فهرست مطالب

تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران - سال بیست و نهم شماره 1 (پیاپی 57، بهار و تابستان 1400)

نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال بیست و نهم شماره 1 (پیاپی 57، بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/08/26
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مهدی متقی*، پروین صالحی شانجانی، علی اشرف جعفری، مهدی میرزا، محمدرضا بی همتا صفحات 1-12

    بومادران تماشایی (Achillea nobilis) یکی از گیاهان دارویی مهم و با خصوصیات درمانی مختلف است که در مناطق گسترده ای از ایران به طور خودرو رشد می کند. در این تحقیق، تنوع ژنتیکی 33 جمعیت بومادران تماشایی موجود در بانک ژن موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور با استفاده از نشانگر ISSR ارزیابی شد. از هر جمعیت 10 گیاه انتخاب شد و DNA آنها استخراج شد. در این مطالعه از 12 آغازگر ISSR استفاده شد و شش آغازگر با میانگین چند شکلی 88% برای بررسی تنوع و تمایز جمعیت ها به کار گرفته شد. آغازگرهای 12P  و 5P  به ترتیب با 13 و 11 نوار بیشترین تعداد و آغازگر 7-1 با 7 نوار کمترین تعداد نوار را نشان دادند. شاخص های محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC)، شاخص نشانگر (MI)، نسبت چندگانه موثر (EMR) و شاخص قدرت تفکیک (Rp) برای کلیه نشانگرها محاسبه شد که براین اساس، آغازگر12 P به عنوان بهترین آغازگر برای بررسی تنوع ژنتیکی بومادران تماشایی شناخته شد. در تجزیه خوشه ای داده های مولکولی ارتباط نزدیکی بین توزیع جغرافیایی و تنوع ژنتیکی جمعیت های بومادران تماشایی مشاهده شد و جمعیت های جمع آوری شده از هر منطقه (شمال، مرکز و غرب کشور) در یک گروه مجزا قرار گرفتند. بررسی پارامترهای ژنتیکی نشان داد که بیشترین تنوع ژنی در میان جمعیت های شمال کشور وجود داشت. در تفکیک جمعیت های مورد بررسی براساس داده های مورفولوژیکی، مطابقت چندانی با توزیع جغرافیایی آنها مشاهده نشد. با توجه به اهداف تحقیق، می توان گفت که نشانگرهای ISSR  برای بررسی تنوع ژنتیکی جمعیت های بومادران تماشایی کارآمد بوده و می توان در مطالعات آینده از این نشانگر برای تجزیه مجموعه ژرم پلاسم بومادران استفاده کرد. همچنین با توجه به خطر انقراض گونه های دارویی، اصلاحگران می توانند از تنوع ژنتیکی وسیع بین جمعیت های Achillea nobilis برای انجام تلاقی های هدفمند، به منظور پیشبرد برنامه های اصلاحی و راهبردهای حفاظتی این گونه گیاهی بهره برداری کنند.

    کلیدواژگان: پارامترهای ژنتیکی، Achillea nobilis، توزیع جغرافیایی، تجزیه خوشه ای
  • اکبر عبدی قاضی جهانی*، سید اسمعیل سیدیان، محمد دادمند، پروین صالحی شانجانی صفحات 13-24

    هدف از این بررسی، ارزیابی قابلیت ترکیب پذیری عمومی درختان بنه (Pistacia atlantica) براساس صفات رویشی بود. به این منظور در سال 1382 تعداد 10 پایه پدری با هفت پایه مادری درختان بنه در جزیره اسلامی دریاچه ارومیه تلاقی داده شدند. بذرهای حاصل از تلاقی در موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور کشت شد. صفات رشد طولی سالانه و قطر یقه نتاج حاصل در سال های 1385، 1386 و 1396 و سطح تاج پوشش و حجم چوب تنه در سال 1396 اندازه گیری گردید. برآورد قابلیت ترکیب پذیری بر اساس میانگین رشد سالانه و قطر یقه در نتاج تلاقی های مختلف در سال های 1385، 1386 و 1396 نشان داد که برترین ترکیب در سال 1385 F12×M10، در سال 1386 F13×M6 و در سال 1396 F13×M12 است. این موضوع نشان داد که نتاج قابلیت خود را در طول زمان نشان می دهند. در برآورد سال 1396 والد ماده 13 و والد نر 13 برترین والدین در صفت رشد طولی سالانه بودند، ولی نتاج حاصل از ترکیب آنها کمترین میانگین رشد طولی سالانه را داشتند. در صفت قطر یقه و سطح تاج پوشش، والد ماده 13 و والد نر 9 برترین والدین در این دو صفت بودند. به علاوه اینکه ترکیب آنها نتاجی با میانگین قطر یقه و سطح تاج پوشش بیشتری تولید نمود. نتایج این تحقیق حکایت از وجود هتروزیس بالا در این گونه و امکان اصلاح آن برای توسعه جنگل کاری و احیای رویشگاه ها با هدف تولید میوه و استحصال فراورده های صنعتی، دارویی و یا روغن خوراکی با عملکرد بیشتر روغن و تولید چوب دارد.

