوامل موثر بر میکرو استخراج با فاز جامد     …………………………………………………………………………………….. 33

2-4-10 کاربردهای میکرو استخراج با فاز جامد     ……………………………………………………………………………………….. 33

2-5 سرنگ SPME      ………………………………………………………………………………………………………………………………. 34

2-6 مروری بر تحقیقات گذشته SPME     …………………………………………………………………………………………………… 35

2-7 انواع فازهای جامد    …………………………………………………………………………………………………………………………….. 38

2-7-1 کربن(گرافیت)    ……………………………………………………………………………………………………………………………… 38

2-7-2 سیلیکاژل    ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 38

2-7-3 جاذب پلیمری    ………………………………………………………………………………………………………………………………. 39

2-8 آشنایی با پلیمر و پایمریزاسیون      ………………………………………………………………………………………………………… 39

2-8-1 پلیمر چیست؟   ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 39

2-8-2 انواع پلیمر ساختاری    ……………………………………………………………………………………………………………………… 39

2-8-3 بسپارها از نظر اثر پذیری در برابر حرارت به دو دسته تقسیم می شوند   ………………………………………………. 40

2-8-4 انواع پلیمرها بر اساس منبع تهیه    …………………………………………………………………………………………………….. 40

2-8-5 انواع روش های پلیمریزاسیون    ………………………………………………………………………………………………………… 40

2-8-5-1 پلیمریزاسیون افزایشی   ………………………………………………………………………………………………………………… 40

2-8-5-2 پلیمریزاسیون تراکمی    ………………………………………………………………………………………………………………… 41

2-9 پلیمرهای قالب مولکولی    ……………………………………………………………………………………………………………………… 41

2-9-1 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی ………………………………………………………………………………………………………….. 42

2-9-2 عوامل سازنده یک پلیمر قالب مولکولی    ……………………………………………………………………………………………. 42

2-9-2-1 مونومر عاملی    ……………………………………………………………………………………………………………………………. 44

2-9-2-2 مولکول هدف(قالب)    …………………………………………………………………………………………………………………. 46

2-9-2-3 عامل اتصال عرضی     ………………………………………………………………………………………………………………….. 46

2-9-2-4 حلال     ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 47

2-9-2-5 آغازگر     ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 48

2-9-3 انواع پلیمرهای قالب مولکولی     ……………………………………………………………………………………………………….. 49

2-10 پلیمر قالب مولکولی کووالانسی    ………………………………………………………………………………………………………… 50

2-10-1 مزایای پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی   …………………………………………………………………………………….. 50

2-10-2 معایب  پلیمرهای قالب مولکولی کووالانسی    …………………………………………………………………………………… 50

2-11 پلیمرهای قالب مولکولی نیمه کووالانسی     ………………………………………………………………………………………….. 51

2-12 پلیمرهای قالب مولکولی غیر کووالانسی      ………………………………………………………………………………………….. 51

2-12-1 مراحل سنتز پلیمر قالب مولکولی      ……………………………………………………………………………………………….. 51

2-12-2 دلایلی که از روش غیر کووالانسی بیشتر استفاده می شود     ……………………………………………………………… 51

2-13 روش های تهیه پلیمر قالب مولکولی    ………………………………………………………………………………………………….. 52

2-13-1 پلیمریزاسیون توده ای    …………………………………………………………………………………………………………………. 52

2-13-2  روش پلیمریزاسیون رسوبی    ………………………………………………………………………………………………………… 52

2-13-3 پلیمریزاسیون با تورم چند مرحله ای    ……………………………………………………………………………………………. 53

2-13-4 پلیمریزاسیون سوسپانسیون    ………………………………………………………………………………………………………….. 53

2-13-5 روش پیوند زنی    ………………………………………………………………………………………………………………………….. 53

2-14 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی    ………………………………………………………………………………………………………… 53

2-14-1  کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی برای ریز استخراج با فاز جامد (SPME)    ……………………………………… 54

2-15-1 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در حسگرها    …………………………………………………………………………………. 54

2-15-2 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء    ……………………………………………………………………………………….. 54

2-15-3 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کاتالیزگرها    ………………………………………………………………………………. 55

2-15-4 کاربرد پلیمرهای قالب مولکولی در کروماتوگرافی    …………………………………………………………………………… 55

فصل سوم : مطالعات تجربی      …………………………………………………………………………………………………………………… 57

3-1 مواد مصرفی    ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 58

3-2 دستگاه وری    ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 58

3-2-1 التراسونیک     ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 58

3-2-2 pH متر     ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 58

3-2-3 بن ماری     ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 58

3-2-4 کروماتوگرافی گازی    GC ………………………………………………………………………………………………………………. 58

3-2-5 آون     …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 59

3-2-6 همزن مغناطیسی(هیتر)     …………………………………………………………………………………………………………………. 59

3-2-7 سرنگ SPME     …………………………………………………………………………………………………………………………… 59

3-2-8 دستگاه (IR)      ……………………………………………………………………………………………………………………………… 60

3-3 تهیه پلیمر قالب مولکولی   55…………………………………………………………………………………………………………………. 60

3-3-1 انتخاب عوامل    ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 60

3-3-1-1 آنالیت یا نمونه     ………………………………………………………………………………………………………………………… 60

3-3-1-2 مونومر عاملی مناسب     ……………………………………………………………………………………………………………….. 60

3-3-1-3 عامل اتصال دهنده عرضی     ………………………………………………………………………………………………………… 61

3-3-1-4 حلال مناسب    ……………………………………………………………………………………………………………………………. 61

3-3-1-5 آغازگر      …………………………………………………………………………………………………………………………………… 62

3-3-2 روش سنتز پلیمر قالب مولکولی   ……………………………………………………………………………………………………….. 62

3-4 بهینه سازی شرایط جذب فتیل جیوه کلراید در روش ریز استخراج با پلیمر قالب مولکولی   ……………………….. 63

3-4-1 تعیین ماکزیمم طول موج جذب    ………………………………………………………………………………………………………. 63

3-4-2 بررسی اثر نمک    ……………………………………………………………………………………………………………………………. 64

3-4-3 بررسی اثر زمان     …………………………………………………………………………………………………………………………… 64

3-4-4 تاثیر pH محلول بر جذب پلیمر      ………………………………………………………………………………………………….. 65

3-4-5 شناسایی فنیل جیوه کلراید توسط دستگاه GC   …………………………………………………………………………………. 66

3-4-5-1 برنامه دمایی دستگاه GC برای فتالات ها     ………………………………………………………………………………….. 66

فصل چهارم : بحث و نتیجه گیری     …………………………………………………………………………………………………………….. 67

4-1 سنتز پلیمر قالب مولکولی و پلیمر شاهد     ……………………………………………………………………………………………… 68

4-1-1 پلیمریزاسیون پلیمر قالب مولکولی     …………………………………………………………………………………………………. 68

4-1-2 مکانیسم سنتز پلیمر قالب مولکولی    ………………………………………………………………………………………………….. 70

4-1-3 طیف های FT-IR از پلیمر MIP و NIP   ………………………………………………………………………………………. 71

4-2 بهینه سازی شرایط جذب فنیل جیوه کلراید توسط پلیمر قالب مولکولی    …………………………………………………. 72

4-2-1 اثر نمک بر جذب فنیل جیوه کلراید……………………………………………………………………………………………………. 72

4-2-2 اثر زمان بر جذب فنیل جیوه کلراید…………………………………………………………………………………………………….. 73

4-2-3 اثر pH محلول بر جذب پلیمر   ………………………………………………………………………………………………………… 74

4-2-4 شناسایی فنیل جیوه کلراید توسط دستگاه GC   …………………………………………………………………………………. 75

خلاصه   ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 77

پیوست………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 78

پیوست 1؛ طیف FT-IR از NIP، در محدوده 400-4000 cm-1 به روش قرص KBr   ………………………………… 78

پیوست 2؛ طیف FT-IR از MIP، در محدوده 400-4000 cm-1 به روش قرص KBr    ………………………………. 79

پیوست 3؛ طیف GC برای محلول 10 PPM فنیل جیوه کلراید……………………………………………………………………….. 80

پیوست 4؛ طیف GC برای محلول 40 PPM فنیل جیوه کلراید……………………………………………………………………….. 81

پیوست 5؛ طیف GC برای محلول 100 PPM فنیل جیوه کلراید…………………………………………………………………….. 81

