فهرست مطالب

Plant Physiology and Breeding - Volume:13 Issue: 2, Summer-Autumn 2023

Journal of Plant Physiology and Breeding
Volume:13 Issue: 2, Summer-Autumn 2023

  • تاریخ انتشار: 1402/09/10
  • تعداد عناوین: 18
|
  • ساناز همتی اصل، ابراهیم دورانی* صفحات 1-13
    توت فرنگی (Fragaria ananassa cv. Gavieta) با چند بیماری ویروسی آلوده می شود. کشت درون شیشه ای نوک مریستم یک روش ارزشمند در بازیابی گیاهان عاری از بیماری و ریزازدیادی این گونه محصولات می باشد. در این مطالعه، تاثیر اندازه گنبد مریستمی، نوع محیط کشت و مهارکننده های فنولی (زغال فعال، پلی ونیل پیرولیدون و اسید آسکوربیک) بر کشت نوک ساقه توت فرنگی مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش دیگر اثر تنظیم کننده های رشد گیاهی بر ازدیاد طول شاخساره بررسی شد. به عنوان محیط پایه، نوک ساقه در محیط کشت MS حاوی یک میلی گرم  در لیتر 6-بنزیل امین پورین (BAP) و 2.0 میلی گرم در لیتر ایندول-3- استیک اسید (IAA) کشت داده شد. بزرگترین شاخساره باززایی شده با گنبد مریستمی با دو برگ به دست آمد. نوع محیط (انواع مایع، نیمه جامد و جامد) به طور معنی داری بر تکثیر نوک اندام هوایی تاثیر داشت و بیشترین میزان شاخساره در محیط نیمه جامد مشاهده شد. در محیط نیمه جامد که تمامی مریستم ها باززایی شدند، ساقه های بیشتری با طول 8.55 میلی متر تولید کردند. استفاده از ترکیبات جاذب فنل و آنتی اکسیدان در محیط کشت باعث بهبود القای شاخساره و عملکرد ساقه شد. بهترین نتیجه در محیط حاوی 500 میلی گرم در لیتر پلی وینیل پیرولیدون (PVP) با 5 شاخه به دست آمد، که در آن از قهوه ای شدن و مرگ ریزنمونه با جذب مواد فنلی از ریزنمونه جلوگیری شد.
    کلیدواژگان: ترکیبات جاذب فنول و آنتی اکسیدان ها، توت فرنگی، ریزازدیادی، ساقه
  • شیما عباسی کرین، قاسم کریم زاده*، میترا محمدی بازرگانی صفحات 15-27
    بید علفی یک گیاه دارویی است که برای اهداف متنوع در طب سنتی و صنایع غذایی استفاده می شود. در این تحقیق تلاش شده است که تنوع مورفولوژیکی و شیمیایی در هشت گونه گیاه اپیلوبیوم بررسی شود. گونه های گیاهی از رویشگاه طبیعی در طول دروره گلدهی جمع آوری شدند. تجزیه واریانس تنوع مورفولوژیکی معنی داری را میان گونه های مورد مطالعه برای صفات مرفولوژیکی و فیتوشیمیایی نشان داد. فنل کل از 1.17 ± 194.64 تا 5.59 ± 309.1 mg g-1 DW، فلاوونویید کل از 0.21 ± 39.03 تا 0.67 ± 56.14 mg g-1 DW و فعالیت آنتی اکسیدانی از 2.20 ± 43.03 تا  3.68 ± 101.36 mg g-1 DW  نوسان داشت. از یافته های ما استنتاج شد که E. frigidum دارای غنی ترین منبع آنتی اکسیدانی در بین گونه های مورد مطاعه و همچنین ببشترین طول بذر و طول برگ است. فعالیت آنتی اکسیدانی با داده های اقلیمی ارتباط معنی دار داشت. دندروگرام بر اساس صفات مورفولوژیکی با دندروگرام بر اساس متغیر های فیتوشیمیایی نسبتا متفاوت بود به طور کلی، تنوع زیاد بین گونه ها برای صفات مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی می تواند در برنامه های اصلاحی جنس Epilobium مورد بهره برداری قرار گیرد.
    کلیدواژگان: فعالیت آنتی اکسیدانی، اپیلوبیوم، صفات مورفولوژیک، فلاونوئید کل، فنل کل
  • همایون کانونی*، یدالله فرایدی، سودابه شبیری صفحات 29-42

    برای بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط و پایداری عملکرد دانه در نخود تیپ کابلی، 15 ژنوتیپ نخود سفید در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در ایستگاه های کردستان، مراغه و زنجان طی سه سال متوالی در شرایط دیم بهاره مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه واریانس مرکب نشان داد که تغییرات بین ژنوتیپ ها از لحاظ عملکرد دانه معنی دار است (p≤ 0.05). نتایج تجزیه اثرات اصلی افزایشی و اثرات متقابل ضربی (AMMI) نشان داد که دو مولفه اصلی اول (PC1) و دوم (PC2) بسیار معنی دار هستند (p≤ 0.01) که به ترتیب 52% و 34% از اثرمتقابل ژنوتیپ × محیط را به خود اختصاص دادند. مدل AMMI بهترین ترکیب ژنوتیپ ها و محیط ها را برای عملکرد دانه تعیین کرد. بر اساس نتایج حاصل، FLIP 09-369C بالاترین سطح پایداری را در شرایط آزمایش حاضر داشت که می تواند به عنوان رقم جدید در نظر گرفته شود. همچنین، اثرمتقابل GE  توسط روش بای پلات بررسی شد. با توجه به تجزیه مقادیر منفرد، دو مولفه اصلی اول (PC1 و PC2) به ترتیب 52٪ و  %34 تغییرات در کل داده ها را توجیه کردند.  بر اساس نمودارهای بای پلات GGE، ژنوتیپ های C 396 ،C365 و C247 نسبت به سایر ژنوتیپ ها عملکرد و پایداری بیشتری داشتند. تجزیه و تحلیل بای پلات GGE محیط ها را به دو محیط کلان شامل کردستان+ مراغه و زنجان تقسیم کرد و برای هر محیط کلان به ترتیب ژنوتیپ های FLIP 09-369C  و FLIP 09-251C توصیه شدند. همچنین در این مطالعه FLIP 09-364C ،Samin  و FLIP212C  به عنوان ژنوتیپ های با سازگاری عمومی شناسایی شدند.

    کلیدواژگان: بای پلات GGE، پایداری، تجزیه AMMI، کشاورزی دیم، نخود (.Cicer arietinum L)
  • اسماعیل واحدی، رسول اصغری زکریا، ناصر زارع صفحات 43-60

    این تحقیق با هدف بررسی واکنش اکوتیپ های جغجغک (Vaccaria hispanica (Mill.) Rauschert) شمال غرب ایران به تنش شوری در مراحل جوانه زنی و گیاه بالغ به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1400 انجام شد. نتایج نشان داد که بین اکوتیپ ها از نظر مولفه های جوانه زنی و صفات مورفوفیزیولوژیک تفاوت معنی داری وجود دارد که نشان دهنده وجود تنوع ژنتیکی در بین آن ها است. با افزایش شدت تنش، درصد جوانه زنی و شاخص های آن کاهش یافت، به طوری که در غلظت بیش از 120 میلی مولار NaCl، جوانه زنی بذر در تمامی اکوتیپ های مورد مطالعه متوقف شد. این نتایج نشان داد که جغجغک گونه ای نسبتا حساس به شوری است و غلظت بالای نمک را تحمل نمی کند. در مرحله گیاه بالغ، شوری باعث کاهش ارتفاع بوته، وزن خشک ریشه و ساقه، محتوای کلروفیل a و b و افزایش میزان سدیم اندام هوایی و نسبت سدیم به پتاسیم شد. برآورد شاخص فاصله ژنوتیپ-ایدیوتیپ چند صفتی (MGIDI) برای اکوتیپ های مورد استفاده بر اساس صفات مختلف نشان داد که اکوتیپ های E3،E8  و E6 با داشتن کمترین مقادیر MGIDI در شرایط تنش شوری در هر دو مرحله جوانه زنی و گیاه بالغ متحمل تر بودند. علاوه بر این، در هر دو مرحله رشدی، اکوتیپ های E7 و E1 با بالاترین مقادیر  MGIDI، حساسیت بیشتری به تنش شوری نشان دادند. از اکوتیپ های متحمل تر انتخاب شده بر اساس شاخص MGIDI می توان برای تحقیقات و گزینش بیشتر در برنامه های اصلاحی این گیاه استفاده کرد.