    کلیدواژگان: انتخاب، ژنوتیپ، آزمایش نتاج، والدین برتر، Pistcia atlantica
  • فرهاد اسدی*، شیرین علیپور، ضیاء الدین باده یان، حامد یوسف زاده، کامبیز اسپهبدی صفحات 25-37
    تتخریب جنگل های هیرکانی، باعث تکه تکه شدن رویشگاه سفیدپلت (Populus caspica Bornm.) و از بین رفتن بخش عظیمی از ذخایر ژنتیکی آنها شده است. این گونه در نواحی جنوبی خزر پراکنش دارد و در لیست درختان در معرض خطر انقراض گزارش شده است. به منظور انتخاب درختان متنوع و حفاظت این ذخایر ژنی در کلکسیون، ابتدا رویشگاه های مختلف آن در سراسر نوار جنوبی خزر از آستارا تا جنگل گلستان مطالعه و در نهایت تعداد 20 رویشگاه شناسایی شد. آنگاه DNA برگ 359 درخت متعلق به این رویشگاه ها استخراج شد. بااین حال، پس از حذف یکنواختی کلون ‏ها، پارامترهای ژنتیکی برای 314 درخت با استفاده از 14 نشانگر ریزماهواره محاسبه شد. این آغازگر ها در 314 فرد سفیدپلت 80 آلل را نشان دادند. مقادیر هتروزیگوسیتی مورد انتظار در هر مکان ژنی از 085/0 تا 765/0 و هتروزیگوسیتی مشاهده شده از 069/0 تا 689/0 متغیر بود. بیشترین و کمترین مقادیر غنای آللی در لووه و تنکابن به ترتیب برابر 03/3 و 17/2 برآورد شد. ضریب درون آمیزی عامل احتمالی انحراف از تعادل هاردی-واینبرگ بود. فقط 8/0 درصد افراد در یک جمعیت سفیدپلت مهاجر بودند. به طورکلی جریان ژن نامتقارن و شدت آن کم بود. آزمون مانتل نشان داد که همبستگی معنی داری بین فاصله ژنتیکی و فاصله جغرافیایی در سفیدپلت وجود ندارد. بااین حال ارتفاع یک مانع جدی برای وقوع جریان ژن در سراسر دامنه شرقی و غربی گسترش سفیدپلت محسوب می شود. در پایان به منظور حفظ ذخایر توارثی و بر اساس نتایج مطالعه مولکولی، پایه های متنوع سفیدپلت تکثیر و در کلکسیون مربوطه کاشته شدند.
    کلیدواژگان: تولید چوب، حفاظت، ذخائر توارثی، ریزماهواره
  • کامبیز اسپهبدی*، حامد یوسف زاده، مالک نصیری صفحات 38-50

    راش شرقی (Fagus orientalis Lipsky) یکی از مهمترین گونه های صنعتی جنگل های هیرکانی است که از حدود نیم قرن گذشته تا کنون در قالب طرح های جنگل داری با شیوه های مختلف جنگل شناسی ازجمله تک گزینی مورد بهره برداری قرار گرفته است. تنوع ژنتیکی در درختان و درختچه های جنگلی، برای سازگاری مستمر آنها با شرایط محیطی جدید، حیاتی است. این پژوهش با هدف بررسی تنوع ژنتیکی راش در چند قطعه بهره برداری شده به شیوه تک گزینی و مقایسه آن با تنوع ژنتیکی در قطعه شاهد در طرح جنگل داری مجموعه موزیسای جنگل های هفت خال شرکت نکاچوب اجرا شد. نمونه برداری به صورت جفتی از برگ های 60 درخت بالغ در قطعه شاهد و قطعه های بهره-برداری شده انجام شد. برای ارزیابی تنوع ژنتیکی از 10 آغازگر ریزماهواره استفاده گردید. نتایج نشان داد در هر 10 جایگاه ژنی مورد بررسی، قطعات چندشکل تکثیر شد. میزان هتروزیگوسیتی مشاهده شده در قطعه شاهد و قطعه های بهره برداری شده به ترتیب 52/0 و 49/0 شد. فراوانی آلل های اختصاصی در درختان مادری در قطعه شاهد و بهره برداری شده به ترتیب 75/3 و 19/3 بود. از نظر تعداد کل آلل ها، آلل های اختصاصی، غنای آللی و هتروزیگوسیتی تفاوتی بین درختان راش در قطعه شاهد و قطعه های بهره برداری شده دیده نشد. بااین حال هتروزیگوسیتی مشاهده شده در قطعه شاهد و قطعه های بهره برداری شده، به ترتیب 41 و 45 درصد کمتر از هتروزیگوسیتی مورد انتظار بود. در مجموع  بر اساس پارامترهای ژنتیکی استخراج شده از 10 آغازگر ریزماهواره نتیجه گیری شد که سیستم بهره برداری به شیوه تک گزینی روی تنوع ژنتیکی توده های مادری راش در جنگل های مورد بررسی اثر منفی نداشته است.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، نشانگر ریزماهواره (SSR)، بهره برداری، شیوه تک گزینی، راش شرقی
  • آزاده خاکشور، قاسم کریم زاده*، محمدصادق ثابت، وحید صیادی صفحات 51-63

    گشنیز با نام علمی (Coriandrum sativum L) گیاهی نورپسند و بومی جنوب غربی آسیا و مدیترانه می باشد. هدف از این مطالعه بررسی تنوع مورفولوژیک، مطالعه خصوصیات فنولوژی و همچنین بررسی بیان دو ژن‏ مهم دخیل در بیوسنتر γ-Terpinene و Linalool در تعداد 14 توده مختلف گیاه دارویی گشنیز بومی ایران بود. بذرها در اتاقک رشد دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس در سه تکرار در سال 95-1394 کشت شدند. صفات مورد بررسی شامل تعداد روز تا جوانه زنی، تعداد روز تا سبز شدن، تعداد روز تا ساقه دهی، تعداد روز تا شروع گلدهی، تعداد روز تا خاتمه گلدهی، تعداد روز تا بذردهی، ارتفاع ساقه، وزن خشک تک بوته، عملکرد تک بوته و وزن هزار دانه بودند. نتایج نشان داد توده های تهران و ارومیه با میانگین به ترتیب با عملکرد 37/14 و 47/14 گرم در واحد بوته بیشترین عملکرد و توده مرکزی و تهران به ترتیب با میانگین 45/8 و 15/8 گرم بیشترین وزن هزار دانه را به خود اختصاص دادند. توده تهران از نظر تعداد روز تا جوانه زنی و تعداد روز تا سبز شدن دارای کمترین تعداد روز و جمعیت زودرس بود. بعد از دسته بندی 14 توده مورد مطالعه از لحاظ شاخص اندازه ژنوم از سه گروه به دست آمده هر گروه، دو توده به منظور مطالعه بررسی بیان ژن انتخاب شدند. نتایج بررسی بیان دو ژن CsγTRPS و CsLINS در شش توده منتخب گیاه گشنیز نشان داد که ژن CsLINS در دو توده مشهد و تهران و ژن CsγTRPS در دو توده تبریز و زنجان دارای بیشترین مقدار بیان نسبی بودند. دو توده یزد و استهبان برای هر دو ژن مورد بررسی میزان متوسطی از بیان نسبی را نشان دادند.

