hassan marashi
-
هدف
گیاه زنجبیل (Zingiber officinale Roscoe) یکی از گیاهان خانواده Zingiberaceae بوده و از مهم ترین ادویه های جهان است که ریزومی تند و معطر تولید می کند و خواص درمانی زیادی دارد. این گیاه توانایی تولید بذر را به دلیل عقیمی شدید ندارد. تکثیر گیاه از طریق ریزوم، هزینه های کشت و احتمال حمله عوامل بیماریزا را بالا می برد. بنابراین استفاده از روش های تکثیر کشت بافت می تواند کمک موثری در جهت افزایش نرخ تکثیر و کنترل آلودگی داشته باشد. برای حصول نتیجه بهتر برای کشت بافت، ریزنمونه باید از منابع مادری سالم، تازه و قوی حاصل شود. به دلیل آن که در کالوس و جنین زایی سوماتیکی امکان ایجاد موتاسیون وجود دارد معمولا برای تکثیر از این روش ها استفاده نمی شود و بهتر است از ریز نمونه های نوک شاخه و یا جوانه ریزوم که امکان حفظ خصوصیات ژنتیکی را دارند استفاده شود.
مواد و روش هاجهت تکثیر مستقیم، از ریزنمونه ساقه ی برش خورده گیاه بالغ زنجبیل، برگ ها، طوقه و قطعات برش خورده جوانه ریزوم زنجبیل در محیط کشت پایه ی MS با 9 نوع ترکیب هورمونی مختلف استفاده شد که در آن ها از هورمون های BAP و NAA به تنهایی و یا در ترکیب با هم در غلظت های مختلف به منظور شاخه زایی استفاده گردید. ریز نمونه ها پس از شاخه زایی به محیط کشت MS حاوی یک میلی گرم بر لیتر NAA و IBA جهت ریشه زایی منتقل شدند. گیاهچه های بدست آمده در گلدان کاشته شده و به تدریج با محیط بیرونی سازگار شدند.
نتایجبهترین ریز نمونه برای تکثیر سریع و آسان زنجبیل جوانه سالم ریزوم این گیاه بود. بهترین تیمار برای شاخه زایی، 2 میلی گرم بر لیتر از هورمون BAP و یک میلی گرم بر لیتر از هورمون NAA در محیط کشت MS بود که 7 شاخه در ریزوم جوانه تولید نمود. بهترین تیمار برای ریشه زایی، در محیط کشت MS حاوی یک میلی گرم بر لیتر از هورمون NAA بود که 7 عدد ریشه را در شاخه تولید نمود. در ادامه، گیاهچه های کشت بافتی در گلدان حاوی خاک باغچه و کوکوپیت به نسبت 1:1 با موفقیت با محیط گلخانه سازگاری یافتند.
نتیجه گیرینتایج پژوهش حاضر نشان داد، ریزازدیادی گیاه زنجبیل تحت تاثیر نوع تنظیم کننده های رشد و غلظت آن ها در محیط کشت MS قرار می گیرد و ریزنمونه جوانه ریزوم برای تکثیر مستقیم دارای نتایج مطلوبی می باشد.
کلید واژگان: اکسین, جوانه, ریزوم, زنجبیل, کشت بافتBackground and objectiveGinger (Zingiber officinale Roscoe) belongs to the Zingiberaceae family and it is one of the most important spices in the world which produces spicy and fragrant flavors and it has many healing properties. This plant does not have the ability to produce seeds due to sterility. The growth of the plant through the rhizome causes the cost of cultivation and the probability of pathogen attack. Therefore, propagation using in vitro tissue culture be effective method for increasing the rate of proliferation and infection control. For obtaining the better results in tissue culture, explants should be prepared from healthy, fresh and strong maternal sources. Somatic embryogenesis usually not used for propagation due to mutation, so it is better to use the rhizome buds as explant to preserve genetic characteristics.
Material and MethodsFor micropropagation, explants including shoot, leaf, collar and buds of ginger in were used and cultured on MS basal medium supplemented with 9 different hormonal combinations (BAP alone or in combination with NAA) for shoot induction. Shoots were transferred to MS medium containing 1 mg/l NAA or IBA for rooting. Plantlets were transferred to pots and gradually adapted to the greenhouse condition.