    کلیدواژگان: تجزیه به عامل ها، تنش شوری، جغجغک، شاخص MGIDI
  • علیرضا تاری نژاد، محمدرضا حسین زاده، صدیقه سلطانپور، محمد مجیدی صفحات 61-80

    در گیاهان EST-SSRs یا توالی های ساده تکراری بیان شونده برای بررسی تنوع ژنتیکی و توسعه مارکرهای مولکولی مرتبط با تنش های زیستی و غیرزیستی استفاده می شوند. با وجود این، در برنج مارکر های مولکولی محدودی در رابطه با EST برای سازش به تنش های غیرزیستی از جمله شوری برای استفاده در برنامه های اصلاح نباتات وجود دارد. از میان 8299 عدد EST  قابل دسترس در پایگاه داده NCBI برای تنش شوری در برنج، 525 contig  و 1139 singleton  به دست آمد. برای گزینش ارقام متحمل به تنش شوری در برنج 20 مارکر مولکولی EST-SSR از طریق آنالیز این contigها  و singletonها تعیین شد. آنتولوژی ژن مشترک و معن ی دار برای contigها  و singletonها عمدتا مرتبط با فرایند سلولی و پاسخ به تنش های غیرزیستی بود. بیشترین درصد فاکتورهای رونویسی برای contigها  و singletonها با ERF، Dof،MYB ،C2H2 ، BBR-BPC،bZIP  وWRKY  مرتبط بود. علاوه بر این، پروتیین شوک حرارتی HSP81-2 و تنظیم کننده های فعال سازی مکمل (RCA) به عنوان محصول های ژن های هاب شناسایی شدند که با مکانیسم های تحمل به تنش شوری مرتبط بودند. سه ژن hub ناشناخته (OS02T0161900-01، OsJ_19443 و OsJ_0403) حاوی مارکر های EST-SSR برای شناسایی عملکردشان از طریق مدل سازی همسان سازی ساختار پروتیین سه بعدی مورد بررسی قرار گرفتند و محصول OS02T0161900-01 به عنوان تترا یوبیکوییتین،  OSj-19443  به عنوان سرین/تریونین پروتیین کیناز/اندوریبونوکلیاز و OSj-04035 به عنوان ایزومراز تریوزفسفات شناسایی شد. اکثر ژن های hub به دست آمده در تحقیق حاضر مرتبط با تحمل به تنش های غیرزیستی بودند که می توان آن ها را به عنوان ژن های کاندید و فاکتورهای رونویسی درگیر در تحمل به تنش شوری منظور کرد. توسعه مارکرهای مولکولی عملکردی می تواند در تسهیل برنامه های اصلاح برنج موثر واقع شود. باوجوداین، قبل از استفاده از این نشانگرها تایید آزمایشگاهی آن ها لازم است.

    کلیدواژگان: برنج، تنش غیرزیستی، شناسایی ژن، شوری، عملکرد، singleton، contig
  • مصطفی مهدی زاده، محمد محسن زاده گلفزانی*، حبیب الله سمیع زاده صفحات 81-97
    ااطلاعات مربوط به میزان تنوع ژنتیکی در ژرم پلاسم و روابط ژنتیکی بین ژنوتیپ ها برای بررسی و طراحی برنامه های به نژادی مهم می باشد و می تواند برای کمک به شناسایی و بهبود ژنتیکی ژرم پلاسم به کار رود. در این تحقیق، تنوع ژنتیکی 48 ژنوتیپ توتون از تیپ های گرمخانه ای، بارلی و شرقی توسط 12 نشانگر ISSR، 10 نشانگر SSR و 5 نشانگر IRAP بررسی شد. آغازگرهای UBC825، RTR-10 و آغازگر ترکیبی UBC817 + UBC826 با تعداد 17 نوار و بعد از آن، آغازگر UBC817 با 16 نوار و RTR-8 با 15 نوار بیشترین تعداد نوار و آغازگر UBC824 با 10 و UBC823 با 11 نوار کمترین تعداد نوار در بین آغازگرهای ISSR و IRAP را داشتند. همچنین آغازگرهای PT30044 و PT30046 با 2 نوار از کمترین تعداد نوار در بین آغازگرهای SSR برخوردار بودند. درصد چندشکلی به دست آمده از 76.92 درصد برای RTR-1 و RTR-7 تا 94.11 درصد برای RTR-10 در آغازگرهای ISSR و IRAP متغیر بود و چندشکلی در آغازگرهای SSR صد درصد به دست آمد. میانگین چندشکلی 90.7 درصد، وجود تنوع ژنتیکی مناسب بین ژنوتیپ های توتون را نشان می دهد. محتوای اطلاعات چندشکلی در این تحقیق بین 0.31 تا 0.5 و میانگین محتوای اطلاعات چندشکلی 0.42 بود. میانگین تنوع ژنی نی و شاخص شانون به ترتیب 0.39 و 0.58 به دست آمد. تجزیه خوشه ای به روش UPGMA،  ژنوتیپ های توتون مورد بررسی را در پنج گروه قرار داد که به ترتیب شامل 5، 12، 10، 6 و 15 ژنوتیپ شدند. بر اساس تجزیه به بردارهای اصلی 14 مولفه اول 51.49 درصد از واریانس کل را توجیه کردند. پرایمرهای مورد استفاده در این مطالعه کارایی بالایی داشتند که می توان از آن ها برای بررسی تنوع ژنتیکی در توتون استفاده کرد.
    کلیدواژگان: بارلی، شرقی، گرمخانه ای، IRAP، ISSR، SSR
  • گیتی ستوده اردبیلی، رسول اصغری ذکریا*، ناصر زارع، لیلا غفارزاده نمازی صفحات 99-111
    پلی پلوییدی، پدیده ای رایج در تکامل گونه های گیاهی، نقش مهمی در تنوع گیاهی ایفا می کند. خشخاش برگ ریزان (Papaver fugax Poir.)  به دلیل داشتن آلکالوییدهای مختلف مانند فوگاپاوین، مکامبرین، رومرین، سالوتاریدین، پروتوپین و تبایین، گیاه دارویی ارزشمندی است. در این مطالعه از واکنش زنجیره ای پلیمراز کمی (qRT-PCR) برای بررسی بیان افتراقی چهار ژن کلیدی در بیوسنتز آلکالوییدهای خشخاش {CYPB80B1 ((S)-N-methylcoclaurine-3'-hydroxylase) ،MLP (Major latex protein)  ،OMT6  ((S)-norcoclaurine-6-O-methyltransferase)  و(7(S)-salutaridinol-7-O-acetyltransferase) salAT   استفاده شد. ارزیابی نمونه های RNA استخراج شده روی الکتروفورز ژل آگارز 1 درصد و نانودراپ، کیفیت و کمیت مناسب نمونه های RNA جدا شده برای سنتز cDNA  را نشان داد. تجزیه و تحلیل بیان ژن از طریق qRT-PCR بیانگر افزایش بیان ژن های CYP80B1 ،MLP  و SalAT و کاهش بیان ژن  OMT6 در گیاهان تتراپلویید در مقایسه با دیپلوییدها بود. این نتایج نشان داد که القای اتوتتراپلوییدی می تواند به عنوان یک روش مفید برای افزایش تولید مورفین در P. fugax استفاده شود.
    کلیدواژگان: آلکالوئیدها، بیان ژن، تتراپلوئیدی، Papaver fugax
  • آرمین واحد رضائی، علی اصغری*، مجید نوروزی، سعید اهری زاد، اشکبوس امینی صفحات 113-130
    زنگ ساقه یا زنگ سیاه یکی از مهم ترین بیماری های قارچی می باشد که به طور گسترده عملکرد و کیفیت گندم مناطق مختلف جهان را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین گزینش منابع ژنتیکی مقاوم به زنگ ساقه در برنامه های به نژادی ضروری می باشد. در این پژوهش 24 ژنوتیپ گندم شامل هشت رقم و 16 لاین امید بخش در دو مرحله گیاهچه ای و گیاه بالغ در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و تحت تاثیر نژاد بومی TKTTF مورد ارزیابی قرار گرفت. شاخص های بیماری شامل نوع آلودگی، شدت آلودگی، ضریب آلودگی، سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری  (AUDPC)، مقدار نسبی سطح زیر منحنی پیشرفت بیماری (rAUDPC) و واکنش ژنوتیپ مورد یادداشت برداری قرار گرفت. تفاوت معنی داری بین ژنوتیپ ها از نظر تمامی شاخص های بیماری مشاهده شد. بر اساس تمامی شاخص های مورد مطالعه MV-17 و C-98-17 به عنوان ژنوتیپ های مقاوم و C-98-14، C-98-9، بولانی و مراکش به عنوان ژنوتیپ های حساس شناسایی شدند. همبستگی معنی  دار بین نوع آلودگی، شدت آلودگی، ضریب آلودگی، AUDPC  و rAUDPC در مزرعه و نیز بین نوع آلودگی و واکنش ژنوتیپ در گلخانه در پاسخ به زنگ ساقه وجود داشت. براساس تجزیه خوشه ای به روش Ward کلیه ژنوتیپ ها در مرحله گیاه بالغ به چهار گروه (مقاوم، نیمه مقاوم، نیمه حساس و حساس) و در مرحله گیاهچه به دو گروه (مقاوم و حساس) طبقه بندی شدند. بنابراین استفاده از ژنوتیپ های مقاوم این مطالعه در برنامه های اصلاحی برای ایحاد مقاومت به زنگ ساقه توصیه می شود.
    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تنوع، زنگ، گندم، مقاومت
  • نادیا اسلامی بجنوردی، رحیم حداد*، قاسمعلی گروسی، رضا حیدری جاپلقی صفحات 131-143