پیوست 6؛تصویر TEM از  NIP،……………………………………………………………………………………………………………………..84

پیوست7؛تصویر TEMاز  MIP،……………………………………………………………………………………………………………………85

منابع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 86

چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. 91

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                                     صفحه

مراحل استخراج فاز جامد ………………………………………………………………………………………………………………. 26
نمودار پیشرفت میکرو استخراج با فاز جامد از سال 2000 ……………………………………………………………….   27
انواع روش های نمونه برداری در میکرو استخراج با فاز جامد A)نمونه برداری به صورت مستقیم B)از فضای فوقانی 29
نمایش پوشش های پلیمری بر اساس قطبیت………………………………………………………………………………………. 31
سرنگ SPME …………………………………………………………………………………………………………………………. 34
تصویر کلی از پلیمریزاسیون فالب مولکولی ……………………………………………………………………………………. 44
مونومرهای رایج برای تهیه پلیمرهای قالب مولکولی ………………………………………………………………………… 45
ساختار شیمیایی اتصال دهنده های عرضی استفاده شده در سنتز پلیمرهای قالب مولکولی …………………. 47
آغازگرهای رایج مورد استفاده در سنتز پلیمرهای قالب مولکولی ………………………………………………………. 49
طرح شماتیک سنتز پلیمر قالب مولکولی کووالانسی ………………………………………………………………………. 50
پلیمرهای قالب مولکولی در غشاء ………………………………………………………………………………………………….. 55
ساختار مونومر عاملی متاکریلیک اسید ……………………………………………………………………………………………… 60
ساختار اتصال دهنده عرضی اتیلن گلیکول دی متاکریلات ……………………………………………………………… 61
ساختار حلال مورد استفاده در این سنتز…………………………………………………………………………………………….. 62
ساختار آغازگر مورد استفاده در این سنتز …………………………………………………………………………………………. 62
مرحله آغاز پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA با استفاده از آغازگر AIBN …………………………. 69
مرحله انتشار پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA …………………………………………………………………. 69
مکانیسم پایان پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA به روش ترکیبی …………………………………………. 69
مکانیسم پایان پلیمریزاسیون افزایشی رادیکال آزاد MAA به روش تسهیم نامتناسب ……………………………. 70
طیف FT-IR …………………………………………………………………………………………………………………………….. 71
فهرست جداول

عنوان                                                                                                                 مقدمه

انواع فرم های جیوه در محیط زیست ……………………………………………………………………………………………….. 10
مروری بر تحقیقات گذشته در زمینه گونه شناسی جیوه …………………………………………………………………………… 20
پوشش های فایبری همراه با ضخامت و کاربرد ………………………………………………………………………………. 32
انواع فازهای پیوندی …………………………………………………………………………………………………………………… 39
(3-1)    بررسی اثر نمک بر جذب پلیمر قالب مولکولی…………………………………………………………………………………… 64

(3-2)   بررسی اثر زمان بر جذب پلیمر قالب مولکولی ……………………………………………………………………………………. 65

(3-3)   بررسی اثر pH روی جذب   ……………………………………………………………………………………………………………. 66

(3-4)    برنامه دمایی دستگاه GC ………………………………………………………………………………………………………………. 66

(3-5)    داده های دستگاه GC برای فنیل جیوه کلراید…………………………………………………………………………………… 66

(4-1)   درصد استخراج برای فنیل جیوه کلراید بر اساس نمک  …………………………………………………………………….. 73

(4-2)   درصد استخراج برای فنیل جیوه کلراید بر اساس زمان ……………………………………………………………………….. 73

میزان استخراج پلیمر در pH=4-8 …………………………………………………………………………………………………. 74
داده های دستگاه GC برای فنیل جیوه کلراید ………………………………………………………………………………….. 75
فهرست منحنی ها

عنوان                                                                                                                                    مقدمه

(4-2)  درصد استخراج  فنیل جیوه کلراید  بر اساس زمان………………………………………………………………………………. 74

1-2- اهداف……………………………… 5

فصل دوم…………………………….. 6

کلیات و بررسی منابع…………………………….. 6

2-1- اهمیت کشاورزی……………………………… 7

2-2- افزایش بهره وری در كشاورزی……………………………… 7

2-3- تاریخچه استفاده انسان از گیاهان دارویی……………… 8

2-4-  رابطه گیاهان دارویی و بیماری……………………………… 9

2-5- ترکیبات مهم گیاهان دارویی……………………………… 9

2-5-1- اسانس ها…………………………… 9

2-5-2- آلکالوئیدها…………………………… 9

2-5-3- مواد تلخ مزه…………………………… 9

2-5-4- فلاونوئیدها…………………………… 10

2-5-5- تانن ها……………………………10

2-5-6- مواد لعاب‌دار…………………………… 10

2-6- ویژگی های گیاهان دارویی……………………………… 10

2-7- ویژگی های گیاه ریحان…………………………….. 11

2-7-1- گیاهشناسی……………………………… 12

2-7-2- خواص دارویی……………………………… 12

2-7-3- گل……………………………… 13

2-7-4- بذر……………………………. 13

2-7-5- برگ………………………………. 14

2-7-6- ساقه…………………………….. 14

2-7-7- ریشه…………………………….. 14

2-7-8- تکثیر……………………………. 14

2-8- خاک………………………………. 15

2-9- دما……………………………. 16

2-10- آب……………………………… 16

2-11- نور……………………………. 17

2-12- مالچ……………………………17

2-13- کوددهی…………………………… 18

2-14- بادشكن…………………………… 19

2-15- ترکیبات…………………………… 19

2-16- مواد غذایی…………………………… 20

2-17- ویتامین…………………………… 20

2-18- نانو ذرات……………………………… 20

2-19- روش های تولید نانو ذرات……………………………… 21

2-20- سوابق تحقیق……………………………… 22

2-20-1- نانو ذرات نقره……………………………. 22

2-20-2- یون های گازی……………………………… 26

فصل سوم…………………………….. 27

مواد و روش ها……………………………. 27

3-1- زمان اجرای آزمایش………………………………. 28

3-2-مشخصات محل اجرای طرح…………………………….. 28

3-3-  مشخصات خاک وآب مورد استفاده آزمایش……………… 28

3-4- آماده سازی  و کاشت……………………………… 29

3-5- مشخصات رقم مورد استفاده در آزمایش………………. 29

3-6- یون های گازی مورد استفاده در آزمایش……………….. 30

3-7- خصوصیات نانو نقره مورد استفاده در آزمایش………. 31

3-8- آبیاری……………………………… 31

3-9- آفات و بیماریها……………………………. 32

3-10- مشخصات طرح آزمایشی……………………………… 32

 

3-12- صفات مورد بررسی…………………………….. 33

3-12-1- ارتفاع بوته…………………………….. 33

3-12-2- قطر ساقه…………………………….. 33

3-12-3- وزن تر قسمت فوقانی……………………………… 33

3-12-4-وزن تر قسمت خوراکی……………………………… 33

3-12-5- وزن خشک قسمت خوراکی……………………………… 33

3-12-6- وزن خشک قسمت فوقانی……………………………… 33

3-13- روش تجزیه و تحلیل آماری اطلاعات……………………. 34

فصل چهارم…………………………….. 35

نتایج و بحث……………………………… 35

4-1- ارتفاع بوته…………………………….. 36

4-1-1- اثرات یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر ارتفاع بوته…….. 36

4-1-2- اثر متقابل یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر ارتفاع بوته……37

4-2- قطر ساقه اصلی……………………………… 37

4-2-1- اثر یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر قطر ساقه اصلی………37

4-2-2- اثر متقابل یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر قطر ساقه اصلی……. 38

4-3- وزن تر قسمت فوقانی……………………………… 39

4-3-1- اثر یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن تر قسمت فوقانی………. 39

4-3-2- اثر متقابل یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن تر قسمت فوقانی…….. 40

4-4- وزن خشك قسمت فوقانی……………………………… 41

4-4-1- اثر یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن خشك قسمت فوقانی……… 41

4-4-2- اثر متقابل یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن خشك قسمت فوقانی…….41

4-5- وزن تر قسمت خوراکی……………………………… 42

4-5-1- اثر یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن تر قسمت خوراکی…….42

4-5-2- اثر متقابل یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن تر قسمت خوراکی…….43

4-6- وزن خشك قسمت خوراکی……………………………… 44

4-6-1- اثر یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن خشك قسمت خوراکی……..44

4-6-2- اثر متقابل یون های گازی و غلظت های مختلف نانو نقره بر وزن خشك قسمت خوراکی……45

4-7- ضریب همبستگی بین صفات……………………………… 49

فصل پنجم…………………………….. 51

نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………… 51

منابع و مآخذ……………………………54

چکیده:

به منظور بررسی تاثیر نانو نقره و یون های گازی بر عملكرد و اجزای عملكرد گیاه ریحان در سال 1391 آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 9 تیمار و سه تکرار اجرا گردید . تیمار های آزمایش شامل کاربرد محلول پاشی با نانو نقره در سه سطح (0 ،60 و120 پی پی ام) و اعمال یون های گازی در سه سطح (بدون یون گازی، یون گازی تک قطبی مثبت و یون گازی تک قطبی منفی) بودند.