    کلیدواژگان: بیان ژن، ترپنوئید، تنوع مورفو-فنولوژیکی، گشنیز، گیاه دارویی
  • بایزید یوسفی*، سید رضا طبایی عقدایی صفحات 64-78

    به منظور دستیابی به مدل های مناسب تشخیص پایداری، عملکرد گل 35 ژنوتیپ گل محمدی (Rosa damascena) به مدت دو سال (87-1386) در هشت منطقه (کردستان، همدان، کرمان، فارس، خوزستان، همدان، اصفهان، مرکزی و خراسان) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی گردید. اختلاف معنی داری (01/0p≤) از لحاظ عملکرد گل بین ژنوتیپ ها (G)، مکان ها (L)، محیط ها (E) و نیز برای اثرهای متقابل ژنوتیپ × مکان (GL) و ژنوتیپ× محیط (GE) مشاهده شد. ژنوتیپ های پایدار (Stable) و سازگار (Adaptable) با برخی آماره های دارای مفهوم استاتیک پایداری مانند واریانس محیطی (S2) و ضریب رگرسیون (b ≈ 0) دارای عملکرد اندک اما با برخی دیگر مانند ضریب تغییرات محیطی (CV)، عملکرد متوسط و بالایی داشتند. ژنوتیپ های پایدار با مدل ابرهارت و راسل و مفهوم دینامیک پایداری (1≈ bi، 0≈ Sdi2∑ و Ῡi بالا) عملکرد گل متوسط و بالاتر داشتند. با استفاده از شاخص برتری (P) ژنوتیپ های پرمحصول به عنوان سازگار (پایدار در مکان) معرفی شدند. ژنوتیپ های پایدار با کمترین واریانس اثر متقابل سال در مکان (MSY/P)، حداقل گل را تولید کردند. رابطه عملکرد گل با آماره های S2، b و MSY/P مثبت و معنی دار (01/0≤ p)، با P و CV منفی و معنی دار و با Sd2 مثبت و غیرمعنی دار بود. در نهایت با در نظر گرفتن عملکرد گل و پایداری عملکرد به صورت توام ژنوتیپ های یزد2، اصفهان5، اصفهان8، اصفهان4 و خوزستان1 دارای عملکرد گل بالا و پایداری و سازگاری عمومی، ژنوتیپ اصفهان9 دارای عملکرد گل بالا و پایداری و سازگاری خصوصی با مناطق نیمه خشک و خشک و همچنین ژنوتیپ اصفهان7 دارای عملکرد گل بالا و پایداری و سازگاری خصوصی با مناطق نیمه معتدل و سردسیری بودند. نتایج نشان داد که یک ژنوتیپ می تواند همزمان دارای پایداری استاتیک، دینامیک و عملکرد گل بالا باشد. در مجموع آماره ضریب تغییرات (CV)، جنبه دینامیک آماره های رگرسیون (b ≈ 1, Sd2 ≈ 0) و شاخص برتری (P) به عنوان پارامترهای مطلوب برای ارزیابی جنبه های مختلف (استاتیک و دینامیک) پایداری اسانس در گل محمدی پیشنهاد شدند.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ× محیط، پایداری استاتیک و دینامیک، گل محمدی(Rosa damascena)، سازگاری
  • صفیه بی نوا، علیرضا یاوری*، مجید شکرپور صفحات 79-95

    گیاه مورتلخ (Salvia mirzayanii) یکی از گونه های دارویی تیره نعناع می باشد که تنها در ایران به صورت خودرو رشد می کند. در این پژوهش، به منظور بررسی تنوع ژنتیکی برخی از جمعیت های طبیعی گیاه دارویی مورتلخ با استفاده از نشانگرهای ریخت شناسی، تعداد 132 تک بوته متعلق به شش جمعیت از این گیاه در عرصه های منابع طبیعی استان های هرمزگان و فارس در مرحله گلدهی جمع آوری شدند. برای بررسی صفات ظاهری، 15 صفت مهم از نظر اصلاحی از قبیل ارتفاع گیاه، طول و عرض برگ، وزن خشک، تعداد انشعاب از قاعده و تعداد برگ در گره بررسی شد. داده های شش جمعیت در قالب طرح آشیانه ای تجزیه واریانس شدند. تفاوت بین جمعیت ها، از نظر کلیه صفات معنی دار (01/0>P و 05/0>P) بود. شاخص های تنوع ژنتیکی برای تخمین تنوع درون جمعیت شامل مارگالف، شانون- وینر و سیمپسون نشان داد که هر شش جمعیت از تنوع درون جمعیتی بالایی برخوردار بودند. در تجزیه به عامل ها با استفاده از روش چرخش وریماکس، چهار عامل اصلی شناسایی شد که این چهار عامل 34/96 درصد از کل تغییرات موجود را بین 132 ژنوتیپ توجیه کردند. تجزیه خوشه ای به روش Ward، شش جمعیت را به چهار گروه مستقل تقسیم کرد؛ به طوری که دو جمعیت بستک و سیرمند در گروه یک، جمعیت های تنگ زاغ و سرچاهان در گروه دو و دو جمعیت دق فینو و خنج به ترتیب در گروه های سه و چهار قرار گرفتند. ارزیابی تنوع فنوتیپی موجود، می تواند اطلاعات ارزشمندی را در مدیریت ژرم پلاسم مورتلخ فراهم نماید و در شناسایی جمعیت های مطلوب برای اهداف اصلاحی مختلف در این گونه مفید باشد.