    فولات یک نیاز ضروری برای حفظ فعالیت طبیعی سلول به شمار می رود. برخلاف انسان، بسیاری از موجودات زنده مانند گیاهان توانایی ساخت این کوآنزیم را دارند. آنزیم GTP سیکلوهیدرولاز I (gtpch I, EC 3.5.4.16) اولین مرحله بیوسنتز تتراهیدروفولات (FH4) در گیاهان را از طریق تبدیل GTP به دی هیدرونیوپترین تری فسفات و فرم یک اسید کاتالیز می کند. در این پژوهش، الگوی بیان ژن Vvgtpch I در بافت های مختلف انگور با روش RT-PCR نیمه کمی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ژن Vvgtpch I در تمام بافت های مورد مطالعه بیان می شود. بالاترین سطح بیان در بافت های حبه و برگ مشاهده شد. در حالی که بافت خوشه کمترین میزان سطح رونوشت را نشان داد. پاسخ ژن Vvgtpch I به تنش های غیرزنده مانند تنش های قلیایی و سرما با استفاده از روش RT-PCR نیمه کمی نیز مورد بررسی قرار گرفت. تحت تنش قلیایی، سطح رونوشت ژن Vvgtpch I به طور چشمگیری کاهش یافت. مشابه با تنش قلیایی، میزان بیان ژن Vvgtpch I نیز تحت تنش سرما با کاهش مواجه شد. به منظور بررسی بیان ژن Vvgtpch I تحت تنش اکسیداتیو، تیمارهای مختلفی شامل القاءکننده های شیمیایی، فلزات سنگین و تنظیم کننده های رشد گیاهی جهت القاء تولید گونه های فعال اکسیژن مورد استفاده قرار گرفتند. سطح رونوشت ژن Vvgtpch I تحت تیمار با  +CU2 و H2O2 به ترتیب با افزایش شدید و نسبتا شدید روبرو شد. با وجود این، سطح رونوشت ژن Vvgtpch I تحت تیمار با فلزات سنگین و هورمون های گیاهی نسبتا کاهش یافت و تحت تیمار با Diamide با کاهش بسیار شدید مواجه شد.

    کلیدواژگان: بیان ژن، تنش اکسیداتیو، تنش غیرزنده، فولات، گونه های فعال اکسیژن
  • بفرین مولایی، صحبت بهرامی نژاد*، لیلا زارعی صفحات 145-159
    هدف از این مطالعه ارزیابی تنوع ژنتیکی 361 ژنوتیپ یولاف بر اساس صفات زراعی به منظور شناسایی ژنوتیپ های برتر برای برنامه های آتی اصلاحی بود. آزمایش در قالب طرح لاتیس مربع ساده با دو تکرار و در دو سال زراعی 1397-1398 و 1398-1399 در کرمانشاه اجرا شد. بر اساس نتایج به دست آمده، ژنوتیپ های   “OX87: 080-2”  و “LA Prevision” به ترتیب بیشترین عملکرد دانه را داشتند. ژنوتیپ های “Rubida” و “VDO-931.1” برترین ژنوتیپ ها از نظر زیست توده بودند. در این تحقیق تعدادی تجزیه روی داده های BLUP برآورد شده، انجام شد. با توجه به ضرایب همبستگی حاصل، عملکرد دانه با صفات زیست توده، وزن هزار دانه و تعداد پانیکول در کرت آزمایشی همبستگی مثبت و معنی دار نشان داد. زیست توده نیز با تمام صفات مورد بررسی به جز وزن هزار دانه همبستگی مثبت و معنی داری داشت. صفات وزن هزار دانه و تعداد دانه در پانیکول بیشترین اثر مستقیم و مثبت را روی عملکرد دانه داشتند و بیشترین اثر غیر مستقیم مثبت را صفت تعداد پانیکول در کرت آزمایشی از طریق وزن هزار دانه بر عملکرد دانه اعمال کرد. در حالی که بیش ترین اثر غیرمستقیم منفی روی عملکرد دانه را صفت تعداد دانه در پانیکول از طریق وزن هزار دانه اعمال کرد. بر اساس مقدار F کاذب، ژنوتیپ ها پس از انجام تجزیه خوشه ای در پنج گروه مجزا قرار گرفتند. گروه پنجم برای عملکرد دانه، بیوماس، وزن هزار دانه و تعداد پانیکول در کرت آزمایشی بالاترین مقادیر را به خود اختصاص داد. از این رو، می توان ژنوتیپ های این گروه را به عنوان والدین برای تولید لاین های برتر در برنامه های آتی اصلاحی پیشنهاد کرد.
    کلیدواژگان: تجزیه های چند متغیره، تنوع ژنتیکی، صفات زراعی، یولاف، BLUPs
  • سیاوش قربانیان، جمالعلی الفتی*، بابک ربیعی صفحات 161-168
    برآورد ترکیب پذیری در تعیین ارزش لاین های هندوانه (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) برای تولید هیبریدهای جدید با عملکرد بالا و کیفیت بهتر مفید است. این تحقیق به منظور برآورد ترکیب پذیری عمومی (GCA)، ترکیب پذیری خصوصی (SCA) و هتروزیس در پنج لاین اینبرد انتخابی برای اصلاح هندوانه در دانشگاه گیلان انجام شد. تجزیه واریانس داده ها اختلاف معنی داری را بین ژنوتیپ های هندوانه برای وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی در بوته نشان داد. اثرات GCA و SCA برای وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی معنی دار بود که نشان دهنده وجود هر دو اثر افزایشی و غالبیت در کنترل این دو صفت است. وراثت پذیری خصوصی پایین بیانگر تاثیر کمتر عمل ژن افزایشی بر وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی در هر بوته در هندوانه بود. با وجود این، وراثت پذیری عمومی برای وزن میوه (0.69) و تعداد شاخه های جانبی (0.88) بالا بود. اختلاف زیاد بین وراثت پذیری عمومی و وراثت پذیری خصوصی نشان دهنده اهمیت اثرات غالبیت در کنترل وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی در مقایسه با اثرات افزایشی است. این نتایج، تولید واریته های هیبرید را برای بهره برداری از اثرات ژنتیکی غالبیت در هندوانه توجیه می کند. بیشترین وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی به تلاقی S مربوط بود. بیشترین وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی به تلاقی  S ×  Red مربوط بود. بیشترین SCA برای وزن میوه به تلاقی An × S تعلق داشت. تلاقی  S × Red دارای بیشترین SCA برای تعداد شاخه های جانبی بود. بالاترین هتروزیس والد برتر برای وزن میوه و تعداد شاخه های جانبی نیز به تلاقی S × Red  تعلق داشت. به طور کلی تلاقی S × Red برای تولید رقم هیبرید در هندوانه پیشنهاد می شود. با وجود این، انجام تلاقی بین ژنوتیپ های مختلف برای تولید لاین های نوترکیب جدید در برنامه های اصلاح هیبرید هندوانه در ایران لازم به نظر می رسد.
    کلیدواژگان: اثرهای افزایشی، اثرهای غالبیت، تعداد شاخه های جانبی، دیالل، وراثت پذیری، وزن میوه
  • علی ایمانی* صفحات 169-179
    در این مطالعه، آزمایش گرده افشانی در گونه های بادام با بررسی رشد لوله گرده در مادگی با استفاده ازمیکروسکوپ فلورسانس و میزان تشکیل میوه در گرده افشانی کنترل شده در مزرعه انجام شد. این گونه ها شامل دو ژنوتیپ جدید بادام KD13 و K11-8 به عنوان گیرنده گرده و دو رقم بادام خودسازگار (Tuono) و خود ناسازگار (D5)، یک رقم هلو به نام یزدی و GN15 (هیبرید بین بادام و هلو) به عنوان گرده دهنده بودند. این آزمایش در باغ بادام با درختان شش ساله در ایستگاه تحقیقات باغبانی کمال شهر کرج انجام شد. نتایج حاصل از جوانه زنی دانه گرده در شرایط آزمایشگاهی تفاوت معنی داری را بین منابع گرده دهنده نشان داد. میانگین درصد جوانه زنی گرده در ارقام و ژنوتیپ ها بین 45 تا 86 درصد متغیر بود. بین تلاقی های مختلف، از نظر میزان نفوذ لوله گرده در قسمت های مختلف خامه گل تفاوت معنی داری دیده شد. نتایج نشان داد که تلاقی   D5 (خود ناسازگار) × KD13 با 9.6% درصد و D5 (خود ناسازگار) × K11-8 با 7.63% یشترین درصد نفوذ لوله گرده به پایه خامه را داشتند، در حالی که درصد متوسط لوله گرده وارد شده به پایه خامه گل در تلاقی KD13 × Tuono و K11-8 × Tuono به ترتیب 1 و 2.12 درصد بود. نود روز پس از گرده افشانی، تلاقی های KD13 × D5 و K11-8 × D5 بیشترین درصد تشکیل میوه (به ترتیب 48.90 و 42.45 درصد) را نسبت به سایر گرده دهنده ها نشان دادند.  در این تحقیق مشخص شد که تشکیل میوه عمدتا تحت تاثیر نوع گرده است و بنابراین منبع گرده نقش تعیین کننده ای در تشکیل میوه نهایی دارد. در نتیجه، انتخاب منبع گرده مناسب در برنامه های اصلاحی پیش ازتوصیه کشت ارقام جدید بادام حایز اهمیت می باشد.
    کلیدواژگان: بادام، تلقیح، خود ناسازگاری، هیبرید
  • منیژه جهان تیغی، پرتو روشندل*، عبدعبدالرزاق دانش شهرکی صفحات 181-195
    در گیاهان، ملاتونین (N-استیل-5-متوکسی تریپتامین) در پاسخ به تنش های مختلف محیطی و فرایندهای نموی مشارکت می نماید. بر این اساس، تاثیر پرایمینگ بذر با ملاتونین (1250 میکرومولار) روی افزایش تحمل به شوری (40 دسی زیمنس بر متر کلرید سدیم) در کینووا (Chenopodium quinoa var. Titicaca) با استفاده از آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در دانشگاه شهرکرد در سال 1398 مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق، ابتدا سطوح مختلف کلرید سدیم و ملاتونین به کار گرفته شد و بر اساس نتایج به دست آمده، ملاتونین با غلظت 1250 میکرومولار و کلرید سدیم با غلظت 40 دسی زیمنس بر متر برای آزمایش اصلی انتخاب گردید. صفات و شاخص های اندازه گیری شده عبارت بودند از وزن تر و خشک، میزان رنگیزه های فتوسنتزی، پراکسید هیدروژن (H2O2)، مالون دآلدیید (MDA)، و نیز فعالیت کاتالاز، آسکوربات پراکسیداز و گایاکول پراکسیداز. پرایمینگ بذر با ملاتونین با افزایش وزن خشک (2 برابر) و سطح رنگدانه های فتوسنتزی (1/2 برابر) در مقایسه با تنش شوری به تنهایی، اثرات نامطلوب NaCl را در گیاهان کینووا تحت تنش شوری کاهش داد. همچنین کاربرد ملاتونین با تغییر فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی، کاهش میزان H2O2 (25 درصد) و MDA (42 درصد) باعث کاهش تنش اکسیداتیو در گیاهان تحت تنش کینووا شد.  به طور کلی، می توان نتیجه گرفت که پرایمینگ بذر با سطح بهینه ملاتونین می تواند تکنیک مناسبی برای افزایش تحمل به شوری در کینووا تحت شرایط بسیار شور باشد و این کار از طریق کاهش اثرات مضر تنش اکسیداتیو ناشی از شوری یعنی کاهش سطح H2O2 و MDA انجام می گیرد. همچنین ملاتونین با کاهش تخریب رنگدانه های فتوسنتزی، از دستگاه فتوسنتزی محافظت می کند و این امر منجر به افزایش رشد گیاهان کینووا تحت تنش شوری می شود.
    کلیدواژگان: انواع اکسیژن فعال، پیش تیمار بذر، تنش اکسیداتیو، شوری، کینووا
  • برکت الله ربانی، محمود خرمی وفا*، محسن سعیدی، لیلا زارعی، محمود باقری صفحات 197-215