نتایج نشان داد که یون های گازی تک قطبی مثبت بر شاخص های عملكردی ریحان اثر مثبت داشته و برعكس یون های گازی تک قطبی منفی اثر منفی دارد. اثر محلول پاشی با غلظت های مختلف نانو نقره بر صفات اندازه گیری شده معنی دار نبود. بیشترین مقدار وزن تر قسمت خوراکی مربوط به تیمار محلول پاشی نانو نقره با غلظت 60 پی پی ام  + یون گازی تک قطبی مثبت (7/24 گرم) و کمترین وزن مربوط به تیمار محلول پاشی نانو نقره با غلظت 60 پی پی ام  + یون گازی تک قطبی منفی (43/13 گرم) بود. این در حالی است كه عدم اختلاف معنی دار بین سه تیمار یون گازی مثبت و تیمار یون گازی مثبت + محلول پاشی با نانو نقره با غلظت 60 پی پی ام و تیمار محلول پاشی با نانو نقره با غلظت 120 پی پی ام نشان می دهد که می توان در شرایط محدودیت امکان تولید یون های گازی از محلول پاشی با نانو نقره با غلظت 120 پی پی ام بجای اعمال تیمار یون های گازی بهره گرفت و در صورتی که تولید محصول بیولوژیک مد نظر باشد یون های گازی را جایگزین کاربرد نانو نقره نمود.

فصل اول: مقدمه و اهداف

1-1- مقدمه

ریحان یا شاهسپرم، به عنوان گیاهی مقدس شناخته شده است. هندو‌ها از این گیاه شفابخش در مراسم مذهبی خود استفاده می‌کنند. این گیاه درمان کاملی برای بسیاری از درد‌ها و بیماری‌ها به شمار می‌آید. این گیاه به دلیل رایحه خوشایند و خواص درمانی خود کشت می‌شود و استفاده ‌های صنعتی و خانگی متنوعی دارد. برگ ‌های ریحان منشأ و ریشه هندی دارند و برای بیش از 5000 سال بخشی از علم طب گیاهی بوده‌اند. استفاده از ریحان به عنوان یک گیاه دارویی از زمانهای قدیم رایج بوده، اما امروزه این گیاه ارزشمند وارد جریان زندگی روزانه شده و بیشتر به عنوان یک چاشنی در غذاهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد(Bagamboula و همکاران،2004 ).

نانو نقره یک دستاورد شگرف در عرصه تکنولوژی بوده که در عرصه های مختلف پرشکی، کشاورزی،  دامپروری، بسته بندی کاربرد دارد. نانو نقره به دو صورت پودر (کامپوزیت) و مایع (کلوئید) تولید می شود (Nagender Reddy، 2008).

یون های نقره در محلول های نانو نقره، به صورت كلوئیدی و در حالت سوسپانسیون قرار می گیرند و خاصیت ضد باكتری، ضد قارچ و ضد ویروسی دارند. محلول های نانو نقره از یون های نقره در اندازه های 100-10 نانو متر تشكیل شده اند و در مقایسه با تركیبات دیگر پایداری شستشویی بیشتری دارند. یون های نقره به دلیل اندازه كوچكی كه دارند، ضمن سطح تماس بیشتر با فضای بیرون تاثیر بیشتری بر محیط می گذارند. مكانیزم  اثر نانو نقره بر میکروارگانیسم ها را میتوان به 4 شكل زیر عنوان نمود:                        

الف)تولید اكسیژن فعال توسط نقره بر اثر خاصیت فتوكاتالیستی كه باعث تخریب غشاهای سلولی میكرو ارگانیسم می شود. 

ب)از بین بردن میكرو ارگانیسم ها به وسیله ی دناتوراسیون[1] كردن غشاهای سلولی و تبدیل پیوندهای گوگردی SH- به SAg در غشاهای پروتئینی میكرو ارگانیسم ها  

ج)افزایش تمایلات بار مثبت نقره در ابعاد نانو كه موجب اتصال به میكرو ارگانیسم های دارای بار منفی شده كه این مكانیزم  باعث تخریب غشای سلولی میكرو ارگانیسم می شود. 

د)در بعضی میكرو ارگانیسم هایی كه تنفس آنها توسط آنزیم ها صورت میگیرد،نانو نقره با از بین بردن آن آنزیم ها، مكانیزم تنفسی میكرو ارگانیسم را مختل نموده و باعث مرگ آن می شود (حاجی میرزا بابا و همكاران،1390).

یون ها ذرات باردار موجود درهوا هستند که در طبیعت زمانی که انرژی بر مولکولی مانند دی اکسید کربن، اکسیژن، آب یا نیتروژن وارد می شود، باعث می گردد که یک الکترون از مولکول جدا شده و یک یون باردار مثبت به جا بگذارد. الکترون جدا شده خود را به نزدیکترین مولکول می چسباند و آن را تبدیل به یون باردار منفی می‌کند. این یون باردار منفی اکسیژن است که بهترین تأثیر را بر ما دارد. تحقیقات بخش کشاورزی آمریکا اخیراً ثابت کرده است که یونیزه کردن یک اتاق باعث می شود که 52% گرد و غبار کمتری در هوا باشد و 95% باکتری کمتری در هوا باقی می ماند (چرا که بیشتر آلاینده ها بر روی ذرات گرد و غبار موجود در هوا زندگی می کنند(Elkiey و همکاران، 1985).

افزایش عملكرد در واحد سطح و استفاده بهینه از عوامل تولید مستلزم تامین شرایط محیطی مناسب جهت رشدو نمو گیاهان می باشد. این تحقیق  به این دلیل انجام گردید تا

وظیفه اصلی یک سیستم قدرت تولید و تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کنندگان با حفظ شرایط سه گانه:
1- ارزانی قیمت انرژی
2- کیفیت بالا
3- امنیت تامین انرژی

 