    کلیدواژگان: مورتلخ، جمعیت طبیعی، تنوع ژنتیکی، تجزیه کلاستر، اهلی سازی
  • سهیلا افکار* صفحات 96-107

    به منظور بررسی تنوع صفات مورفولوژیکی پونه (Mentha longifolia) و تعیین فعالیت ضدباکتریایی آن علیه سه سویه باکتریKlebsiella pneumonia ،monocytogenes Listeria  و  Streptococcus agalactiaسه اکوتیپ پونه از سه رویشگاه استان لرستان شامل خرم آباد، الشتر و دلفان جمع آوری و برای صفات ارتفاع بوته، طول برگ، عرض برگ، تعداد برگ، تعداد انشعابات، تعداد گل آذین، طول گل آذین و درصد اسانس مورد تجزیه واریانس یک طرفه قرار گرقتند. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین اکوتیپ های مورد مطالعه از نظر طول و عرض برگ، ارتفاع گیاه و درصد اسانس وجود داشت. اکوتیپ خرم آباد دارای بالاترین ارتفاع گیاه، طول گل آذین و درصد اسانس بود. همبستگی مثبت و معنی داری بین صفات ارتفاع بوته و عرض برگ با درصد اسانس مشاهده شد. نتایج تجزیه رگرسیون گام به گام و تجزیه علیت نشان داد که ارتفاع گیاه می تواند مهمترین شاخص برای انتخاب لاین های والدینی در برنامه های اصلاحی باشد. با توجه به شاخص های حداقل غلظت مهارکنندگی باکتری (MIC) و حداقل غلظت باکتری کشی (MBC) نتیجه گیری شد که حداقل غلظت بازدارندگی و کشندگی اسانس پونه بین 2-03/0 میلی گرم در میلی لیتر بود. فعالیت ضدمیکروبی حکایت از این داشت که باکتری های L. monocytogenes و S.agalactiae توسط اسانس اکوتیپ دلفان و باکتری K. pneumonia توسط اسانس اکوتیپ الشتر مهار شدند و سه باکتری مورد مطالعه کمترین حساسیت را به اسانس پونه اکوتیپ خرم آباد داشتند.

    کلیدواژگان: استان لرستان، اثرات ضد میکروبی، پونه، درصد اسانس، صفات مورفولوژیکی
  • زهرا ملکی، مجتبی نورآئین، رضا محمدی* صفحات 108-124

    علف پشمکی (Bromus inermis Leyss.) یکی از مهمترین گیاهان علوفه ای و مرتعی می باشد که به دلیل سازگاری به شرایط مختلف محیطی در عرصه های منابع طبیعی کشور پراکنش دارد. 22 جمعیت علف پشمکی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمال غرب و غرب کشور در سال زراعی 98-1397 از لحاظ صفات مورفولوژیکی، برای شناسایی جمعیت های پرمحصول ارزیابی شدند. اختلاف معنی داری (05/0p ≤) از لحاظ صفات مورد بررسی بین جمعیت ها وجود داشت که حکایت از وجود تنوع ژنتیکی بالا در بین آنها بود. جمعیت های B.in-15، B.in-9،B.in-8  و B.in-1 با بیش از 540 گرم در بوته عملکرد علوفه خشک سالیانه بیشتری داشتند. دو جمعیت B.in-1 و B.in-19 به ترتیب با 100 و 60 گرم بذر در بوته، تولید بذر بیشتری نسبت به سایر جمعیت ها داشتند. بررسی همبستگی ساده بین صفات مورد مطالعه نشان داد که ارتباط مثبت و معنی داری بین عملکرد علوفه خشک سالیانه با صفات تعداد ساقه، قطر طوقه، عملکرد علوفه خشک چین اول و دوم، عملکرد بذر و قطر تاج پوشش وجود داشت. در تجزیه به مولفه های اصلی صفات مورد بررسی با در نظرگرفتن مقادیر ویژه بزرگتر از یک منجر به معرفی چهار مولفه شد که در مجموع 82% از تغییرات را بین جمعیت ها توجیه کردند. نتایج مربوط به تجزیه خوشه ای منجر به گروه بندی جمعیت های مورد مطالعه در سه گروه شد. از این رو جمعیت های مورد مطالعه، زمینه ژنتیکی مناسبی را برای انتخاب جمعیت های برتر از خوشه های مختلف فراهم نمود، به طوری که می توان از آنها در برنامه های به نژادی از طریق پلی کراس و تولید ارقام ترکیبی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تنوع ژنتیکی، صفات مورفولوژیک، پلی کراس
  • علی جعفری*، رضا محمدی صفحات 125-137

    فسکیوی بلند گیاهی چند ساله با محصول علوفه ای زیاد و قابلیت سازگاری وسیع با شرایط نامساعد محیطی است. این تحقیق به منظور اندازه گیری عملکرد علوفه خشک، ترکیبات شیمیایی و انرژی متابولیسمی در شش ژنوتیپ فسکیوی بلند در دو مرحله رشد رویشی و شروع خوشه دهی انجام شد. ژنوتیپ های فسکیوی بلند در قالب طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی منطقه شمال غرب کشور (تبریز) در سال 1396 کشت شدند. بر اساس نتایج تجزیه واریانس، ژنوتیپ های مورد مطالعه برای همه صفات اندازه گیری شده اختلاف معنی داری داشتند (01/0˂ P). میانگین عملکرد علوفه خشک در دو مرحله رشد در ژنوتیپ های بروجن1 و کامیاران2 به ترتیب با 325 و 270 گرم در بوته بیشترین و در ژنوتیپ کامیاران3 کمترین بود (05/0˂ P). مقدار پروتئین خام، انرژی متابولیسمی و الیاف نامحلول در شوینده های اسیدی در ژنوتیپ های بروجن1 و بروجن2 نسبت به ژنوتیپ های فریمان، کامیاران1، کامیاران2 و کامیاران3 بهتر بود (05/0˂ P) ولی کمترین مقدار پروتئین خام و انرژی متابولیسمی و بیشترین الیاف نامحلول در شوینده های خنثی را ژنوتیپ کامیاران3 داشت (05/0˂ P). برهم کنش ژنوتیپ ´ مرحله رشد برای صفات اندازه گیری شده معنی دار شد (01/0˂ P). عملکرد علوفه خشک در مرحله شروع خوشه دهی در ژنوتیپ های بروجن1 و کامیاران2 به ترتیب با 536 و 442 گرم در بوته بالاترین و در ژنوتیپ های فریمان و کامیاران3 کمترین بود (05/0˂ P). بر اساس نتایج عملکرد علوفه خشک، مقدار پروتئین خام و الیاف نامحلول در شوینده های اسیدی و انرژی متابولیسمی بهترین ژنوتیپ ها، بروجن1 و کامیاران2 بودند.