    کینوا (Chenopodium quinoa Willd) گیاهی با ارزش غذایی بالا است که به شرایط مختلف رشد نیز سازگاری قابل توجهی دارد. به منظور بررسی اثر تاریخ کاشت و تراکم بر کیفیت دانه سه ژنوتیپ کینوا (Q29، تیتیکاکا و ردکارینا)، یک آزمایش مزرعه ای در زمستان 1398 و بهار 1399 در مزرعه تحقیقاتی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه در سه تاریخ کاشت (هفته سوم اسفند، هفته سوم فروردین و هفته سوم اردیبهشت) و دو تراکم (40 و 60 بوته در متر مربع) به صورت طرح اسپلیت پلات فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام شد. نتایج آزمایش نشان داد ترکیب غذایی ژنوتیپ های کینوا تحت تاثیر تاریخ کاشت و تراکم قرار می گیرد. عملکرد دانه بین 1642 و 2351 کیلوگرم در هکتار نوسان داشت و مشخصات اسیدهای آمینه بر اساس تاریخ کاشت و تراکم کاشت متفاوت بود. اسیدهای آمینه هیستیدین، اسید گلوتامیک، لوسین و لیزین با تاخیر در تاریخ کاشت افزایش یافتند ولی تریونین، تیروزین، آرژنین، متیونین، گلیسین، پرولین، ایزولوسین، والین، سرین، آلانین، اسید آسپارتیک، آسپاراژین، سیستیین، فنیل آلانین و گلوتامین با تاخیر در تاریخ کاشت از 15 اسفند تا 15 اردیبهشت ماه کاهش یافتند. ژنوتیپ تیتیکاکا در تاریخ کاشت سوم حداکثر عملکرد دانه را تولید کرد، در حالی که در تاریخ کاشت اول همه ژنوتیپ های مورد مطالعه در مورد اکثر اسیدهای آمینه پاسخ بهتری نشان دادند. همچنین مناسب ترین تراکم بوته برای دستیابی به بیشترین عملکرد دانه، 60 بوته در متر مربع بود. مواد معدنی بذر کینوا نسبت به تاریخ کاشت، تراکم بوته، ژنوتیپ و اثر متقابل آن ها تغییر معنی داری نشان ندادند به جز کلسیم که به طور معنی داری تحت تاثیر ژنوتیپ قرار گرفت. کمترین میزان ساپونین در ژنوتیپ تیتیکاکا در تراکم کاشت 40 بوته در متر مربع مشاهده شد. این نتایج نشان داد که ترکیب مواد مغذی ژنوتیپ های کینوا تحت تاثیر تاریخ کاشت و تراکم قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: ارزش تغذیه ای، پروتئین، رقم، عملکرد دانه، مواد معدنی
  • کاظم قاسمی گلعذانی*، مهدیه رجبی، رقیه فرضی امین آباد صفحات 217-229

    یک آزمایش مزرعه ای به صورت کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 1397 ترتیب داده شد تا پاسخ کلزا (Brassica napus L.)   به محلول پاشی نانو ذرات منیزیم و روی در سطوح مختلف آبیاری (I1، I2، I3، I4: به ترتیب آبیاری پس از 70، 100، 130 و 160 میلی متر تبخیر برای آبیاری معمول و تنش های ملایم، متوسط و شدید) ارزیابی گردد. کمبود آب دمای برگ را افزایش و محتوای آب برگ، پایداری غشا، محتوای کلروفیل و زیست توده گیاهی را کاهش داد که منجر به افت محصول دانه در واحد سطح گردید. محلول پاشی نانوذرات از طریق کاهش برخی از اثرات مضر کمبود آب بر دمای برگ، محتوای کلروفیل، پایداری غشا، ارتفاع بوته، زیست توده گیاه، تعداد دانه در بوته و وزن هزار دانه، موجب افزایش عملکرد دانه و روغن کلزا شد. بنابراین، محلول پاشی این نانوذرات می تواند یک تیمار برتر برای کاهش برخی از اثرات نامطلوب تنش خشکی بر عملکرد فیزیولوژیک و تولید کلزا در شرایط مزرعه باشد.