فهرست مطالب

1-فصل اول: کلیات تحقیق

1-1-مقدمه. 2

2-1- بیان مسئله. 2

3-1- اهمیت و ضرورت موضوع. 4

4-1- گزاره‌های تحقیق.. 6

1-4-1- پرسش‌های تحقیق.. 6

2-4-1- هدف‌های تحقیق یا نتایج مورد انتظار 7

5-1- روش کلی تحقیق.. 7

1-5-1- قلمرو مکانی-جامعه تحقیق.. 7

2-5-1- قلمرو زمانی تحقیق.. 7

3-5-1- روش نمونه گیری و تخمین حجم جامعه. 7

4-5-1- روش‌های گردآوری داده‌ها و ابزار مورد استفاده برای آن. 7

5-5-1- روش‌های تحلیل داده‌ها 8

1-5-5-1- تحلیل پوششی داده‌ها (DEA) 8

6-1- موانع و محدودیت‌های تحقیق.. 9

7-1- چارچوب کلان نظری تحقیق.. 9

8-1- نقشه راه 9

9-1- شرح واژه‌ها و اصطلاحات تحقیق.. 10

10-1- جمع‌بندی.. 12

1-فصل دوم: مبانی نظری و پیشینه تحقیق

1-2- ارزیابی عملکرد. 14

1-1-2- مقدمه. 14

2-1-2- تعریف ارزیابی.. 15

3-1-2- تعریف عملکرد. 16

4-1-2- تعاریف سنجش و ارزیابی عملکرد. 18

5-1-2- تاریخچه ارزیابی عملکرد. 20

6-1-2- تاریخچه ارزیابی عملکرد در ایران. 21

7-1-2- اهمیت و ضرورت ارزیابی عملکرد. 22

8-1-2- اهداف ارزیابی عملکرد. 23

9-1-2- مزایای ارزیابی عملکرد. 24

10-1-2- مشکلات و موانع ارزیابی عملکرد. 25

11-1-2- دیدگاه­های نوین و سنتی در ارزیابی عملکرد ارزیابی عملکرد. 26

12-1-2- مفاهیم اساسی ارزیابی عملکرد. 28

2-2- کارایی.. 30

1-2-2- مفهوم کارایی.. 30

2-2-2- انواع کارایی.. 32

3-2-2- تفاوت کارایی و بهره­وری.. 33

4-2-2- اندازه­گیری کارایی.. 34

3-2- تحلیل پوششی داده‌ها و مفاهیم آن. 35

1-3-2- بازدهی به مقیاس در تحلیل پوششی داده‌ها 36

2-3-2- مدل‌های تحلیل پوششی داده‌ها 38

1-2-3-2- مدل CCR.. 38

2-2-3-2- مدل BCC.. 45

3-2-3-2- مدل جمعی.. 50

3-3-2- مفهوم قیمت سایه در تحلیل پوششی داده‌ها 51

4-3-2- ناکارایی تکنیکی و مقیاس… 51

5-3-2- رتبه­بندی واحدهای کارا 53

1-5-3-2- روش اندرسون پترسون. 54

2-5-3-2 روش کارایی متقاطع. 54

3-5-3-2- تحلیل پوششی داده‌ها وزن‌های مشترک… 55

 

4-2- نوآوری.. 60

1-4-2- مفهوم نوآوری.. 60

2-4-2- ضرورت و اهمیت نوآوری.. 61

5-2- معرفی گزارش  شاخص نوآوری جهانی.. 63

6-2- پیشینه تحقیق.. 70

1-6-2- پیشینه خارجی.. 70

2-6-2- پیشینه داخلی.. 82

7-2- جمع‌بندی.. 88

1-فصل سوم: روش شناسی تحقیق

1-3- مقدمه. 90

2-3- تعریف تحقیق.. 90

3-3- انواع تحقیق.. 91

1-3-3- انواع تحقیق علمی بر اساس هدف.. 91

2-3-3- انواع تحقیق علمی بر اساس ماهیت و روش… 92

4-3- الگوریتم تحقیق.. 93

5-3-  مدل‌های پیشنهادی ارزیابی عملکرد مبتنی بر تحلیل پوششی داده‌ها وزن‌های مشترک… 94

1-5-3- مدل پیشنهادی شماره 1. 95

2-5-3- مدل پیشنهادی شماره 2. 96

3-5-3- مدل پیشنهادی شماره 3. 98

6-3- شاخص‌های ورودی و خروجی.. 105

7-3- جمع‌بندی.. 106

1-فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها

1-4- مقدمه. 109

2-4- داده­های شاخص‌های ورودی و خروجی کشورها 109

3-4- اجرای مدل­ها 114

1-3-4- مدل CCR.. 114

2-3-4- مدل BCC.. 119

3-3-4- مدل اندرسون پترسون. 121

4-3-4 ماتریس کارایی متقاطع. 122

6-3-4-  مدل وزن مشخصه. 123

7-3-4- مدل کائو هنگ (2005 م) 124

8-3-4- مدل امیری و همکاران (1389 ه.ش) 126

9-3-4- مدل علینژاد و همکاران (2008) 127

10-3-4 مدل پیشنهادی 1. 129

11-3-4 مدل پیشنهادی 2. 130

12-3-4 مدل پیشنهادی 3. 132

4-4- ضریب همبستگی اسپیرمن.. 133

5-4- کشورهای مرجع برای جمهوری اسلامی ایران. 134

6-4 رتبهبندی کشورهای منتخب.. 135

7-4- جمع‌بندی.. 139

1-فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات

1-5- مقدمه. 141

2-5- نتایج تحقیق.. 141

3-5- نوآوری تحقیق.. 144

4-5- پیشنهادات.. 144

1-4-5- پیشنهادات عملیاتی.. 145

2-4-5- پیشنهادات تحقیقات آتی.. 145

5-5- محدودیتهای تحقیق.. 145

6-5- جمع‌بندی.. 146

منابع. i

منابع فارسی.. i

منابع انگلیسی.. v

پیوست.. xiv

مقدمه
در این فصل به بیان مسئله پرداخته می­شود و ضرورت و اهمیت موضوع مورد بحث قرار می­گیرد. همچنین چهار سؤال برای تحقیق حاضر مطرح می­شود که در طول انجام تحقیق به سؤالات پاسخ داده می­شود. علاوه بر آن هدف از انجام پژوهش و روش کلی تحقیق نیز بیان می­شود و نقشه راه تحقیق در بطور خلاصه در نمایی نشان داده می­شود. و در نهایت به تعریفی از واژگان اصلی پرداخته می­شود.

2-1- بیان مسئله
در طول سال­های گذشته، مدل‌های مختلفی برای اندازه­گیری کارایی ابداع شده است که می­توان آنها را در دو دسته کلی مدل‌های سخت با تکیه بر داده­های کمی و عینی، و مدل‌های نرم با تکیه بر داده­های ذهنی و کیفی تفکیک کرد (آذر, 1379) و از آنجا که هریک از مدل‌های ارزیابی عملکرد ابزاری می‌باشد که پس از اجرا اطلاعات گوناگونی را در اختیار تصمیم­گیرندگان قرار می‌دهد، بنابراین، استفاده از اینگونه مدل­ها به منظور پاسخگویی به سؤالات و مسائلی که در ذهن تصمیم­گیرندگان شکل گرفته است، اجتناب ناپذیر است (آذر و ترکاشوند، 1385).

تحلیل پوششی داده‌ها از جمله روش‌های ناپارامتری است که کارایی نسبی واحدها را در مقایسه با یکدیگر ارزیابی می­کند (مهرگان, 1391). قوت DEA از آنجا ناشی می­شود که با وجود مطلوب‌ترین وزن‌های بدست آمده از حل مدل، ممکن است واحد هدف، ناکارآمد شناخته شود که در اینصورت برای بازنگری در عملکرد آن جای بحثی باقی نمی­گذارد (مؤمنی، 1392)، و تکنیکی است که از تمامی داده‌ها برای ارزیابی و اندازه­گیری کارایی استفاده می­کند و هر کدام از مشاهدات را در مقایسه با مرز کارا بهینه می­کند و با ساخت و حل n مدل، عملکرد n واحد را بررسی می­کند. در این‌ روش نیازی به تخمین تابع تولید و بدست آوردن تابع توزیع و بکارگیری مفروضاتی در مورد آن نیست. بعلاوه اینکه، این ‌روش بطور کلی، با ترکیب تمامی واحدهای تحت بررسی، یک واحد مجازی با بالاترین کارایی را می­سازد واحدهای ناکارا را با آن می­سنجد. و از آنجا که تحلیل پوششی داده‌ها روشی غیر پارامتریک است، می­تواند بدون نیاز به شناخت فرایند سیستم و بر اساس داده­های ورودی و خروجی ارزیابی را انجام دهد (فقیه و عسگری، 1393).

. از دیگر مزایای این ‌روش می­توان به موارد ذیل اشاره کرد (چارنز1و دیگران، 1995):

تمرکز بر هریک از مشاهدات در مقابل میانگین جامعه.
ایجاد یک روش اندازه­گیری منحصر به فرد و جامع برای هر واحد که از ورودی­ها برای ایجاد خروجی­ها استفاده می­کند.
در نظر گرفتن چندین ورودی و خروجی بطور همزمان.
بی­نیازی این‌ روش از دادن وزن و یا قیمت به ورودی­ها و خروجی­ها.
ارائه جواب بهینه پار­تو.
سازگار با متغیرهای برون­زا
تخمین تغییر در ورودی­ها و خروجی­ها برای تبدیل کردن واحدهای ناکارا به واحدی کارا.
این مدل که در سال 1978 توسط چارنز، کوپر و رودز معرفی گردید، با تمرکز بر هر یک از واحدهای تصمیم­گیری، اوزانی برای ورودی و خروجی­های آنها  بصورت جداگانه محاسبه و با استفاده از نسبت مجموع موزون ورودی­ها به خروجی­ها، کارایی هر واحد را بدست می­آورد.  سادگی فهم و اجرای روش تحلیل پوششی داده‌ها و در کنار آن دقت بالا و کاربرد وسیع آن در زمینه‌ها مختلف سیاسی، فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی باعث شده است پژوهشگران زیادی از این روش برای دست یافتن به اهداف خود استفاده کنند (جعفریان مقدم و قیصری، 1389). یکی از مهم‌ترین سؤالات در خصوص این روش بحث پیرامون اوزان محاسبه شده برای شاخص­های ورودی و خروجی است. گروهی از محققین معتقدند محاسبه اوزان مختلف برای شاخص­های یکسان در مجموعه­ای از واحدهای تصمیم­گیری همگن منطقی به نظر نمی­رسد و از این‌رو در جستجوی مدل­هایی برای محاسبه اوزان مشترک شاخص­های ورودی و خروجی بر آمده­اند (صالحی صدقیانی و دیگران، 1389)؛ از دیگر ضعف‌های مدل کلاسیک، قدرت تشخیص و رتبه‌بندی ضعیف بین واحدهای تصمیم­گیری می‌باشد (مهرگان و شفیعی، 1383).