    کلیدواژگان: انرژی متابولیسمی، ترکیبات شیمیایی، عملکرد، ژنوتیپ، فسکیوی بلند، مرحله رشد
  • لیلا میرجانی*، میترا امام صفحات 138-147

    گیاه مورد (Myrtus communis L) دارای ارزش دارویی، اقتصادی و زینتی است. در سال های اخیر متاسفانه بهره برداری بی رویه و غیر اصولی سودجویان از این گیاه برای وصول به مواد موثره دارویی آن، رویشگاه های طبیعی مورد را تا مرز انقراض پیش برده است. بنابراین تکثیر گیاه به ویژه از طریق ریزازدیادی امکان بدست آوردن مواد موثره در آزمایشگاه را بدون آسیب به رویشگاه گیاه فراهم می کند. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر محیط کشت و تنظیم کننده های رشد بر ریزازدیادی گیاه مورد است. بذرهای گیاه از منطقه حاجی آباد استان هرمزگان جمع آوری گردید. بهترین محیط شاخه زایی محیط کشت پایهDKW  حاوی تنظیم کننده های رشد BA، TDZ  و   Kinetinبه ترتیب در غلظت های 1، 1 و 1/0 میلی گرم در لیتر تعیین شد. ریشه زایی مناسب بر محیط  DKW با تنظیم کننده های رشد IBA   و NAA  به ترتیب در غلظت های 1 و 1/0 میلی گرم در لیتر به دست آمد. این محیط کشت محرک تولید بیشترین تعداد ریشه اصلی و فرعی بود. به طوری که در طی این تحقیق مناسب ترین روش ریزازدیادی برای گونه مورد به دست آمد.

    کلیدواژگان: مورد، تکثیر درون شیشه ای، تنظیم کننده های رشد و محیط کشت
  • شکیبا شاهمرادی*، عیسی ظریفی آناخاتون، فرنگیس قنواتی صفحات 148-162

    چاودار غله ای بومی جنوب غربی آسیا می باشد و دو گونه از این جنس شامل گونه زراعی S. cereale و گونه وحشی S. strictum (S. montanum) در ایران وجود دارد. این تحقیق به منظور ارزیابی تنوع صفات فنولوژیکی، مورفولوژیکی و سیتوژنتیکی در گونه های این جنس انجام شد. در این آزمایش تعداد 91 اکوتیپ از کلکسیون ژرم پلاسم چاودار بانک ژن گیاهی ملی ایران، در سال زراعی 94-1393 در مزرعه تحقیقاتی موسسه اصلاح نهال و بذر کشت و ارزیابی شد. کلیه صفات فنولوژیک و مورفولوژیک (کمی و کیفی) شامل 23 صفت بر اساس دستورالعمل موسسه بین المللی ذخایر توارثی اندازه گیری شدند. اکوتیپ های مورد بررسی شامل 78 اکوتیپ S. cereale و 13 اکوتیپ strictum S. بود. نتایج پارامترهای توصیفی نشان داد که دامنه تغییر و میزان تنوع در برخی از صفات در بین گونه ها متفاوت بود. تجزیه وتحلیل چندمتغیره صفات نشان داد که صفات فنولوژیکی روز تا گلدهی و روز تا رسیدن، صفات مورفولوژیکی شامل شاخص ریزش دانه و رنگ گوشوارک، طول سنبله و تعداد سنبلچه در سنبله در بین گونه ها تفاوت معنی داری داشتند. این صفات در تفکیک گونه ها دارای اهمیت بالایی بودند. ارزیابی سیتوژنتیکی کروموزوم های دو گونهS. cereale  و  S. strictum نشان داد اگرچه تعداد کروموزوم ها در هر دو گونه 14 کروموزوم و دیپلویید بودند ولی تفاوت معنی داری برای طول کروموزوم ها و نسبت بازوها در این دو گونه مشاهده شد که می تواند به تفکیک و شناسایی سیتوژنتیکی این دو گونه کمک کند. در مجموع صفات فنولوژیکی، مورفولوژیکی و سیتوژنتیکی در گونه های چاودار تنوع قابل ملاحظه ای نشان دادند و می توان از آنها در شناسایی و تفکیک گونه ها استفاده کرد و درصورت وجود محدودیت زمانی یا عدم امکان کشت، ارزیابی سیتوژنتیکی به عنوان روشی مناسب برای شناسایی گونه هاست.