ResultsThe best explant for fast and easy multiplication of ginger was the healthy rhizome. MS culture medium supplemented with 2 mg/l BAP and 1 mg/l NAA produced 7 shoots in each rhizome bud. The best treatment for rooting was MS medium containing 1 mg/l NAA which produced 7 roots per shoot. Then, the plantlets were successfully adopted in pots containing garden soil and cocopeat at greenhouse condition.
ConclusionThe results of this study showed that micropropagation of ginger plant is affected by the type of growth regulators and their concentration in MS medium and the rhizome buds were the best explants for direct in vitro propagation of ginger.
Keywords: Auxin, Bud, Rhizome, Tissue Culture -
در برنامه های به نژادی گیاهان، انتخاب یکی از مهم ترین مراحل و کارآیی آن به میزان زیادی وابسته به تنوع ژنتیکی جمعیت و وراثت پذیری صفات است. با توجه به پیچیده بودن وراثت عملکرد، انتخاب مستقیم برای بهبود آن چندان موثر نمی باشد، بنابراین می توان با استفاده از روش های آماری چند متغیره اطلاعات لازم برای گزینش غیرمستقیم جهت بهبود عملکرد دانه را به دست آورد. هدف از این پژوهش بررسی روابط بین صفات مهم زراعی، ارزیابی شاخص های گزینش پایه و ارایه بهترین شاخص ها به منظور بهبود عملکرد دانه و شناسایی بهترین ژنوتیپ های کینوا جهت ادامه برنامه به نژادی به منظور معرفی رقم بود. بدین منظور 60 ژنوتیپ کینوا تهیه شده از موسسه IPK آلمان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در سال 1401 در مزرعه تحقیقاتی واقع در شهرستان کوهدشت مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه علیت فنوتیپی و ژنوتیپی عملکرد دانه نشان داد که دو صفت وزن هزار دانه و تعداد خوشه در بوته دارای بیش ترین اثر مستقیم مثبت و معنی دار بر عملکرد دانه ژنوتیپ های مورد مطالعه بودند. همچنین استفاده از ضرایب همبستگی فنوتیپی و ژنوتیپی و صفات ردیف اول وارد شده در مدل تجزیه علیت عملکرد دانه به عنوان ارزش اقتصادی، بیش ترین بهره ژنتیکی صفات را به دنبال داشت و بنابراین می توانند شاخص های مطلوب و مناسبی برای گزینش ژنوتیپ های برتر کینوا باشند.
کلید واژگان: پیشرفت ژنتیکی, تجزیه علیت, سودمندی نسبی, همبستگی ژنوتیپیIn plant breeding programs, selection is one of the most important steps, and its efficiency is highly depends on the genetic diversity of the population and the heritability of traits. Due to the complexity of grain yield inheritance, direct selection is not very effective to improve it, so it is possible to obtain the necessary information for indirect selection to improve selection for grain yield by using multivariate statistical methods. The purpose of this research was to investigate the relationships between important agricultural traits, evaluate basic selection indices and provide the best indices to improve grain yield and identify the best quinoa genotypes to continue the breeding program to introduce the cultivar. For this purpose, 60 quinoa genotypes received from IPK Institute of Germany and were evaluated in the frame of randomized complete block design with 3 replications in 2022 in the research farm located in Kohdasht city. The results of phenotypic and genotypic path analysis of grain yield showed that the two traits of 1000-grain weight and number of panicle per plant had the most positive and significant direct effect on the grain yield of the studied genotypes. Also, the use of phenotypic and genotypic correlation coefficients and the first row traits included in the path analysis model of grain yield as economic value led to the highest genetic benefit of the traits and therefore, they can be good and suitable indicators for the selection of superior quinoa genotypes.