در برخی از مدل‌هایی که برای محاسبه وزن‌های مشترک ارائه شده است، ابتدا مدل CCR مربوط به هریک از واحدهای تصمیم­گیری بطور جداگانه حل می­شود و سپس از با استفاده از وزن‌هایی که از مدل‌های CCR بدست می­آید، به محاسبه وزن‌های مشترک اقدام می­شود. در پژوهش حاضر سعی بر آن است که مدلی جامع برای محاسبه وزن‌های مشترک ارائه شود، بطوریکه برای محاسبه اوزان مشترک، نیازی به نوشتن و حل مدل CCR هر یک از واحدهای تصمیم­­گیری بطور مجزا نباشد و تنها با نوشتن و حل یک مدل، وزن‌های مشترک محاسبه گردد.

شایان ذکر است در عصر کنونی، کشورهای مختلف به علم ، فناوری و نوآوری به مثابه منابع کلیدی برای کسب مزایای رقابتی و همچنین به منزله ابزار اساسی برای بهبود بخشیدن سطح زندگی مردم می­نگرند و موسسه­های بین‌المللی نیز توسعه یافتگی کشورها را بر اساس همین معیارها ارزیابی می­کنند (نوفرستی و محمدی، 1388). از طرفی دیگر مبنای ثروت آفرینی در اقتصاد امروز،  دانش و تخصص است و کشورها با استفاده از عناصر نوآوری، دانش و اطلاعات ثروت می‌آفرینند. از این‌رو نوآوری مولفه­ایست که به‌ عنوان ضرورتی جهت ارتقا سطح زندگی و رفاه انسان‌ها و جوامع مورد توجه صاحبنظران اقتصادی قرار گرفته است. لذا بررسی شاخص‌های نوآوری امری ضروری بنظر می­رسد (شاه آبادی و ساری گل، 1392).

با توجه به اهمیت نوآوری و تأثیر آن بر رشد اقتصادی، توزیع درآمد، رفاه سطح زندگی، بهره­وری و محیط‌زیست، در این مطالعه سعی بر آن است تا با بدست آوردن شاخص‌های سنجش  نوآوری، عملکرد برخی از کشورها را از نظر  نوآوری با استفاده از مدل ارائه شده، ارزیابی و رتبه‌بندی نموده تا ضمن مشخص شدن کشورهای کارا و ناکارا، رتبه کشور جمهوری اسلامی ایران در میان کشورهای منتخب تعیین شود و برای آنکه ایران به کشوری نوآورتر تبدیل شود، الگوهایی مناسب برای آن در نظر گرفته می­شود و راهکارهایی برای نوآورتر شدنش ارائه می­گردد. 

در این مطالعه برای تعیین داده‌ها و اطلاعات لازم برای مورد مطالعه (کشورهای منتخب جهان با شاخص‌های نوآوری )، از گزارش شاخص جهانی نوآوری در سال 2014(GII2014) استفاده شده است. این شاخص نقش نوآوری را به‌عنوان محرک رشد اقتصادی و رفاه کشورها مهم و کلیدی می‌شناسد و هدف آن بدست آوردن جنبه‌های چندگانه نوآوری و کاربردپذیری یکسان آن برای اقتصادهای توسعه‌یافته و نوظهور است. برای تحقق این هدف، شاخص GII به سیاست‌گذاران و رهبران کسب‌وکار کمک می‌کند فراتر از معیارهای تک ‌بعدی نوآوری حرکت کرده و به تحلیل‌ کلی‌گرانه‌ای از محرکان نوآوری و نتایج آن برسند.

در طول هفت سال گذشته GII یک مرجع مهم در نوآوری بوده است؛ بطوری ‌که تصمیم‌گیران سیاسی با هدف توسعه عملکرد نوآوری کشورها از آن به‌عنوان یک ابزار استفاده می‌کنند.

3-1- اهمیت و ضرورت موضوع
از مهم‌ترین دغدغه‌ی ذهنی مدیران، تصمیم‌گیری می‌باشد. تصمیم‌گیری یکی از مهم‌ترین نقش‌های مدیریت می‌باشد. حتی برخی از محققین نظیر سایمون تصمیم‌گیری را معادل مدیریت دانسته‌اند (غضنفری و غفاریان، 1379).

دانش تحقیق در عملیات بر اساس مبانی قدرتمند ریاضی خود کاربرد گسترده‌ای در زمینه‌های مختلف تصمیم‌گیری دارد. یکی از شاخه­های کاربردی این دانش، تحلیل پوششی داده‌ها در مسئله سنجش کارایی نسبی مجموعه‌ای از واحدهای همسان با چندین ورودی و خروجی مشابه است. بنا بر ادعای پدیدآورندگان این روش، پس از پیدایش آن بیش از هزاران مقاله و کتاب در این خصوص تدوین و بسیاری از مراکز تحقیقاتی بر روی آن فعالیت داشته‌اند (کوپر[1] و دیگران، 2006).

در دهه­های اخیر نیز ادبیات آکادمیک و مدیریتی، توجه روز افزونی به مسئله اندازه­گیری عملکرد سازمان داشته است؛ چرا که منجر به انگیزش کارکنان، پشتیبانی از تصمیم­گیری و بهبود مستمر و افزایش ارتباطات و هماهنگی می­شود (چیسا[2] و دیگران، 2009) .

بهبود مستمر عملکرد سازمان‌ها با ایجاد نیروی عظیم هم افزایی می­تواند پشتیبان برنامه رشد و توسعه و ایجاد فرصت‌های تعالی سازمان شود، بدون بررسی و کسب آگاهی از میزان پیشرفت و دستیابی به اهداف و بدون شناسایی چالش‌های پیش روی سازمان و کسب بازخور و اطلاع از میزان اجرای سیاست‌های تدوین شده و شناسایی مواردی که به بهبود جدی نیاز دارند، بهبود مستمر عملکرد میسر  نخواهد شد. تمامی موارد مذکور، بدون اندازه‌گیری و ارزیابی امکان‌پذیر نیست. موضوع اصلی در تمام تجزیه و تحلیل­های سازمانی، عملکرد است و بهبود آن مستلزم اندازه‌گیری است و از این‌رو سازمان بدون سیستم ارزیابی عملکرد قابل تصور نمی­باشد (آکاراتونگا[3] و دیگران، 2007)

همچنین ارزیابی عملکرد به‌عنوان ابزار مدیریت عملکرد، می­تواند مبنای استواری برای تصمیم­گیری در مورد مسائل مختلف سازمان باشد (لثام[4] و دیگران، 2005)

از طرفی امروزه با توجه به رشد و اهمیت فزاینده سازمان‌ها در اجتماع، ارزیابی عملکرد آنها بسیار مورد توجه قرار گرفته است و شاخص‌های گوناگونی به‌عنوان معیار عملکرد سازمان‌ها مطرح شده است؛ که کارایی از اینگونه معیارها می‌باشد (آذر و زارعی محمود آبادی، 1392).

کارایی، توانایی یک بنگاه در بدست آوردن حداکثر ستانده از یک مجموعه نهاده معین با فرض فناوری معلوم و یا توانایی یک بنگاه برای بازده معین با حداقل مجموعه نهاده­های در دسترس تعریف می­شود (فارل[5]، 1957).