    کلیدواژگان: چاودار زراعی، تنوع، شناسایی، گونهوحشی
|
  • Mehdi Mottaghi *, Parvin Salehi Shanjani, Ali Ashraf Jafari, Mehdi Mirza, Mohammad Reza Bihamta Pages 1-12

    Spectacular yarrow (Achillea nobilis) is an important medicinal plant with various therapeutic properties that naturally grows in large areas of Iran. In this study, the genetic diversity of 33 populations of A. nobilis available in the gene bank of the Research Institute of Forests and Rangelands (RIFR) was evaluated using ISSR markers. Ten plants were selected from each population and their DNA was extracted. From a total of 12 ISSR primers, six primers with an average of 88% polymorphism were used to study the diversity and differentiation of the populations. The P12 and P5 primers showed the highest number of bands with 13 and 11 bands, respectively, while primer 1-7 with 7 bands showed the lowest number of bands. The Polymorphic Information Content (PIC), Marker Index (MI), Effective Multiple Ratio (EMR), and Resolution index (Rp) were calculated for all the primers. Subsequently, P12 primer was recognized as the best for genetic diversity analysis of spectacular yarrow. Cluster analysis of the molecular data showed a close relationship between the geographical distribution and genetic diversity of A. nobilis populations. Accordingly, the populations collected from each region (North, center, and West of Iran) were placed in a separate group. Based on the genetic parameters, the highest genetic diversity was among populations from the North of Iran. Segregation of the populations based on the morphological traits did not correlate significantly with geographical distribution. According to the results, ISSR markers were efficient for studying the genetic diversity of A. nobilis populations and can be used in future studies to analyze the germplasm collection of A. nobilis Additionally, due to the extinction risk of medicinal species, breeders can take advantage of the wide genetic diversity among A. nobilis populations for targeted crosses, in breeding improve varieties and conservation strategies of this species.

    Keywords: genetic parameters, Achillea nobilis, geographical distribution, cluster analysis
  • Akbar Abdi Gazijahani *, Seyed Esmael Seyedian, Mohammad Dadmand, Parvin Salehi Shanjani Pages 13-24

    The aim of this study was to evaluate the general combining ability of vegetative traits of Pistcia atlantica. For this purpose 10 male trees were crossed with seven female trees in the Islamic island of Lake Urmia in 2003. The hybrid seeds were sown in the Forest and Rangeland Research Institute. Annual growth mean and collar diameter of progenies measured at 2006, 2007 and 2017; the canopy area and trunk wood volume were measured in 2017. Estimation of the general combining ability based on mean annual growth and collar diameter in the offspring of different crosses in 2006, 2007 and 2017 showed that the best combination were F12 × M10, in 2006, F13 × M6, in 2007 and F13 × M12 in 2017. This indicated that the offsprings showed their potential over time. In the 2017, the F13 × M13 hybrid were the best in terms of annual growth mean, but their produced progenies had the lowest amount growth. Female parent 13 and male parent 9 were the best parents for the collar diameter and canopy surface. In addition, their combination produced offspring with the highest average collar diameter and canopy surface. The results indicate the high heterosis in P. atlantica and its possibility in breeding improved varieties to development of reforestation and rehabilitation of habitats with the aim of producing industrial products, medicines or edible oils and Wood production with higher yield.

    Keywords: selection, genotype, progeny test, Superior parents, Pistcia atlantica
  • Farhad Asadi *, Shirin Alipour, Ziaedin Badehian, Hamed Yousefzadeh, Kambiz Espahbodi Pages 25-37
    The destruction of Hyrcanian forests has led to the fragmentation of the Caspian poplar (Populus caspica Bornm.) habitat and the destruction of a large part of its genetic resources. This species is distributed in the southern regions of the Caspian Sea, although it has been reported in the list of endangered trees. To select various trees and conserve their gene pools via the collection, their diverse habitats throughout the southern Caspian strip from Astara to Golestan forest were studied, and subsequently, 20 habitats were identified. DNA extraction from the leaves of 359 trees belonging to these habitats was then extracted. After homogeneity removal, genetic parameters were estimated for 314 trees using 14 microsatellite markers. These primers showed 80 alleles in 314 trees of P. caspica. Expected heterozygosity values in each locus ranged from 0.085 to 0.765, while the observed heterozygosity ranged from 0.069 to 0.689. The highest and lowest amount of allelic richness with values of 3.03 and 2.17 were estimated in Loveh and Tonekabon, respectively. The inbreeding coefficient was a possible factor in the Hardy-Weinberg equilibrium deviation. Only 0.8% of trees in a population were immigrants. In general, gene flow was asymmetric and its severity was low. Mantel test showed that there was no significant correlation between genetic distance and geographical distance. However, altitude was a serious barrier to gene flow across the eastern and western slopes of the Caspian poplar distribution. Finally, to preserve its genetic resources, based on the results of molecular, some stocks of this species were clonaly propagated and planted in a relevant collection.
    Keywords: wood production, Protection, gene pool, Microsatellites
  • Kambiz Espahbodi *, Hamed Yousefzadeh, Malek Nasiri Pages 38-50

    Oriental beech (Fagus orientalis L.) is one of the most important industrial species in Hyrcanian forests which exploited via forestry projects with various methods, including a single selection method since the last half-century. Genetic diversity in forest trees is critical for their adaptation to the new environmental conditions. This study was aimed to study the effect of single selection method on genetic diversity of oriental beech in the forests of the east of Mazandaran province, Iran by comparing two management method in protected and exploited plots using single selection method in Haftkhal Forestry Plan. Paired sampling was performed from the leaves of 60 mature trees in the control and exploited plots. Ten microsatellite primers were used to assess the genetic diversity. The results showed that a total of all 10 microsatellites loci produced polymorphism bands. The amount of heterozygosity was 0.52 and 0.49 in the control and exploited stands, respectively. The frequency of specific alleles in mother trees were 3.75 and 3.19 in the control and exploited stands, respectively. Based on the single selection method, beech trees were not significantly different in the control and the exploited plots in terms of the total number of alleles, specific alleles, allelic richness and heterozygosity. However, the observed heterozygosity was 41 and 45% lower than the expected heterozygosity in the control and exploited stands, respectively. Therefore, based on the genetic parameters extracted from 10 microsatellite primers; it was concluded that the single selection exploited method did not have a negative effect on the genetic diversity of mother beech masses in the studied forests.