Keywords: Genetic advance, Genotypic correlation, Path analysis, Relative efficiency -
پنبه (Gossypium hirsutum L) یکی از مهمترین محصولات اقتصادی جهان است که به عنوان غنی ترین منبع فیبری و پایه اصلی روغن خوراکی محسوب می شود. ارقام های پنبه در مقایسه با دیگر گیاهان نسبت به پروتکل های مختلف باززایی، گیاهان سرسختی هستند. بنابراین تهیه پروتکلی با بازدهی بالا برای باززایی ارقام تجاری پنبه کشور ضروری است. در این پژوهش بذر های ارقام ساحل، ورامین، خورشید، گلستان، لطیف، کاشمر و ارمغان مورد استفاده قرار گرفته است. مریستم های جداسازی شده در بر روی محیط اندام زایی شامل محیط تشکیل شده از نمک های MS و ویتامین های B5 و هورمون قرارداده شدند. شاخساره های تولید شده جهت پرآوری به محیط شاخه زایی منتقل شدند. در بین محیط های بررسی شده با توجه به اندازه گیری تعداد شاخساره و طول شاخساره مناسب ترین محیط برای شاخه زایی محیط حاوی 2mg/l BAP و 2mg/l kin بود. بیش ترین درصد شاخه زایی 92 بوده و در ارقام مختلف تفاوت معنی داری نشان نداد. شاخساره های حاصل به منظور ریشه زایی به پنج نوع محیط ریشه زایی مختلف منتقل شدند. براساس نتایج حاصل از تجزیه آماری با اندازه گیری طول ریشه بهترین محیط برای ریشه زایی محیط حاوی نمک های MS و ویتامین های B5 به همراه 1mg/l IBA بوده است که 95 درصد ریشه زایی داشته است. تحقیق حاضر روشی سریع، پربازده و مستقل از ژنوتیپ جهت اندام زایی و شاخه زایی از مریستم انتهایی بهینه سازی شد. افزایش نرخ ریشه زایی و ارایه روشی مستقل از ژنوتیپ برای ریشه زایی از دیگر دستاوردهای این پژوهش است.
کلید واژگان: مریستم انتهایی, پنبه, شاخه زایی, BAP, ریشه زاییCotton (Gossypium hirsutum. L) is an important economic crop worldwide, valued for its rich fibres and its role as a major source of edible oil. However, the resistance of cotton to conventional regeneration protocols is a challenge. Therefore, the development of efficient plant regeneration protocols for recalcitrant species such as cotton, especially from meristem apex explants, is crucial for the advancement of functional genomics and selective breeding using transformation technologies. In this study, we used seeds of Sahil, Varamin, Khurshid, Golestan, Latif, Kashmer and Armaghan varieties. The meristems isolated from these cultivars were cultured on a medium containing MS salts, B5 vitamins and hormones to induce organogenesis. The shoots were then transferred to a branching medium. Optimal branching was observed with a medium enriched with 2 mg/l BAP and 2 mg/l Kin, with no significant differences between varieties and a maximum branching level of 92. In addition, the shoots were transferred to five different rooting media. Statistical analysis showed that a medium containing MS salts, B5 vitamins and 1 mg/l IBA gave the highest rooting rate of 95%. Our study optimised a fast, productive and genotype-independent method for organogenesis and branching from the shoot tip in cotton. The improved rooting rate and the provision of a genotype-independent rooting method are further results of this research that promise significant advances in cotton regeneration protocols.