امروزه کارایی به‌عنوان یک فرهنگ و چشم‌انداز در تمام حیطه­های کار و زندگی بشر مطرح می‌باشد و عامل پیشرفت و توسعه اقتصادی است. از طرفی، الگوهای ارزیابی کارایی به‌عنوان یک موضوع مهم مورد توجه فعالان در این حوزه بوده است. (آذر و زارعی محمود آبادی، 1392). همچنین کارایی یک مفهوم مدیریتی است که سابقه­ای طولانی در علم مدیریت دارد (ویتزل[6]، 2002).کارایی نشان می­دهد که یک  سازمان به چه خوبی از منابع خود در راستای تولید نسبت به بهترین عملکرد در مقطعی از زمان استفاده کرده است (صالحی صدقیانی و دیگران، 1389).

 اغلب روش‌های اندازه‌گیری کارایی تا سال 1957 میلادی، بر شاخص جزئی تولید تأکید داشتند. فارل با درک این ضعف و با استفاده از مفهوم تابع تولید مرزی، به اندازه‌گیری شاخص کلی عوامل تولید پرداخت. در سال 1976 میلادی، رودز با استفاده از مدل فارل به مقایسه واحدهای مشابه با چند نهاده و ستانده در فضای بازده به مقیاس ثابت پرداخت و نتیجه را تحت عنوان CCR ارائه کرد (چارنز[7] و دیگران، 1978).

چالش‌های رقابت در دنیای امروز بویژه در کشورهای در حال توسعه، تغییر کرده است ، تمرکز بر تغییر ساختار، کاهش هزینه و بالا بردن کیفیت جای خود را به نوآوری داده است (فارمن[8] و دیگران، 2002).

از طرفی ویژگی عصر حاضر، عصر صنایع مبتنی بر دانش است و بر این اساس ثروتمندترین کشورهای جهان، کشوری است که توانایی تولید دانش بیشتری را داشته باشد. از این‌رو، کشورهایی موفق هستند که نوآوری نوک پیکان حرکت آنان را تشکیل می‌دهد (شاه آبادی و ساری گل، 1392).

طبق نظر پیتر دراکر[9] (1985) در  جهانی که دستخوش تغییر و دگرگونی است و امنیت آن هر روز در معرض خطر است، تنها راه بقا، ابداع و نوآوری است (دراکر، 1985). ایده اصلی نوآوری، مبتنی بر این نکته است که نوآوری سبب افزایش تولید از طریق افزایش توان تولید افراد و نهایتاً افزایش رشد اقتصادی می­گردد و همچنین نوآوری به‌عنوان منبع کلیدی برای ایجاد مزیت نسبی محسوب می­شود و یکی از عوامل مؤثر بر رشد اقتصادی است (ربیعی، 1388). در نهایت می­توان بیان داشت که افزایش رشد اقتصادی، افزایش بهره­وری و تولید ثروت از علم و فناوری، تولید فناوری و کالا و خدمات جدید و ایجاد اشتغال­های مولد از جمله فواید نوآوری می‌باشد (شاه آبادی و ساری گل، 1392).

4-1- گزاره‌های تحقیق
1-4-1- پرسش‌های تحقیق

منجر به کاهش عملکرد این گیاه می شوند، مطالعه روی آنها ضروری به نظر رسید. بنابراین، اثر متقابل این دو بیمارگر و همچنین تنوع ژنتیکی قارچ C. coccodes و الگوی پروتئینی باکتری R. solanacearum مورد بررسی قرار گرفتند. در این تحقیق طی نمونه­برداری­های صورت گرفته در بهار، تابستان و پاییز سال 1386 تعداد70 جدایه قارچ C. coccodes و 30 استرین باکتریR. solanacearum از بوته­های آلوده جداسازی گردید که پس از شناسایی در نهایت 20 جدایه قارچ و 15 استرین باکتری برای بررسی­های بیشتر انتخاب شدند. اثر متقابل بیمارگرها با دو روش آغشته­سازی غده و خاک روی سه رقم سیب­زمینی آگریا، بورن و دیامانت مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای طول، وزن تر و وزن خشک ساقه و ریشه و میزان کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ اندازه­گیری شد. در هر سه رقم در حضور بیمارگرها نسبت به شاهد کاهش وزن و طول ریشه و ساقه مشاهده شد. حضور توأم R. solanacearum و C. coccodes در گیاه باعث افزایش حساسیت گیاه نسبت به آنها و کاهش بیشتر شاخص­های مورد اندازه­گیری شد. با بررسی نتایج حاصل مشخص شد که رقم آگریا حساس­ترین رقم نسبت به قارچ و باکتری است و پس از آن رقم بورن و دیامانت قرار دارند. در رقم دیامانت نسبت به باکتری مقاومت نسبی وجود دارد. روش­های آغشته­سازی غده و خاک تفاوت زیادی در ایجاد بیماری در گیاه نداشتند اما در مجموع اینوکولوم غده­زاد مخرب­تر عمل کرد. در رقم آگریا حساسیت نسبت به قارچ بیش از باکتری می­باشد. وجود باکتری به همراه قارچ توانست اثر منفی آن را روی گیاه افزایش دهد اما تفاوت بین تیمار Cc و Rs + Cc در حد معنی­داری نیست. به عبارت بهتر وجود باکتری به میزان خیلی کمی در افزایش بیماری­زایی قارچ مؤثر است. بالعکس وجود قارچ در گیاه به شدت بیماری­زایی باکتری را افزایش می­دهد. حضور توأم دو بیمارگر وزن تر ریشه را در روش آغشته­سازی خاک 39/61% و در روش آغشته­سازی غده 64/85% کاهش داد. با توجه به شاخص موجود، درصد کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ در رقم آگریا بین 50 تا 70 درصد گزارش گردید. در رقم بورن در مجموع تواناییC. coccodes و R. solanacearum در ایجاد بیماری در گیاه تقریباً به یک اندازه می­باشد. در اصل می­توان گفت که حساسیت این رقم نسبت به دو بیمارگر مشابه است. میزان کاهش صفات مورد اندازه­گیری در رقم بورن نسبت به رقم آگریا کمتر بوده و بنابراین شاید بتوان گفت که این رقم نسبت به دو بیمارگر مقاوم­تر می­باشد. کلونیزاسیون کمتر ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ (50%) نیز مؤید این مدعا است. در رقم دیامانت در همه موارد کاهش پارامترهای گیاه نسبت به دو رقم دیگر کمتر می­باشد که نشان­دهنده مقاومت بیشتر این رقم نسبت به هر دو بیمارگر می­باشد. در اکثر موارد باکتری با تیمار شاهد از لحاظ آماری یکی شده که نشان دهنده توان بیماری­زایی کم باکتری روی این رقم و وجود مقاومت نسبی در گیاه نسبت به باکتری عامل پژمردگی می­باشد. درصد کلونیزاسیون ریشه نسبت به دو رقم دیگر کمتر بوده و حدود 30% می­باشد. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی C. coccodes از نشانگر RAPD استفاده گردید. با استفاده از 10 آغازگر تصادفی تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه­ای بین این جدایه­ها مشاهده گردید. بر این اساس، جدایه­های مختلف بر اساس ناحیه جغرافیایی از یکدیگر قابل جداسازی نبودند ولی از لحاظ ویژگی­های بیماری­زایی به خوبی از یکدیگر تفکیک شدند. همچنین به منظور مقایسه الگوی پروتئینی استرین­های باکتری پروتئین آنها استخراج و در ژل اکریل­آمید 12% الکتروفورز شد. پروتئین­ها بر اساس وزن مولکولی در یک میدان الکتریکی از یکدیگر جدا شده و پس از رنگ­آمیزی مورد مقایسه قرار گرفتند. در الگوی پروتئینی استرین­های باکتری تنوعی مشاهده نشد.