    Keywords: Genetic diversity, managed stand, oriental beech, protected stand, Single cutting system
  • Azadeh Khakshour, Ghasem Karimzadeh *, Mohammad Sadegh Sabet, Vahid Sayadi Pages 51-63

    Coriander (Coriandrum sativum L.) is a heliophytic plant and native to southwestern Asia and the Mediterranean regions. This study was aimed to study the morphological diversity, phenological characteristics, and also expression of two important genes involved in the γ-Terpinene and Linalool biosynthesis pathways in the 14 different Iranian endemic populations of coriander as a medicinal plant. The seeds were planted in the growth chamber in the College of Agriculture, Tarbiat Modares University in three replications in 2015-2016. The studied traits were included number of days to germination, number of days to emergence, number of days to stem, number of days to beginning of flowering, number of days to end of flowering, number of days to sowing, stem height, dry weight of single plant, single plant yield and one thousand seed weight. The results showed that the average seed yield obtained per plant with 14.37 and 14.47 g, was belong to populations of Tehran and Urmia, respectively. Markazi and Tehran populations had the highest weight of 1000 seeds with the average of 8.45 and 8.15 g, respectively. Tehran population had the lowest in terms of the number of days to germination and the number of days to emergence. After classifying the 14 populations in terms of genome size, from the three groups obtained and in each group, two populations were selected for the gene expression analysis. The results of expressions of CsLINS and CsγTRPS genes in six selected coriander populations showed that CsLINS in Mashhad and Tehran populations and CsγTRPS in Tabriz and Zanjan populations had the highest relative gene expressions. Yazd and Estahban populations showed moderate relative gene expression for both genes.

    Keywords: coriander, Gene expression, medicinal plant, Morpho-phenological diversity, Terpenoids
  • Bayzid Yousefi *, Sayed Reza Tabaei Aghdaei Pages 64-78

    In order to determination of appropriate stability parameters, the flower yields of 35 Rosa damascena genotypes in eight regions of Iran (Kurdistan, Hamedan, Kerman, Fars, Khuzestan, Isfahan, Markazi, and Khorasan) were evaluated for two years (2007-2008) using randomized complete block design with three replications. Significant differences (P≤0.01) were observed for flower yield among genotypes (G), locations (L), environments (E), and also for genotype× location (GL) and genotype× environment (GE) interactions. The stable and adaptable genotypes with some static concepts of stability parameters such as environmental variance (S2) and regression coefficient (b ≈ 0) had low yield, but with environmental coefficient of variation (CVE) had high performance. The stable genotypes according to Eberhart and Russell model and the concept of stability dynamics (bi ≈ 1, ∑ Sdi2 ≈ 0, and high Ῡi) had moderate to high flower yields. According to the superiority index (P), high yielding genotypes were determined as compatible (stable in location). The stable genotypes with the lowest year by location (YL) variance had the lowest flowers yield. The flower yield was positively correlated with S2, b and MSY/L (p<0.01) and negatively correlated with superiority index (P) and CVE (p<0.01). Based on both flower yield and stability, it was found that genotypes of Yazd 2, Isfahan 5, Isfahan 8, Isfahan 4, and Khuzestan 1 had high flower yield, stability, and general adaptation over locations. The genotypes Isfahan 9 and Isfahan 7 had high flower yield, stability, and specific adaptation with semi-arid and arid areas and also the genotype of Isfahan7 had high flower yield, stability and specific adaptation with semi temperate and cold areas in Iran. It was concluded that a genotype can demonstrate both static and dynamic stability with a high flower yield at the same time. In addition, coefficient of variation (CV), statistics regression (b ≈ 1, Sd2≈ 0), and superiority index (P) suggested as desirable parameters to evaluate different aspects (static and dynamic) of flower yield in R. damascena.

    Keywords: genotype × environment interaction, Static & dynamic stability, Rosa damascene, Adaptation
  • Safiyeh Binava, Alireza Yavari *, Majid Shokrpour Pages 79-95

    Salvia mirzayanii Rech. F. & Esfand. is an endemic medicinal species to Iran belonging to the Lamiaceae family. In order to study the genetic diversity of some natural populations of S. mirzayanii using morphological markers, 132 individual plants belonging to the six populations were collected at the flowering stage in their natural habitat of Hormozgan and Fars provinces. To evaluate the morphological traits, 15 characteristics such as plant height, leaf length and width, plant dry weight, number of branches and number of leaves per node were investigated. Data belonging to the six populations were analyzed based on Nested ANOVA. There were significant differences among the populations in terms of all traits (P< 0.01, 0.05). Genetic diversity indices such as Margalef, Shannon-Weiner, and Simpson, revealed that all the six populations had high intra-population diversity. Using factor analysis based on verimax rotation method, four main factors were identified that explained 96.34% of the total variation among 132 genotypes. Based on Ward's cluster analysis, the six natural populations were divided into four independent groups. The two populations of Bastak and Sirmand were placed in cluster1, Tang-e-Zagh and Sarchahan populations were placed in cluster2, and two other populations of DaghFino and Khonj were placed in clusters 3 and 4, respectively. Evaluation of existing phenotypic diversity can provide valuable information in term of management of S. mirzayanii germplasm and can be useful in identifying suitable populations for breeding improve varieties of this species.

    Keywords: Salvia mirzayanii, natural population, Genetic diversity, cluster analysis, Domestication
  • Soheila Afkar * Pages 96-107

    In order to evaluation the diversity of morphological traits and determine antibacterial activity against three bacterial strains including Klebsiella pneumonia, Listeria monocytogenes, and Streptococcus agalactia, three ecotypes of Mentha longifolia were collected from three habitats in Khorramabad, Aleshtar, and Delfan in Lorestan province, Iran. The measured traits were plant height, leaf length and width, number of leaves, branches, and inflorescences, length of inflorescences, and percentage of essential oil. Data were analyzed using one-way ANOVA with five replications. The result showed that there was a significant difference among the ecotypes in terms of leaf length and width, plant height, and essential oil percentage. Khorramabad ecotype had the highest plant height, inflorescence length, and essential oil percentage. A positive and significant correlation was observed between both plant height and leaf width with essential oil percentage. According to stepwise regression and path analysis results, it was concluded that plant height could be considered as the most important index for the selection of parental lines in the breeding programs. Based on the Minimum Inhibitory (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) indices, it was concluded that the minimum inhibitory and bactericidal concentrations of M. longifolia essential oil ranged from 0.03 to 0.2 mg/mL.The antimicrobial activity showed that L. monocytogenes and S.agalactiae were inhibited by Delfan ecotype essential oil and K. pneumonia was inhibited by the essential oil from the Aleshtar ecotype. In contrast, the three studied bacteria had the lowst susceptibility to the essential oil from Khorramabad ecotype.