Keywords: Shoot Apex, Cotton, Direct Regeneration, BAP, Rooting -
به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی جهت استفاده در تحقیقات بعدی، در این پژوهش تنوع ژنتیکی 60 ژنوتیپ کینوا وارداتی با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره در سال 1400 در دانشکده علوم کشاورزی دانشگاه گیلان مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج ارزیابی های فنوتیپی ژنوتیپ های کینوا نشان داد که تنوع نسبتا بالایی در بین آن ها وجود داشت که در بین صفات مورد بررسی به ترتیب صفات عملکرد دانه در بوته (8/42) و تعداد روز تا خمیری شدن دانه (14/8) بیشترین و کمترین مقدار ضریب تغییرات فنوتیپی را داشتند. ارزیابی تنوع مولکولی ژنوتیپ ها با استفاده از 40 جفت نشانگر ریزماهواره، تعداد 136 باند چندشکل تولید کرد و میانگین تعداد آلل های موثر (81/1)، محتوای اطلاعات چندشکلی (60/0)، شاخص شانون (54/0) و تنوع ژنی نی (44/0)، وجود تنوع بالا در بین ژنوتیپ های کینوا را مورد تایید قرار داد. نشانگرهای KAAT027، KAAT036، KAAT040، KCAA014، KGA042، KGA055 و KGA059 با پنج آلل چندشکل، بیش ترین تعداد آلل چندشکل را در بین نشانگرهای مورد استفاده داشتند. میانگین تعداد آلل های موثر نشانگرهای ریزماهواره در ژنوتیپ های کینوا 81/1 آلل بود و نشانگرهای KAAT027 و KAAT006 با 75/3 و 08/1 آلل،
به ترتیب بیش ترین و کم ترین تعداد آلل موثر را نشان دادند. تجزیه خوشه ای با استفاده از روش UPGMA، 60 ژنوتیپ کینوا را در دو زیرجمعیت با 38 و 22 ژنوتیپ گروه بندی کرد. با توجه به اینکه یکی از معیارهای مهم در انتخاب نشانگرهای مناسب و سودمند، تعداد آلل موثر است، بنابراین می توان از نشانگرهای با تعداد آلل موثر بیش تر شامل KAAT027، KAAT036 و KAAT040 (هر سه با بیش از سه آلل موثر)، برای بررسی تنوع ژنتیکی در ژنوتیپ های کینوا در پژوهش های آتی استفاده کرد.کلید واژگان: تجزیه خوشه ای, ساختار جمعیت, کینوا, محتوای اطلاعات چندشکل و نشانگر ریزماهوارهTo evaluate the genetic diversity in quinoa genotypes for future studies, 60 imported quinoa genotypes were studied using microsatellite markers (SSR) at the faculty of agricultural sciences, University of Guilan, Rasht, Iran, in 2022. The results of the phenotypic evaluation of the quinoa genotypes showed that there was a relatively high diversity among them. Among the studied traits, seed yield plant-1 (42.8) and days to seed dough stage (8.14) had the highest and lowest phenotypic coefficient of variation, respectively. Evaluating the molecular diversity of genotypes using 40 microsatellite markers produced 136 polymorphic bands, and the average number of effective alleles (1.81), polymorphic information content (0.60), Shannon's index (0.54) and Nei’s genetic diversity (0.44), confirmed the existence of high diversity among the quinoa genotypes. The markers KAAT027, KAAT036, KAAT040, KCAA014, KGA042, KGA055 and KGA059 with five polymorphic alleles had the highest number of polymorphic alleles among the used markers in this experiment. The average number of effective alleles of microsatellite markers in the studied quinoa genotypes was 1.81 alleles, and markers KAAT027 and KAAT006 with 3.75 and 1.08 alleles showed the highest and lowest number of alleles, respectively. Cluster analysis using UPGMA method grouped 60 quinoa genotypes into two subpopulations with 38 and 22 genotypes. Since one of the important criteria to choose suitable and useful markers is the number of effective alleles, therefore, markers with more effective alleles such as KAAT027, KAAT036 and KAAT040 (all with more than three effective alleles) can be used to investigate the genetic diversity of quinoa genotypes in the future researches.