واژه­های کلیدی: برهم­کنش، رقم سیب­زمینی، RAPD، الکتروفورز پروتئین

مقدمه….1

فصل اول: بررسی منابع

1-1- باکتری Ralstonia solanacearum.. 6

    1-1-1- مقدمه. 6

    1-1-2- اسامی و موقعیت تاکسونومیکی.. 7

   1-1-3- خصوصیات… 7

    1-1-4- بیماری­زایی R. solanacearum.. 9

          الف- پلی­ساکاریدهای خارج سلولی (EPS). 10

    1-1-5- تاکسونومی  R. solanacearum.. 11

    1-1-6- علائم بیماری پژمردگی باکتریایی ناشی از R. solanacearum.. 13

          الف- روی سیب­زمینی.. 13

          ب- روی گوجه­فرنگی.. 14

          ج- روی شمعدانی.. 14

          د- روی توتون.. 14

 

    1-1-7- چرخه بیماری و اپیدمیولوژی.. 15

    1-1-8- تشخیص و شناسایی باکتری  R. solanacearum.. 16

    1-1-9- راه­های پراکنش باکتری R. solanacearum.. 17

   1-1-10- اهمیت اقتصادی بیماری پژمردگی باکتریایی سیب­زمینی.. 17

   1-1-11- میزبان­های باکتری R. solanacearum.. 18

    1-1-12- مدیریت بیماری پژمردگی باکتریایی سیب­زمینی.. 20

1-2- قارچ Colletotrichum coccodes. 24

    1-2-1- مقدمه. 24

    1-2-2- خصوصیات قارچ عامل بیماری خال سیاه سیب­زمینی.. 25

    1-2-3- تاریخچه بیماری خال سیاه سیب‌زمینی در ایران و جهان.. 26

    1-2-4- موقعیت تاکسونومیکی.. 27

    1-2-5- آلودگی و توسعه علائم.. 29

    1-2-6- علائم بیماری خال سیاه. 31

    1-2-7- جداسازی، تشخیص و شناسایی قارچ عامل بیماری خال سیاه سیب­زمینی.. 32

    1-2-8- اهمیت بیماری خال سیاه سیب­زمینی.. 33

    1-2-9- اپیدمیولوژی بیماری خال سیاه سیب­زمینی.. 34

    1-2-10- پراکنش ودامنه میزبانی بیماری خال سیاه سیب­زمینی.. 35

    1-2-11- تنوع قارچ C. coccodes. 36

    1-2-12- کنترل بیماری خال سیاه سیب­زمینی.. 38

          الف- کنترل زراعی.. 38

          ب- کنترل شیمیایی.. 39

          ج- ارقام مقاوم. 40

1-3- اثر متقابل بین دو بیمارگر. 40

1-4- بررسی­های ژنتیکی عوامل بیماری­زای گیاهی.. 44

    1-4-1- مارکرهای مولکولی.. 44

          الف- نشانگر RAPD.. 45

    1-4-2- مارکرهای بیوشیمیایی.. 45

          الف- SDS-PAGE.. 45

فصل دوم: مواد و روش­ها

2-1- نمونه برداری از مزارع آلوده سیب­زمینی.. 47

2-2- جداسازی عوامل بیماری­زای قارچی و باکتریایی از قسمت­های آلوده. 47

    2-2-1- جداسازی جدایه­های C. coccodes. 47

    2-2-2- جداسازی استرین­های باکتری R. solanacearum.. 49

2-3- خالص­سازی و نگهداری.. 49

    2-3-1- خالص­سازی و نگهداری جدایه­های C. coccodes. 49

    2-3-2- خالص­سازی و نگهداری استرین­های باکتری R. solanacearum.. 50

2-4- شناسایی.. 51

    2-4-1 – شناسایی Colletotrichum coccodes. 51

          الف- بررسی ویژگی­های ماکروسکوپی.. 51

          ب- بررسی ویژگی­های میکروسکوپی.. 51

    2-4-2- شناسایی Ralstonia solanacearum.. 52

          الف- بررسی خصوصیات فنوتیپی.. 52

2-5- تهیه محیط کشت­ها و محلول­های مورد استفاده در آزمون­های.. 53

    2-5-1- محیط پایه گلوکز- پپتون- آگار. 53

    2-5-2- محیط Ayer’s. 53

    2-5-3- محیط TTC.. 54

2-6- آزمون بیماری­زایی.. 54

    2-6-1- آزمون بیماری­زایی قارچ C. coccodes. 54

          الف- روی میوه گوجه­فرنگی.. 54

          ب- روی گیاه سیب­زمینی.. 55

    2-6-2- آزمون بیماری­زایی باکتری R. solanacearum.. 55

2-7- تهیه مایه تلقیح.. 55

    2-7-1- تهیه اینوکولوم قارچ C. coccodes. 55

    2-7-2- تهیه سوسپانسیون اسپور قارچ C. coccodes. 56

    2-7-3- تهیه سوسپانسیون باکتری R. solanacearum.. 56

2-8- بررسی­های گلخانه­ای.. 57

    2-8-1- تهیه خاک و غده سیب­زمینی.. 57

    2-8-2- كاشت غده­های سیب­زمینی و تلقیح عوامل بیماری­زا 57

          الف- اضافه کردن اینوکولوم قارچ C. coccodes و باکتری R. solanacearum به خاک…. 57

          ب- آغشته­سازی غده­های سیب­زمینی با قارچ C. coccodes و باکتری R. solanacearum.. 58

    2-8-3- طرح آزمایش و آنالیز نتایج حاصل.. 58

2-9- استخراج DNA ژنومی قارچ C. coccodes. 59

    2-9-1- تولید میسلیوم. 59

    2-9-2 استخراج DNA به روش لی و تیلر. 60

    2-9-3- تعیین كمیت و كیفیت DNA.. 61

2-10- نشانگر RAPD برای بررسی تنوع قارچ C. coccodes. 62

    2-10-1- تنظیم شرایط PCR.. 62

          الف- آغازگرهای واکنش RAPD.. 63

          ب- dNTPs. 64

          ج- كلرید منیزیم MgCl2 64

          د- بافر PCR (با غلظت 10 برابر). 64

          ه- آنزیم Taq DNA polymerase. 64

2-11- الكتروفورز فرآورده‌های تكثیر شده. 65

2-12- تجزیه و تحلیل داده‌های RAPD.. 65

2-13- استخراج پروتئین باکتری R. solanacearum.. 65

    2-13-1- محلول­های مورد نیاز برای استخراج پروتئین­های محلول سلولی باکتری R. solanacearum.. 66

         الف- بافر Tris-Hcl 5/1 مولار با pH: 6.8. 66

    2-13-2- تهیه بافر استخراج.. 66

2-14- الکتروفورز پروتئین­های محلول سلولی باکتری R. solanacearum.. 67

    2-14-1- تهیه ژل اکریل­آمید.. 67

          الف- ژل زیرین.. 67

          ب- ژل بالایی.. 68

    2-14-2- بافر تانک….. 68

2-15- رنگ­آمیزی ژل اکریل­آمید.. 69

    2-15-1- تهیه محلول رنگ­آمیزی.. 69

2-16- رنگ­بری ژل اکریل­آمید.. 69

    2-16-1- تهیه محلول رنگ­بر. 69

2-17- نگهداری ژل.. 69

 فصل سوم: نتایج و بحث

3-1- جداسازی و شناسایی.. 70

    3-1-1 – قارچ Colletotrichum coccodes. 70

          الف- ریخت شناسی پرگنه. 70

          ب- ویژگی­های میکروسکوپی.. 71

    3-1-2- باکتری Ralstonia solanacearum.. 73

          الف- تست­های فنوتیپی.. 73

          ب- واکنش فوق حساسیت در توتون.. 74

3-2- آزمون بیماری­زایی.. 75

    3-2-1- آزمون بیماری­زایی قارچ C. coccodes. 75

    3-2-2- آزمون بیماری­زایی باکتری R. solanacearum.. 78

3-3- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum.. 79

    3-3-1- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم آگریا 83

          الف- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ساقه سیب­زمینی رقم آگریا 83

          ب- اثرمتقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ریشه سیب­زمینی رقم آگریا 85

          ج- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ساقه سیب­زمینی رقم آگریا 86

          د- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ریشه سیب­زمینی رقم آگریا 87

          ه- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ساقه سیب­زمینی رقم آگریا 87

          و- اثر متقابل  C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ریشه سیب­زمینی رقم آگریا 88

          ز- اثر تیمارهای مختلف روی کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ C. coccodes. 89

          ح- بحث در مورد بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم آگریا 90

    3-3-2- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم بورن.. 91

          الف- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ساقه سیب­زمینی رقم بورن.. 91

          ب- اثرمتقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ریشه سیب­زمینی رقم بورن.. 92

          ج- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ساقه سیب­زمینی رقم بورن.. 94

          د- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ریشه سیب­زمینی رقم بورن.. 95

          ه- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ساقه سیب­زمینی رقم بورن.. 96

          و- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ریشه سیب­زمینی رقم بورن.. 97