    Keywords: Lorestan province, Antimicrobial effects, Wild mint, essential oil, morphological traits
  • Zahra Maleki, Mojtaba Nouraein, Reza Mohammadi * Pages 108-124

    The smooth brome grass (Bromus inermis Leyss.) is one of the most important forage and rangeland plants distributed in the rangelands of Iran. In order to investigate the genetic diversity of yield and morphological traits and identify the high yielding populations, 22 populations of B. inermis were evaluated using in a randomized complete block design with three replications in the research farm of the Agricultural Biotechnology Research Institute of the northwest and west of Iran in the 2018-2019 cropping year. Result showed significant differences (P≤0.05) among the populations in terms of the studied traits, which indicated presence of high genetic variability. The populations of B.in-15, B.in-9, B.in-8, and B.in-1 with higher value of than 540 g/plant had annual higher forage production and B.in-1 and B.in-19 with 100 and 60 g/plant seed yield, respectively had higher seed production than other populations. The simple correlation among the studied traits showed that there was a positive and significant relationship between the annual forage yield and the number of stems, crown diameter, forage yield in the first and second cuts, seed yield, and canopy diameter. Based on the principal component analysis (PCA), four components were introduced with respect to eigenvalues greater than one, which explained total of 82% of variation among the populations. According to the cluster analysis, the populations were arranged into three groups. Therefore, the studied population provided a suitable genetic background for selecting superior populations from different clusters, which can be used for breeding improved varieties through polycross and hybridizations.

    Keywords: cluster analysis, Genetic diversity, morphological traits, polycross
  • Ali Jafari *, Reza Mohammadi Pages 125-137

    Tall fescue is a high yielding perennial grass with wide adaptability to the adverse environmental conditions.This study was carried out to measure dry forage yield, chemical compositions and metabolizable energy (ME) of six tall fescue genotypes at two phonological stages. The selected genotypes were planted in a randomized complete block design with three replications at the research farm of Agricultural Biotechnology Research Institute of the Northwest Region in Tabriz in 2017. Based on the results of analysis of variance, the tested genotypes showed significant differences for all measured traits (P˂0.01). Dry forage yield was high in the genotypes Boroujen1 and Kamyaran2 with 325 and 270 g/plant respectively and low in the genotype Kamyaran3. The amount of crude protein, ME and acid detergent fibers (ADF) in the genotypes Boroujen1 and Borjen2 were better than the genotypes Fariman, Kamyaran1, Kamyaran2 and Kamyaran3 (P˂0.05), whereas the genotype Kamyaran3 had the lowest crude protein and ME and the highest ADF. Interaction of genotype ´ phonological stage was significant for all traits. At the heading stage, dry forage yield of the genotypes Boroujen1 and Kamyaran2 were the highest with 536 and 442 g/plant respectively and in the genotypes Fariman and Kamyaran3 were the lowest (P˂ 0.05). Based on the results of dry forage yield, the amount of crude protein, ADF and ME, the best genotypes were Boroujen1 and Kamyaran2.

    Keywords: Metabolizable energy, chemical composition, yield, genotype, Tall fescue, Phonology stage
  • Leila Mirjani *, Mitra Emam Pages 138-147

    Myrtus communis L. is a valuable medicinal, economic and ornamental. In recent years, unfortunately, improper use of this plant by profiteers due to obtain pure extracts and active essential oil, was extincted of natural locality of this plant. For this reason, its reproduction, especially through micropropagation, is an important step in conservation of its locality. The aim of this research is the study of medium and regulators influence on Myrtle micro propagation. Plant seeds were collected from Hajiabad region of Hormozgan province. The best medium for shoot regeneration was obtained DKW medium with BA, TDZ and Kinitin in 1, 1 and 0.1 mgl-1, respectively. The best medium for root regeneration was determined MS medium with 1 mgl-1IBA and 0.1 mgl-1NAA. It had the highest number of primary and secondary roots. Finally in this research the best micropropagation protocole of Myrtle was obtained.

    Keywords: Myrtle, Plant growth regulator, In vitro regeneration, Medium
  • Shakiba Shahmoradi *, Eissa Zarifi Anakhatoon, Farangis Ghanavati Pages 148-162

    Rye (Secale spp.) is native to Southwest Asia and it two species including S. cereale and S. strictum is grown in Iran. This study was conducted to evaluate the diversity of phenological, morphological, and cytogenetic traits in two species of this genus. In this experiment, seeds of 91 ecotypes (including 78 S. cereale and 13 S. strictum) were provided from National Plant Gene Bank of Iran. Seeds sown in the research farm of the Seed and Plant Improvement Institute, Karaj, Iran, in the 2014-2015 crop year. All phenological and morphological traits (quantitative and qualitative) including 23 traits were measured according to the instructions of the International Institute of Bioversity. The descriptive statistics parameters showed different range of variation in traits among the species. Multivariate analysis showed significant differences among the species for phenological traits as flowering date and maturation date and morphological traits as grain shedding index, ear color, spike length and the number of spikelets per spike. These traits were considered of great importance in species segregation. Cytogenetic evaluation of the chromosomes of S. cereale and S. strictum showed that although both species were diploid (2n=14), a noticeable difference in chromosome length and the average arm ratio was observed in these two species, which can help to identify cytogenetically differentiate between them. Overall, the phenological, morphological, and cytogenetic traits in rye species show considerable diversity and can be used to identify and differentiate of the species. If there is a time limit or impossibility of cultivation, cytogenetic evaluation can be used as a fast and reliable method to identify species.

    Keywords: Rye, diversity, identification, wild species