Keywords: Cluster analysis, Microsatellite markers, Polymorphic information content, Population structure, Quinoa -
پسته یکی از مهم ترین محصولات باغی است که به دلیل دوپایه بودن و هتروزیگوسیتی بالا، دارای تنوع ژنتیکی زیادی است، از این رو شناسایی تنوع ژنتیکی موجود در بین ژنوتیپ های پسته در جهت اصلاح و تولید ارقام مقاوم به پسیل اهمیت ویژه ای دارد. پسیل پسته یکی از مهم ترین آفات درخت پسته است که پوره و حشرات بالغ این آفت با مصرف شیره گیاه سبب افزایش میزان پوکی، عدم خندانی و همچنین کاهش عملکرد می شود. در این پژوهش چندشکلی های تک نوکلیوتیدی و حذف و اضافه کوچک در چند رقم ایرانی پسته حساس (اکبری، کله قوچی، احمدآقایی، ممتاز) و مقاوم (بادامی زرند، حاج عبداللهی، ایتالیایی، سرخس) به پسیل مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا خوانش ها با ژنوم مرجع هم ردیف شدند و سپس چندشکلی های تک نوکلیوتیدی و حذف و اضافه های کوچک مشخص شدند. درصد هم ردیفی خوانش ها با ژنوم مرجع بالای 96 درصد بود که نشان دهنده کیفیت بالای هم ردیفی بود. ارقام حساس به ترتیب دارای 2920688 و 701109 و ارقام مقاوم دارای 2919898 و 701000 چندشکلی تک نوکلیوتیدی و حذف و اضافه کوچک بود. در مجموع، نتایج تجزیه و تحلیل داده ها نشان داد که تنوع ساختاری و چندشکلی تک نوکلیوتیدی و حذف اضافه کوچک ژنوم در ارقام حساس بیشتر از ارقام مقاوم است.
کلید واژگان: پسته, تنوع نوکلئوتیدی, توالی یابی کل ژنوم, مقاومت به آفت, GATKPistachio is one of the most important crops that have a large genetic diversity due to its dicotyledonous and high heterozygosity, so identifying these genetic differences is of particular importance for breeding and production of psyllid-resistant pistachio cultivars. Pistachio psyllid is one of the most important pests of the pistachio tree. The nymphs and adult insects of this pest increase the amount of porosity, and reduce yield and lack of laughter, by consuming plant sap. In this study, single nucleotide polymorphisms (SNP) and small indels were investigated in Iranian pistachio sensitive cultivars (Akbari, Kalehghoochi, Ahmad Aghaei, Momtaz) and resistant cultivars (Badami Zarand, Haj Abdollahi, Italian, Sarakhs) to psyllids. The readings were first aligned with the reference genome, and then single-nucleotide polymorphisms and deletions, and small indels were identified by the GATK toolkit. The percentage of alignment of the readings with the reference genome was above 96%, which indicated the high quality of alignment. Sensitive cultivars had 2920688 and 701109 and resistant cultivars had 2919898 and 701000 SNP and small indels, respectively. In general, the results of data analysis showed that the structural and polymorphic diversity of mononucleotides and the small indels are greater in susceptible cultivars than in resistant cultivars.
Keywords: Pistachio, Nucleotide diversity, Pest resistance, Whole genome sequencing, GATK -
مقدمه
کینوا به مناطق متعددی سازگار است و قابلیت رشد در شرایط بیابانی، یخبندان ها و اقلیم های گرم و خشک را دارد. به دلیل نیاز آبی کم این گیاه، کاشت کینوا می تواند در بیش تر استان های کشور گسترش یابد و علاوه بر تامین نیاز غذایی جمعیت رو به رشد کشور، به اشتغال زایی در این مناطق نیز کمک کند. از آن جایی که ارزش اقتصادی یک رقم بستگی به ارزش صفات مختلف آن دارد، بنابراین آگاهی از وضعیت صفات و میزان تنوع بین ژنوتیپ ها در جمعیت مورد مطالعه به منظور اصلاح و معرفی ارقام ضروری است. اگرچه در موطن اصلی این گیاه در آمریکای جنوبی و نیز در بسیاری از کشورهای اروپایی، شناسایی و یا اصلاح ارقام زودرس کینوا انجام شده است، اما تا کنون موفق به معرفی ارقام زودرسی که هم زمان دارای سایر ویژگی های کمی و کیفی مطلوب نظیر عملکرد دانه بالا و کیفیت دانه مناسب باشند، نشده اند. از این رو تحقیق حاضر به منظور بررسی صفات مهم مورفولوژیک و فنولوژیک مرتبط با عملکرد دانه و طول دوره رشد در بین تعدادی از ژنوتیپ های وارداتی کینوا انجام شد تا ضمن ارزیابی میزان تنوع بین ژنوتیپ ها بر اساس صفات مورد مطالعه، ژنوتیپ های زودرس پرمحصول و قابل کاشت در منطقه شناسایی و معرفی شوند.