          ز- اثر تیمارهای مختلف روی کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت C. coccodes. 98

          ح- بحث در مورد بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم بورن.. 99

    3-3-3- بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم دیامانت… 100

          الف- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ساقه سیب­زمینی رقم دیامانت… 100

          ب- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی طول ریشه سیب­زمینی رقم دیامانت… 102

          ج- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ساقه سیب­زمینی رقم دیامانت… 102

          د- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن تر ریشه سیب­زمینی رقم دیامانت… 103

          ه- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ساقه سیب­زمینی رقم دیامانت… 104

          و- اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum روی وزن خشک ریشه سیب­زمینی رقم دیامانت… 105

          ز- اثر تیمارهای مختلف روی کلونیزاسیون ریشه توسط میکرواسکلروت قارچ C. coccodes. 106

          ح- بحث در مورد بررسی اثر متقابل C. coccodes و R. solanacearum در رقم دیامانت… 106

    3-3-4- بحث کلی راجع به اثر متقابل R. solanacearum و C. coccodes در گیاه سیب­زمینی.. 107

3-4- بررسی­های ژنتیکی.. 110

    3-4-1- بررسی­های مولكولی.. 110

          الف- نشانگر RAPD.. 111

    3-4-2- بررسی­های بیوشیمیایی باکتری R. solanacearum.. 115

          الف- SDS-PAGE.. 115

3-5- پیشنهادها 117

پیوست………118

منابع… 124

مقدمه

الف- تاریخچه گیاه سیب­ زمینی

سیب­زمینی بومی امریکای جنوبی بوده و منشاء آن کشور پرو و بولیوی می­باشد و برای اولین بار حدود 7000 سال پیش در پرو کاشته شده است. بنا به باور باستان­شناسان، سیب­زمینی از حدود 2000 سال پیش از میلاد مسیح توسط اینکاها در بخش­های کوهستانی این کشور کاشته شده است. این گیاه در سال 1573 وارد اسپانیا شد و به عنوان یک منبع غذایی مورد توجه قرار گرفت و به تدریج از اسپانیا به دیگر کشورهای اروپایی برده شد. تا حدود 150 سال سیب­زمینی تنها در مناطق محدودی از اروپا در کاخ­های سلطنتی و باغچه خانه­ها کاشته می­شد. در سال 1719 از اروپا به امریکای شمالی و سپس به آسیا برده شد. تاریخچه کشت این گیاه در قاره افریقا به حدود 50 سال پیش برمی­گردد. حدود 200 سال پیش (در زمان فتحعلیشاه قاجار) مقداری بذر سیب­زمینی به ایران آورده شد. این بذرها ابتدا در یکی از روستاهای تهران کاشته شده و سپس به فریدن اصفهان و به تدریج به سایر نقاط کشور برده و کشت شد (شجاعی، 1383).

ب- مشخصات گیاه­شناسی

سیب­زمینی گیاهی دو­لپه، یکساله و از خانواده Solanaceae می­باشد. برگ­ها مرکب، گل­ها پنج قسمتی و دارای رنگ­های متفاوتی هستند. میوه­ها گرد تا تخم­مرغی (قطر 3-1 سانتی­متر یا بیشتر)، سبز رنگ، سبز متمایل به قهوه­ای یا قهوه­ای بوده و به هنگام رسیدن قرمز تا بنفش رنگ
می­شوند و حاوی بیش از 200 تا 300 بذر هستند. ساقه معمولاً سبز رنگ است اما گاهی قرمز یا بنفش، زاویه­دار، علفی و در اواخر فصل در قسمت­های پایینی نسبتاً چوبی می­شود. ریشه­ها منشعب و نیمه عمیق هستند که حداکثر عمق فعالیت آنها 60 سانتی­متر می­باشد ( هوكر[1]، 1990). لقاح در این گیاه به صورت خود­گشنی است و از لحاظ زمان رسیدن به ارقام زودرس، میان­رس و دیررس تقسیم می­شود.

اغلب گونه­هایی که به طور معمول مورد کشت قرار می­گیرند تتراپلوئید
(2n=4x=48 کروموزوم) هستند. همچنین چهار گونه دیپلوئید (24 کروموزوم)، دو گونه تریپلوئید (36 کروموزوم) و یک گونه پنتاپلوئید (60 کروموزوم) نیز گاهی مورد کشت قرار
می­گیرند. مهم­ترین گونه­ای که در سراسر جهان کشت می­شود Solanum tuberosum می­باشد که یک گونه تتراپلوئید است و دارای دو زیر گونه andigena و tuberosum می­باشد. زیر گونه andigena با طول روز کوتاه سازگاری پیدا کرده و زیر گونه tuberosum با طول روز بلند سازگار است. بررسی­های ژنتیکی نشان داده­اند که 32 رقم مورد کشت در هند از زیر گونه tuberosum به دست آمده­اند.

ج- شرایط محیطی

سیب­زمینی به طور مشخص متعلق به مناطق معتدل سرد با ارتفاع تقریبی 2000 متر یا ارتفاعات بالاتر در مناطق گرمسیری است. این گیاه به شب­های خنک و خاک دارای زهکشی مناسب و رطوبت کافی نیاز دارد و در عرض­های جغرافیایی پایین در مناطق گرم تولید خوبی ندارد (هوكر، 1990). خاک لومی- شنی حاصلخیز برای این گیاه مناسب است. دمای مناسب برای رشد 20-15 درجه سانتیگراد است و دمای بالای 29 درجه تولید غده را کاهش می­دهد. این محصول تا انتهای دوره رشد به 9-7 بار آبیاری نیاز دارد.

د- اهمیت اقتصادی و سطح زیر کشت

سیب­زمینی مهم­ترین گیاه دو­لپه­ای است که به عنوان منبع غذایی انسان­ها مورد استفاده قرار می­گیرد. این گیاه بعد از گندم، برنج و ذرت چهارمین محصول مهم غذایی در جهان است. میزان تولید ماده خشک سیب­زمینی در واحد سطح به ترتیب 04/3، 68/2 و 12/1 برابر از گندم، جو و ذرت بیشتر است. مقدار پروتئین آن نیز بیشتر از گندم، جو و ذرت می­باشد.

طبق آمار سازمان خوار و بار جهانی کشاورزی (FAO)[2] در سال 2007، میزان تولید کل
سیب­زمینی در جهان 321736483 تن گزارش شده که بیشترین سهم مربوط به چین[3] با 72040000 تن و کمترین میزان مربوط به بنین[4] با تولید 30 تن می­باشد. سهم ایران 5240000 تن می­باشد. در قاره آسیا تولید کل 135607646 تن بوده و چین و بحرین به ترتیب بیشترین و کمترین تولید را دارا هستند.

طبق گزارش آمارنامه کشاورزی ایران سطح زیر کشت، تولید و عملکرد سیب­زمینی در سال زراعی 84-83 به قرار زیر می­باشد:

عملکرد (کیلوگرم)
تولید (تن)
سطح زیر کشت (هکتار)
دیم
آبی
دیم
آبی
دیم
ﺁبی
75/5712
63/25762
59/15848
25/4814275
3/2774
5/186870
جمع    38/31475
14/4830124
8/189644
در استان همدان سطح زیر کشت سیب­زمینی 3/26517 هکتار است که تماماً به صورت آبی کاشته می­شود. میزان تولید 77/966016 تن و عملکرد 68/36429 کیلوگرم می­باشد.

ه- بیماری­های سیب­ زمینی

هر گیاهی در طول دوره رشد خود دستخوش آسیب­های مختلف ناشی از شرایط محیطی نامناسب (آب و هوا، نور، رطوبت و خاک)، حمله آفات و عوامل بیماری­زا (قارچ، باکتری، ویروس، نماتد و مایکوپلاسما) می­باشد. در واقع بیماری به برهم­کنش بین میزبان و بیمارگر گفته می­شود که تولید و قابلیت استفاده محصول را دچار مشکل می­کند. شرایط محیطی نامساعد حتی در غیاب عامل بیماری­زا به تنهایی برای صدمه به گیاه کفایت می­کند.

گیاه سیب­زمینی نیز از این آسیب­ها در امان نیست. تحت تأثیر عوامل محیطی و ژنتیکی و نوع رقم، ممکن است میزان محصول، اندازه غده­ها و بازارپسندی آنها کاهش یابد. عوامل