    کلیدواژگان: پایداری غشا، دمای برگ، کلزا، محتوای روغن، محتوای کلروفیل
  • بهزاد احسانی، سید جواد موسوی زاده*، کامبیز مشایخی صفحات 231-248
    مارچوبه (Asparagus officinalis L.) یک سبزی چند ساله با سطوح پلوییدی متفاوت است. جابجایی مواد جذب شده در مارچوبه دیپلویید (2X)  و اکتوپلویید (8X) بین ریزوم و اندام هوایی باید درک شود. انتقال قندهای محلول، رنگدانه ها و فعالیت اینورتاز در مارچوبه دو ساله از ماه می تا نوامبر 2019 مورد مطالعه قرار گرفت. ساکارز و گلوکز کربوهیدرات های محلول اصلی در ریزوم مارچوبه بودند. در مورد مارچوبه 2X  برخلاف آنتوسیانین، تعادلی از قند کل در اندام هوایی و ریزوم وجود داشت. می و سپتامبر ماه های مهمی در مصرف یا نگهداری مواد در مارچوبه 2X  بودند. ساکارز از اوت تا اکتبر در  2X  و 8X  از اندام هوایی به ریزوم منتقل شد. کل قند موجود در ریزوم از ماه می تا ژوین در 2X  و 8X  کاهش یافت. فعالیت آنزیم اینورتاز از ماه می تا ژوین افزایش یافت و پس از آن در هر دو مارچوبه 2X  و 8X  کاهش یافت. رشد اندام هوایی تا مرداد ماه بر ریزوم غالب بوده و بارگیری گلوکز در ریزوم کم بود. تجزیه تابع تشخیص تفاوت در الگوی پاسخ مارچوبه 2X  و 8X  را نشان داد زیرا ریزوم فروکتوز، کاروتنویید اندام هوایی و گلوکز ریزوم در مارچوبه 2X ولی ساکارز ریزوم، قندهای کل ریزوم، فروکتوز اندام هوایی، آنتوسیانین اندام هوایی، اینورتاز اندام هوایی و ساکارز اندام هوایی تاثیرگذارترین متغیرها در این دو نوع مارچوبه بودند. الگوهای انتقال قندهای کل، ساکارز، گلوکز و فروکتوز در مارچوبه دیپلویید و اکتوپلویید را می توان در مورد مدیریت تغذیه توسط زارعین مارچوبه استفاده کرد.
    کلیدواژگان: اینورتاز، پلوئیدی، ساکارز، قند کل، کربوهیدرات
  • رضا حسن پور*، داود زارع حقی، محمدابراهیم صادق زاده ریحان، پاشا قره باغی صفحات 249-260

    یکی از راهکارهای استفاده بهینه از منابع آب کشاورزی و حفظ آن استفاده از مواد جاذب مانند پومیس در خاک است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف پومیس بر مقدار آب خاک و رشد نهال سنجد انجام شد. به این منظور آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار و سه تکرار در سال 1396 تا 1397 در ایستگاه تحقیقاتی خواجه طراحی و اجرا شد. تیمارها شامل شاهد (بدون پومیس) و 10، 20 و 30 درصد پومیس بودند. در طول آزمایش، میانگین رطوبت خاک هر 10 روز یکبار با دستگاه TDR اندازه گیری شد. ویژگی های رشد نهال سنجد شامل ارتفاع نهال، قطر یقه و سطح برگ اندازه گیری شد. کمترین مقدار آب خاک برای تیمار شاهد ثبت شد و سپس با افزایش استفاده از پومیس افزایش معنی داری در این صفات مشاهده شد. در تیمار شاهد، ارتفاع نهال، قطر یقه و سطح برگ به ترتیب 56 سانتی متر، 6.2 میلی متر و 108 سانتی متر مربع بود، در حالی که در تیمار 30 درصد پومیس، همین ویژگی ها به ترتیب به 105 سانتی متر، 11.4 میلی متر و 201 سانتی متر مربع افزایش یافت. به طوری که با افزایش مقدار پوکه از 0 به 30 درصد، ارتفاع نهال، قطر یقه و سطح برگ به ترتیب حدود 87، 84 و 86 درصد افزایش یافت. بنابراین، می توان گفت که پومیس با حفظ آب خاک در طول فصل رشد به ویژه در شرایط دیم از تنش آبی گیاه جلوگیری کرده و رشد و نمو آن را افزایش می دهد.

    کلیدواژگان: ابرجاذب، تخلخل خاک، رطوبت خاک، سنجد
  • محمدحسین شمشیری*، زینب صادقی صفحات 261-275

    تولید سبزی های گلخانه ای در مناطقی که دچار خشک سالی بوده و با کمبود آب مواجه می باشند، با چالش هایی مواجه است. پیوند سبزی ها در شرایط تنش، فرصت هایی را برای بهبود عملکرد به وجود می آورد. در این پژوهش، رشد و پاسخ های بیوشیمیایی گوجه فرنگی گلخانه ای دافنیس پیوند شده روی پایه های مختلف تحت سطوح مختلف آبیاری بررسی شد. در یک آزمایش گلخانه ای، هفت پایه متعلق به جنس سولانوم مورد استفاده قرار گرفت و گیاهان با سه دور آبیاری (با فاصله 3 روز به عنوان شاهد و 6 و 9 روز به عنوان تنش خشکی ملایم و شدید) در مدت چهار ماه آبیاری گردیدند. نتایج بیان گر اثرات قابل توجه دور آبیاری و پایه بر رشد و ویژگی های بیوشیمیایی بود. افزایش دور آبیاری باعث کاهش وزن تازه شاخساره، طول ریشه و عملکرد گردید. برخی از پایه ها (S. cheesmaniae, Solanum lycopersicum var. cerasiforme) از نقطه نظر وزن تر شاخساره، طول ریشه و عملکرد نسبت به سایر پایه ها بهتر بودند. همچنین پایه ها بر تجمع ترکیبات فنولی کل، مجموع کربوهیدرات های محلول و مجموع فلاونوییدها تاثیر داشتند   S. lycopersicum var.  cerasiforme و S. cheesmaniae میزان کمتری از این ترکیبات را نشان دادند. برهمکنش دور آبیاری و پایه برای وزن تازه ریشه، نسبت شاخساره به ریشه و محتوای پرولین برگ معنی دار بود. پایه های S. lycopersicum var. cerasiforme  و  S. cheesmaniae وزن ریشه را در شرایط خشکی شدید حفظ کردند، درحالی که S. nigrum در همین شرایط منابع خود را به رشد شاخساره اختصاص داد. محتوای پرولین برگ در شرایط تنش خشکی شدید و برخی ترکیب های پیوندی افزایش یافت. به عنوان نتیجه گیری، نوع پایه به طور قابل توجهی بر رشد و پاسخ های بیوشیمیایی گوجه فرنگی رقم دافنیس تحت شرایط کم آبیاری تاثیر گذاشت S. cheesmaniae  و S. lycopersicum var. cerasiforme رشد بهتری را نشان دادند، درحالی که برخی از پایه ها سطح بالاتری از ترکیبات بیوشیمیایی را داشتند. این یافته ها اهمیت انتخاب پایه را در افزایش تحمل به خشکی در کشت گوجه فرنگی مورد تاکید قرار داده و اهمیت برخی ترکیبات بیوشیمیایی را در پایش وضعیت آبی گوجه فرنگی گلخانه ای نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تترکیبات فنلی، تنش خشکی، تنظیم اسمزی، فلاونوئیدها، کربوهیدرات های محلول
|
  • Snaz Hemmati Asl, Ebrahim Dorani * Pages 1-13
    Strawberry (Fragaria ananassa cv. Gavieta) are infected with several important viral diseases. In vitro culture of the meristem-tip is a valuable method in recovering pathogen-free plants and micropropagation of such crops. In this study, the effects of meristematic dome size, medium type and phenol inhibitors (AC, PVP and ascorbic acid) were investigated on the shoot tip culture of strawberry. Also the effect of plant growth regulators on shoot elongation was investigated. As the base medium, shoot tips were cultured on the MS media supplemented with 1 mg/l 6-benzylaminopurine (BAP) and 0.2 mg/l indole-3-acetic acid (IAA). The highest regenerated shoots were obtained with the meristematic dome with two leaves. The type of medium (liquid, semi-solid, and solid) significantly affected shoot tip proliferation, and the highest percentage of shoots were observed in the semi-solid medium. In the semi-solid medium all meristems were regenerated and produced more shoots with 8.55 mm length. Application of the phenol-absorbing and antioxidant compounds in the culture medium improved shoot induction and shoot performance. The best result was obtained in the medium supplemented with 500 mg/l polyvinylpyrrolidone (PVP) with 5 shoots, in which browning and explant death were avoided by absorbing phenolic substances from the explant.
    Keywords: Micropropagation, phenol-absorbing, antioxidant compounds, stem, strawberry
  • Shima Abbasi Karin, Ghasem Karimzadeh *, Mitra Mohammadi Bazargani Pages 15-27
    Willow herb (Epilobium sp.) is a medicinal plant that is used for various purposes in the traditional medicine and food industries. In this research, an attempt was made to assess morphological and phytochemical variations in eight Epilobium species (E. hirsutum, E. Parviflorum, E. roseum, E. algidum, E. anatolicum, E. confusum, E. frigidum, and E. lanceolatum). The species were collected from natural habitats during the flowering period. Analysis of variance showed a significant variation among the studied species for measured morphological and phytochemical traits. Total phenolic content varied from 194.64 ± 1.17 to 309.10 ± 5.59 mg g-1 DW, total flavonoids ranged from 39.03 ±0.21 to 56.14 ±0.67 mg g-1 DW, and antioxidant activity differed from 43.03 ± 2.20 to 101.36 ± 3.68 mg g-1 DW. The results showed that E. frigidum is the richest source of natural antioxidants among the studied species, and also has the highest seed and leaf lengths. Antioxidant activity was significantly correlated with bioclimatic variables. However, the dendrogram based on morphological traits was relatively different from that based on all phytochemical variables. In conclusion, the remarkable variation among species for the morphological and phytochemical traits may be exploited in the breeding programs of the genus Epilobium.
    Keywords: Antioxidant Activity, Epilobium, Morphological Traits, total phenols, total flavonoids
  • Homayoun Kanouni *, Yadallah Farayedi, Seyedeh Soudabeh Shobeyri Pages 29-42