مواد و روش هامواد گیاهی این تحقیق شامل 60 ژنوتیپ وارداتی کینوا با منشا کشورهای پرو، شیلی و بولیوی بود که از بانک ژن موسسه تحقیقات ژنتیک گیاهی (IPK) آلمان تهیه شد. ژنوتیپ های مورد مطالعه در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در شهرستان کوهدشت در سال زراعی 1400 کشت و از نظر صفات مهم کمی مرتبط با عملکرد و اجزای عملکرد مورد ارزیابی قرار گرفتند. صفات مورد مطالعه در این تحقیق شامل صفات تعداد روزهای از کاشت بذر تا مراحل رشد سه برگی، تشکیل گل آذین، رنگی شدن گل آذین، گرده افشانی و رسیدگی فیزیولوژیک، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد خوشه در بوته، وزن هزاردانه، عملکرد دانه، شاخص برداشت، درصد ساپونین دانه و درصد پروتیین دانه بودند. برای تجزیه و تحلیل داده ها، علاوه بر تجزیه واریانس و مقایسه میانگین ها، ارتباط بین صفات مورد مطالعه نیز با ضرایب همبستگی فنوتیپی و ژنوتیپی بررسی و سپس صفات موثر بر عملکرد دانه با استفاده از تجزیه رگرسیون گام به گام شناسایی و میزان آثار مستقیم و غیرمستقیم آنها بر عملکرد دانه بر اساس روش تجزیه علیت برآورد شد. از روش تجزیه به عامل ها برای شناسایی عوامل پنهانی و مستقل موثر بر صفات مورد مطالعه و تحلیل وجود همبستگی بین صفات و از روش تجزیه خوشه ای به منظور گروه بندی ژنوتیپ ها و انتخاب ژنوتیپ های برتر این آزمایش استفاده شد. کلیه تجزیه و تحلیل های آماری داده های این آزمایش با استفاده از نرم افزارهای آماری SAS نسخه 2/9 و SPSS نسخه 25 انجام شد.
یافته های تحقیقنتایج حاصل از محاسبه شاخص های آماری مختلف، نشان دهنده وجود تفاوت های آماری معنی دار و تنوع قابل توجه در بین ژنوتیپ های کینوا از نظر اغلب صفات ارزیابی شده بود. برآورد ضرایب همبستگی فنوتیپی و ژنوتیپی بین صفات نشان داد که همبستگی مثبت و بسیار معنی داری بین عملکرد دانه و صفات وزن هزار دانه (به ترتیب 938/0 و 934/0)، شاخص برداشت (به ترتیب 864/0 و 852/0)، طول خوشه (به ترتیب 762/0 و 750/0) و تعداد خوشه در بوته (به ترتیب 677/0 و 651/0) وجود داشت. نتایج حاصل از تجزیه رگرسیون گام به گام و تجزیه علیت عملکرد دانه نیز نشان داد که دو صفت وزن هزار دانه و طول خوشه اصلی، دارای بیش ترین تآثیر مثبت و مستقیم معنی دار بر عملکرد دانه بودند و به عنوان متغیرهای پیشگویی کننده عملکرد دانه انتخاب شدند. بر اساس نتایج تجزیه به عامل ها، سه عامل اصلی و مستقل در مجموع 81 درصد از تغییرات کل جمعیت مورد مطالعه را توجیه کردند و سهم این عامل ها به ترتیب 602/39، 173/32 و 393/9 درصد بود. تجزیه خوشه ای بر اساس روش حداقل واریانس وارد، 60 ژنوتیپ مورد مطالعه را در سه گروه قرار داد که به ترتیب شامل 25، 19 و 16 ژنوتیپ بودند. گروه بندی حاصل از تجزیه خوشه ای با توزیع جغرافیایی ژنوتیپ ها مطابقت داشت، به طوری که ژنوتیپ های گروه اول دارای منشا بولیوی، گروه دوم دارای منشا پرو و گروه سوم دارای منشا شیلی بودند. تعدادی از ژنوتیپ های موجود در گروه های اول و دوم که از نظر صفات عملکرد دانه، وزن هزار دانه و طول خوشه اصلی دارای ارزش های بالاتر و در عین حال از نظر میزان ساپونین دانه و ویژگی های فنولوژیک مرتبط با طول دوره رشد دارای ارزش های کم تری بودند، جهت قرار گرفتن در برنامه معرفی رقم و یا استفاده در برنامه های به نژادی بعدی انتخاب و معرفی شدند.