    To evaluate the genotype × environment (G × E) interaction and stability of grain yield in the Kabuli type chickpea (Cicer arietinum L.), 15 white chickpea genotypes were evaluated in a randomized complete block design with four replications in Kurdistan, Maragheh, and Zandjan stations during three successive years under spring dryland conditions. Combined analysis of variance showed significant variation (p < 0.05) among the genotypes for grain yield. The results of AMMI (additive main effects and multiplicative interaction) analysis showed that the two first components (PC1 and PC2) of interaction were highly significant (p < 0.01) and accounted for 52% and 34% of the G × E interaction, respectively. The AMMI model determined the best combinations of genotypes and environments for grain yield. FLIP 09-369C had the highest level of stability under the present test conditions, which can be considered as a new cultivar. Also, the interaction effect of GE was studied by the GGE biplot method. According to the singular value decomposition, the first two principal components explained 52% and 34% of the total variation. Based on the GGE biplot method, the genotypes FLIP 09-369c, FLIP 09-365c, and FLIP 09-247c had higher grain yield and stability than other genotypes. The GGE biplot analysis divided the environments into two mega-environments including KURDISTAN-MARAGHEH and ZANDJAN, and for each mega-environment, FLIP 09-369C and FLIP 09-251C lines were recommended, respectively. The study also indicated that FLIP 09-364C, Samin, and FLIP 09-212C were identified as lines with general adaptability.

    Keywords: AMMI analysis, chickpea (Cicer arietinum L.), dryland agriculture, GGE biplot, Stability
  • Ismail Vahedi, Rasool Asghari Zakaria *, Nasser Zare Pages 43-60

    This study aimed to investigate the response of cow cockle (Vaccaria hispanica (Mill.) Rauschert) ecotypes from northwest Iran to salinity stress at the germination and adult plant stages via a factorial experiment based on a completely randomized design with three replications in 2021. The results showed significant differences among the ecotypes regarding the germination components and morpho-physiological traits, indicating the existence of genetic diversity among them. Germination percentage and its components decreased with increasing salinity levels. So, at the NaCl concentrations greater than 120 mM, seed germination was inhibited in all studied ecotypes. This indicated that the cow cockle is a salinity-sensitive species and does not tolerate high salt concentrations. At the adult plant stage, salinity decreased plant height, root and stem dry weights, chlorophyll a and b content, and increased shoot sodium content and sodium to potassium ratio. The estimation of the multi-trait genotype-ideotype distance index (MGIDI) for different ecotypes based on various traits showed that the E3, E8, and E6 ecotypes having the lowest MGIDI values under salt stress conditions at both germination and adult plant stages, were the most tolerant ecotypes. Moreover, the E7 and E1 ecotypes had the highest MGIDI values at both growth stages and showed a higher sensitivity to salt stress. The more tolerant ecotypes selected based on the MGIDI indicator can be used for further research and selection in the breeding programs of this plant.

    Keywords: cow cockle, Factor analysis, MGIDI index, Salt stress
  • Alireza Tarinejad *, MohammadReza Hossinzadeh, Sedigheh Soltabnpour, Mohammad Majidi Pages 61-80

    Expressed sequence tags of simple sequence repeats (EST-SSRs) are used to investigate genetic diversity and develop molecular markers for plants under biotic and abiotic stresses. However, there are a limited number of molecular markers based on the ESTs in rice to cope with the abiotic stresses including salinity, for use in breeding programs. Among 8299 ESTs, available in the NCBI database for salinity stress, 525 contigs, and 1139 singleton sequences were obtained. Twenty EST-SSR markers could be introduced for the selection of tolerant varieties to salt stress in rice by analysis of contigs and singletons. In contigs and singletons, significant common gene ontology terms are mainly related to the single-organism cellular process and response to abiotic stresses. The highest percentage of transcription factors for contigs and singletons was related to ERF, Dof, MYB, C2H2, BBR-BPC, bZIP, and WRKY. Moreover, the HSP81-2 (heat shock protein 81-2) and regulators of complement activation were identified as proteins of hub genes that were related to the salt stress tolerance mechanisms. Three uncharacterized hub genes (OS02T0161900-01, OsJ_19443, and OsJ_04035) including EST-SSRs for function identification were investigated by the 3D protein structure homology-modeling. OS02T0161900-01 as tetra ubiquitin, OSj-19443 as a serine/threonine-protein kinase/endoribonuclease, and OSj-04035 as a triosephosphate isomerase were identified. Most of the hub genes were related to environmental stresses and our findings provided candidate genes and transcription factors involved in salinity stress. The development of functional markers associated with abiotic stress tolerance will be helpful to facilitate rice breeding programs. However, before using these markers, laboratory confirmation is necessary.

    Keywords: Abiotic stress, contig, gene discovery, Oryza sativa L, salt, singleton, Yield
  • Mostafa Mehdizadeh, Mohammad Mohsenzadeh Golfazani *, Habibollah Samizadeh Lahiji Pages 81-97
    Information about the amount of genetic diversity in the germplasm and genetic relations of genotypes is essential for analyzing and designing breeding programs and could be used for assisting in genetic identification and improvement of the germplasm. In this research, the genetic diversity of 48 genotypes of the flue-cured, burley, and oriental types of tobacco was investigated by 12 ISSR, 10 SSR, and five IRAP primers. The maximum number of bands was observed in the UBC825, RTR-10, and mixed primer UBC817 + UBC826 with 17 bands, UBC817 with 16 bands, and RTR-8 with 15 bands. UBC824 with 10 and UBC823 with 11 bands showed the minimum number of bands among ISSR and IRAP primers, and PT30044 and PT30046 primers with two alleles showed the minimum number of alleles among SSR markers. In ISSR and IRAP, the observed percentage of polymorphism ranged from 76.92% for RTR-1 and RTR-7 to 94.11% for RTR-10, and in SSR markers, it was 100%. The average polymorphism percentage was 90.7%, which indicated suitable genetic diversity among the tobacco genotypes. The polymorphism information content ranged from 0.31 to 0.5 with an average of 0.42. The average diversity of Nei and Shannon indices were 0.39 and 0.58, respectively. Cluster analysis by the UPGMA method classified the 48 tobacco genotypes into five groups, containing 5, 12, 10, 6, and 15 genotypes, respectively. Principal coordinate analysis showed that the 14 first components could explain 51.49% of the total variance. The primers used in this study had high efficiency, which can be used to study the genetic diversity in tobacco.
    Keywords: burley, flue-cured, IRAP, Oriental, SSR
  • Giti Sotoudeh Ardabili, Rasool Asghari Zakaria *, Nasser Zare, Leila Ghaffarzadeh Namazi Pages 99-111
    Polyploidy, a common phenomenon in the evolution of plant species, plays an imperative role in plant diversification. Bride rose poppy (Papaver fugax Poir.) is a valuable medicinal plant due to its various alkaloids, such as fugapavin, mecambrin, romerine, salutaridine, protopine, and thebaine. In this study, we used quantitative polymerase chain reaction (qRT-PCR) to study the differential expression of four key genes, including CYPB80B1 ((S)-N-methylcoclaurine-3’-hydroxylase), MLP (major latex protein), 6OMT ((S)-norcoclaurine-6-O-methyltransferase), and salAT (7(S)-salutaridinol-7-O-acetyltransferase), involved in the biosynthesis of poppy alkaloids. The assessment of extracted RNA samples on 1% agarose gel electrophoresis and NanoDrop showed the proper quality and quantity of isolated RNA samples for cDNA synthesis. Gene expression analysis through qRT-PCR revealed increased expression of CYP80B1, MLP, and SalAT genes and decreased expression of 6OMT in tetraploid plants compared with diploids. Our results indicated that autotetraploidy induction could be applied, as a useful method, to increase morphine production in P.  fugax.
    Keywords: alkaloids, Gene Expression, Papaver fugax, tetraploidy
  • Armin Vahed Rezaei, Ali Asghari *, Majid Norouzi, Saeid Aharizad, Ramin Roohparvar, Ashkboos Amini Pages 113-130
    Stem rust or black rust is one of the most important fungal diseases that widely affect wheat yield and quality in the world. Therefore, the selection of genetic materials resistant to stem rust in the breeding programs is necessary. In this study, 24 winter wheat genotypes including eight varieties and 16 elite lines were evaluated at the adult plant and seedling stages using a randomized complete block design under the influence of local stem rust race TKTTF. Disease indices including the type of infection, the severity of infection, the coefficient of infection, the area under the disease progress curve (AUDPC), the relative area under the disease progress curve (rAUDPC), and genotype reaction were recorded. Significant differences were observed among the genotypes for all disease indices. Based on all indices, MV-17 and C-98-17 were resistant and C-98-14, C-98-9, Bolany, and Morocco were susceptible. Pearson’s correlation coefficients revealed a significant positive correlation between field type of infection, the severity of infection, the coefficient of infection, AUDPC, and rAUDPC at the field, and between greenhouse type of infection and genotype reaction at the greenhouse. Based on cluster analysis by Ward’s method, all the genotypes were classified into four groups (R, MR, MS, and S) in the adult plant stage and into two groups (R and S) at the seedling stage. The resistant genotypes can be used in the breeding programs for improvement of the stem-rust-resistant genotypes.
    Keywords: Cluster analysis, diversity, Resistance, rust, Wheat
  • Nadia Eslami-Bojnourdi‎, Raheem Haddad *, GhasemAli Garoosi‎, Reza ‎ Heidari-Japelaghi Pages 131-143

    Folates are a vital necessity for the retention of normal cellular activity. In contrast to humans, other organisms including plants gain folate coenzymes via de novo synthesis. GTP cyclohydrolase I (gtpch I, EC 3.5.4.16) catalyzes the first step of the biosynthesis of tetrahydrofolate (FH4) in plants by the conversion of GTP to dihydroneopterin triphosphate and formic acid. In this research, the expression pattern of the Vvgtpch I gene was assayed in different organs of the grape by the semi-quantitative RT-PCR. The analyses demonstrated that the Vvgtpch I gene was expressed in all grape organs. The highest amounts of expression were obtained in berry and leaf, whereas the lowest amount of Vvgtpch I transcript was related to the cluster. The response of Vvgtpch I gene to abiotic stresses was also investigated under the alkali and cold stresses by the semi-quantitative RT-PCR. Under the alkali stress, the transcript level of Vvgtpch I gene decreased considerably. Similar to the alkali stress, the transcript level of Vvgtpch I gene decreased under cold stress as well. To analyze the Vvgtpch I gene expression under oxidative stress, different treatments were applied such as chemical inducers, heavy metals, and plant growth regulators to trigger the production of reactive oxygen species. The Vvgtpch I showed a strong increase and a moderate increase in the transcript amount with Cu2+ and H2O2, respectively. Whereas, its transcript level was relatively down-regulated by the heavy metals and hormonal treatments, and almost disappeared by diamide.

    Keywords: folate, Gene Expression, Oxidative stress, reactive oxygen species, Abiotic stress
  • Bafrin Molaei, Sohbat Bahraminejad *, Leila Zarei Pages 145-159
    This study aimed to evaluate the variation in agronomic traits of 361 cultivated oat genotypes and to identify superior genotypes for oat breeding programs. The experiment was conducted as a simple square lattice design with two replications for two growing seasons (2018-2019 and 2019-2020) in Kermanshah, Iran. There was a significant difference among oat genotypes. The highest grain yield (GY) was obtained in the “OX87:080-2” and “LA Prevision” genotypes. Furthermore, genotypes “Rubida” and “VDO-931-1” were superior regarding the biomass. Several analyses were performed using the best linear unbiased prediction estimates. The correlation coefficients showed a significant positive relationship between GY and biomass, 1000-kernel weight (TKW), and the number of panicles per plot. Biomass was positively and significantly correlated with all studied traits, except TKW. The number of grains per panicle (NGPP) and TKW had the highest positive direct effects on the GY and NPPP imposed the highest positive indirect effect through TKW. While the highest negative indirect effect was exerted by the NGPP through the TKW. The results of pseudo-F for cluster analysis grouped genotypes in five separate groups. The fifth group had the highest values ​​for GY, biomass, TKW, and NPPP. So, these genotypes could be considered as qualified parents to produce superior lines in breeding programs.
    Keywords: Agronomic Traits, BLUPs, Genetic Diversity, multivariate analyses, oats
  • Siavash Ghorbanian, Jamal-Ali Olfati *, Babak Rabiei Pages 161-168
    Estimates of combining ability are useful in determining the value of watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai) lines in producing new hybrids with high yield and better quality. This research was conducted to estimate the general combining ability (GCA), specific combining ability (SCA), and heterosis for five inbred lines chosen for watermelon breeding at the University of Guilan, Iran. Analysis of variance indicated significant differences among hybrids for fruit weight and the number of lateral branches per plant. The GCA and SCA effects were significant for fruit weight and the number of lateral branches, which indicates the existence of both additive and dominance effects in controlling these two traits. The low narrow sense heritability indicated the smaller impact of additive gene action on fruit weight and the number of lateral branches in watermelon. However, broad sense heritability was high for fruit weight (0.69) and the number of lateral branches (8.88). The large gap between the broad sense heritability and narrow sense heritability indicated the importance of dominance effects in controlling the fruit weight and the number of lateral branches compared to additive effects. These results justify the development of hybrid varieties to exploit the dominance genetic effects in watermelon. The highest fruit weight and the number of lateral branches belonged to the S × Red cross. The highest SCA for the fruit weight was associated with the cross An × S. The cross S × Red had the highest SCA for the number of lateral branches. The high-parent heterosis was also higher in the cross S × Red for these traits. In conclusion, the hybrid S × Red may be proposed for the production of a hybrid variety in watermelon. However, crossing among various genotypes to produce new inbred lines seems necessary for the hybrid breeding program of watermelons in Iran.
    Keywords: additive effects, Diallel, dominant effects, Fruit Weight, Heritability, number of lateral branches
  • Ali Imani * Pages 169-179
    In this study, a pollination experiment on almond species was conducted about the pollen tube penetration in the pistil with a fluorescence microscope and the rate of fruit formation by the controlled pollination in the orchard. These species included two new almond genotypes of KD 13 and K11-8 as pollen receptors, and two almond cultivars Tuono (self-compatible) and D5 (self-incompatible), a peach cultivar HolouYazdi, and GN15 (hybrid between almond and peach) as donor pollen sources. This experiment was conducted in an almond orchard with six-year-old trees at Kamal-Shahr Horticulture Research Station in Karaj, Iran. The results showed a significant difference among pollen sources for in vitro pollen grain germination. The pollen germination percentage ranged from 45 to 86% in the cultivars and genotypes under study. There were significant differences among crosses for the rate of pollen tube penetration in different parts of the style. KD13 × D5 (self-incompatible (with 9.6% and K11-8 × D5 (self-incompatible) with 7.63% showed the highest percentage of pollen tube penetration but KD13 × Tuono and K11-8  ×Tuono with 1% and 2.12%, respectively, had the lowest pollen tube insertion into the style. Ninety days after pollination, the crosses of KD13 × KD5 and K11-8 × D5 showed the highest percentage of fruit set (48.90 and 42.45%, respectively) as compared to other pollinizers. It was determined that the fruit formation was mainly influenced by the pollen source and therefore the source of pollen had a decisive role in the final fruit set. As a result, it is important to choose the right pollen source in the breeding programs before recommending the cultivation of new almond varieties.
    Keywords: Fertilization, Hybrid, Prunus dulcis, Self-incompatibility
  • Manizhe Jahantighi, Parto Roshandel *, Abdolrazagh Danesh Shahraki Pages 181-195
    In plants, melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) contributes to various environmental stress responses and developmental processes. Accordingly, the effect of seed priming with melatonin (1250 µM) on increasing salt tolerance at 40 dS m-1 NaCl was studied in Chenopodium quinoa var. Titicaca (quinoa) using a factorial experiment based on a completely randomized design at Shahrekord University in 2019. In the present experiment, different levels of NaCl and melatonin were first applied and according to the obtained results, 1250 μM melatonin and 40 dS m-1 NaCl were selected for the main study. The measured traits and indices included the fresh and dry weight, the content of photosynthetic pigments, hydrogen peroxide (H2O2), malondialdehyde (MDA), as well as the activity of catalase, ascorbate peroxidase, and guaiacol peroxidase. Seed priming with melatonin reduced the adverse effects of NaCl in the salt-stressed quinoa plants by increasing the dry weight (two-fold) and the level of photosynthetic pigments (1.2-fold) compared to the salinity stress alone. Also, the application of melatonin by changing the activity of antioxidant enzymes, reduced the content of H2O2 by 25% and MDA by 42%, which resulted in the reduction of oxidative stress in the quinoa plants under salinity conditions. Overall, it can be concluded that seed priming with an optimal level of melatonin can be a proper technique to increase salt tolerance in quinoa under highly saline conditions by reducing the harmful effects of salinity-induced oxidative stress by reducing the H2O2 and lipid peroxidation levels. It also protects the photosynthetic machinery by reducing the degradation of photosynthetic pigments which leads to the increased growth of the quinoa plants under salinity conditions.
    Keywords: Oxidative stress, Quinoa, reactive oxygen species (ROS), salinity, seed pretreatment
  • Barakatullah Rabbani, Mahmud Khoramivafa *, Mohsen Saeidi, Leila Zarei, Mahmoud Bagheri Pages 197-215

    Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) is a plant with high nutritional value and has good adaptability to different growing conditions. To investigate the effects of planting date and density on the seed quality of three quinoa genotypes (Q29, Titicaca, and Red Carina), a field experiment was conducted in 2019-2020 at the research field of Agriculture and Natural Resources Campus, Razi University, Kermanshah, Iran. The seeds were sown on three dates (15th March, 15th April, and 15th May) under two planting densities (40 and 60 plants/m2). The experiment was conducted as a split-plot factorial design based on the randomized complete block design with three replications. The results revealed that both sowing date and plant density influenced the nutritional composition of the quinoa genotypes. The grain yield varied between 1642 and 2351 kg/ha, and the amino acids profile varied according to planting date and planting density. The amino acids histidine, glutamic acid, leucine, and lysine increased with delaying sowing date whereas threonine, tyrosine, arginine, methionine, glycine, proline, isoleucine, valine, serine, alanine, aspartic acid, asparagine, cysteine, phenylalanine, and glutamine decreased with delaying the sowing date from 15 March to 15 May. The Titicaca genotype produced maximum grain yield under the third sowing date while in the case of the first sowing date, all studied genotypes were more responsive regarding most amino acids. Also, the most suitable plant density to result in the highest grain yield was 60 plants/m2. The mineral content of the quinoa seeds was not influenced significantly by the sowing date, plant density, genotype, and their interactions, except for calcium which was affected significantly by the genotype. The lowest saponin content was observed in Titicaca under the planting density of 40 plants/m2. These results indicated that both sowing dates and plant densities influence the nutritional composition of quinoa genotypes.

    Keywords: Cultivar, Grain Yield, minerals, Nutritional Value, Protein
  • Kazem Ghassemi Golezani *, Mahdieh Rajabi, Roghiyeh Farzi-Aminabad Pages 217-229

    A field experiment was laid out as a split-plot design based on the randomized complete block design with three replications in 2018, to assess the responses of oilseed rape (Brassica napus L.) plants to the foliar treatment of nanoparticles (ZnO and MgO) under different watering levels (I1, I2, I3, I4: Irrigation after 70, 100, 130, and 160 mm evaporation as normal irrigation, and mild, moderate, and severe stresses, respectively). Water shortage increased leaf temperature and decreased leaf water content, membrane stability, chlorophyll content, and plant biomass, which resulted in the reduction of the grain yield per unit area. Foliar application of nanoparticles enhanced grain and oil yields of oilseed rape by reducing some detrimental impacts of water limitation on leaf temperature, chlorophyll content, membrane stability, plant height, plant biomass, grains per plant, and 1000-grain weight. Therefore, foliar spray of these nanoparticles could be a superior treatment for alleviating some of the adverse effects of drought stress on the physiology and productivity of oilseed rape plants in the field.

    Keywords: Chlorophyll Content, Leaf Temperature, Membrane stability, Oil Content, Oilseed Rape
  • Behzad Ehsani, Seyyed Javad Mousavizadeh *, Kambiz Mashayekhi Pages 231-248
    Asparagus (Asparagus officinalis L.) is a perennial vegetable crop with different ploidy levels. The translocation of assimilates in diploid (2X) and octoploid (8X) asparagus between rhizome and fern needs to be understood. Transfer of soluble sugars, pigments, and invertase activity were studied in the two-year-old asparagus from May to November 2019. Sucrose and glucose were the major soluble carbohydrates in the asparagus rhizome. In the case of 2X asparagus, there was a balance of total sugars in the fern and rhizome, as opposed to anthocyanin. May and September were critical stages in the consumption or storage of substances in 2X asparagus. Sucrose transferred from fern to rhizome from August to October in 2X and 8X. Total sugars in rhizome decreased from May to June in 2X and 8X. Invertase activity increased from May to June and after that declined in both 2X and 8X. The growth of fern was dominant to the rhizome until August and the loading of glucose in the rhizome was low. The discriminant analysis indicated the difference in the response pattern of the 2X and 8X asparagus, where the rhizome fructose, fern carotenoid, and rhizome glucose in 2X but the rhizome sucrose, rhizome total sugars, fern fructose, fern anthocyanin, fern invertase, and fern sucrose were the most influential variables in these two types of asparagus. The total sugars, sucrose, glucose, and fructose transfer patterns in diploid and octoploid asparagus can be used for nutrition management by asparagus growers.
    Keywords: Carbohydrate, invertase, ploidy, Sucrose, total sugar
  • Reza Hassanpour *, Davoud Zarehaghi, MohammadEbrahim Sadeghzadeh Reyhan, Pasha Gharabaghi Pages 249-260

    One of the strategies for efficiently using agricultural water resources and preserving them is to use absorbent materials such as pumice in soil. The present research aimed to evaluate the effects of different levels of pumice on soil water content and Russian olive seedling growth. For this purpose, an experiment was designed and conducted as a randomized complete block design with four treatments and three replications from 2017 to 2018 in the Khajeh Research Station. Treatments included control (no pumice), and 10%, 20%, and 30% pumice. During the experiment, the average soil moisture content was measured by TDR every 10 days. The growth characteristics of the Russian olive seedlings, including seedling height, collar diameter, and leaf area were measured. Minimum soil water content was recorded for the control treatment and then a significant increase was observed by increasing the use of pumice. In the control treatment, seedling height, collar diameter, and leaf area were 56 cm, 6.2 mm, and 108 cm2, respectively, while in the 30% pumice treatment, the same characteristics were significantly increased to 105 cm, 11.4 mm, and 201 cm2, respectively. So, by increasing the amount of pumice from 0 to 30%, seedling height, collar diameter, and leaf area increased by 87, 84, and 86%, respectively. Therefore, we can conclude that pumice by retaining soil water during the growing season, especially in rainfed conditions, prevents plant water-deficit stress and enhances its growth and development.

    Keywords: Russian olive, Soil Moisture, soil porosity, Superabsorbent
  • MohammadHosein Shamshiri *, Zeinab Sadeghi Pages 261-275

    Greenhouse vegetable production faces challenges in regions prone to drought and water shortages. Grafting offers opportunities to enhance performance under stress conditions. This study evaluated the growth and biochemical responses of Daphnis tomato grafted onto different rootstocks under different irrigation levels. In a greenhouse experiment, seven Solanaceous rootstocks were used and the plants were subjected to three irrigation regimes (3-day interval as control, and 6-day and 9-day intervals as moderate and severe drought stresses) for four months. Results showed significant effects of irrigation intervals and rootstocks on growth and biochemical characteristics. Increasing irrigation interval led to the reduction in shoot fresh weight (SHFW), root length (RL), and yield. Certain rootstocks (Solanum cheesmaniae, S. lycopersicum var. cerasiforme) outperformed others in SHFW, RL, and yield. Also, rootstocks influenced the accumulation of total phenolic compounds (TPC), total soluble carbohydrates (TSC), and total flavonoid content (TFC). S. lycopersicum var. cerasiforme and S. cheesmaniae showed the lowest levels of these compounds. The interaction of irrigation intervals with rootstocks was significant for root fresh weight, shoot-to-root ratio, and leaf proline content. S. lycopersicum var. cerasiforme and S. cheesmaniae maintained root biomass under severe drought stress, while S. nigrum exhibited efficient resource allocation to the shoots under severe drought stress. Leaf proline content increased under severe drought stress in specific rootstocks. In conclusion, the type of rootstock influenced the growth and biochemical characteristics of the Daphnis tomato under water-deficit stress conditions. S. cheesmaniae, and S. lycopersicum var. cerasiforme demonstrated better growth, while certain rootstocks exhibited higher levels of biochemical compounds. These findings emphasize the importance of rootstock selection for enhancing drought tolerance in tomato cultivation and show the significance of some biochemical compounds in determining the water status of the greenhouse tomato.

    Keywords: Drought Stress, flavonoids, osmoregulation, total phenolic compounds, total soluble carbohydrates