نتیجه گیرینتایج حاصل از این تحقیق، تنوع ژنوتیپی قابل توجه و بسیار بالایی را در بین ژنوتیپ های مطالعه شده کینوا نشان داد. از ژنوتیپ های برتر شناسایی شده در این تحقیق، در صورت تایید نتایج در تکرار آزمایش، می توان علاوه بر معرفی مستقیم آنها به عنوان رقم، به عنوان منابع ژنتیکی مناسب در برنامه های به نژادی مختلف کینوا استفاده کرد.
کلید واژگان: اجزای عملکرد, تجزیه به عامل ها, تجزیه خوشه ای, تجزیه علیت, ضرایب همبستگیIntroductionQuinoa (Chenopodium quinoa Willd) is adapted to many regions and has the ability to grow in desert and frosts conditions, and hot and dry climates. Due to the low water requirement of quinoa, the development of its cultivation can be expanded in most provinces of the country, and in addition to providing the food needs of the growing population, it can also help in creating jobs in these areas. Since the economic value of a variety depends on the value of its various traits, it is necessary to know the status of traits and the variation between genotypes in the studied population to improve and introduce cultivars. Although early maturity quinoa cultivars have been identified and/or improved in the native land of this plant in South America and in many European countries, so far, early maturity cultivars with the other suitable quantitative and qualitative characteristics such as high grain yield and quality have not been introduced. The present study was conducted to investigate the important morphological and phenological traits related to grain yield and growth period among a number of foreign quinoa genotypes. The objectives of this experiment were to evaluate genetic diversity between genotypes in term of the studied traits and to identify and introduce high-yielding, early maturity and plantable genotypes in the region.
Materials and methodsThe plant materials of this research were sixty foreign quinoa genotypes with the origin of Peru, Chile and Bolivia, obtained from the Genebank of Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK), Leibniz, Germany. The studied genotypes were planted in randomized complete block design with three replications in Koohdasht, Khorramabad province, Iran, in 2021 and were investigated in for important quantitative traits related to yield and yield components. The studied traits included number of days from seed sowing to growth stages of three leaves, inflorescence formation, inflorescence coloring, pollination and physiological maturity, as well as plant height, panicle length, number of panicles per plant, 1000-grain weight, grain yield, harvest index, grain saponin percentage and grain protein percentage. For data analysis, in addition to analysis of variance and comparison of means, the relationship between the studied traits was also evaluated by phenotypic and genotypic correlation coefficients, the traits affecting grain yield were identified by stepwise regression analysis, and direct and indirect effects of each trait on grain yield were estimated using path analysis method. Also, factor analysis was used to identify the hidden and independent factors affecting the studied traits and the reasons of traits correlation, and cluster analysis was used to group the genotypes and select the superior genotypes of this experiment. All statistical analyzes of this experiment were performed using SAS ver. 9.2 and SPSS ver. 25 statistical softwares.
Research findingsThe results obtained from the various statistical indices indicated the existence of statistically significant differences and high diversity among the studied quinoa genotypes for most of the evaluated traits. Calculating phenotypic and genotypic correlation coefficients showed significant correlations between grain yield and 1000-grain weight (0.938 and 0.934), harvest index (0.964 and 0.852), panicle length (0.762 and 0.750) and number of panicles per plant (0.677 and 0.651), respectively. The results of stepwise regression and path analyses of grain yield showed that 1000-grain weight and main panicle length with the highest positive and significant direct effects on grain yield, were the most important predictive variables for grain yield. Based on the results of factor analysis, three independent factors justified 81% (40%, 32% and 9%, respectively) of total variation in the studied population. Cluster analysis based on Ward’s minimum variance method grouped 60 quinoa genotypes into three clusters, which included 25, 19 and 16 genotypes, respectively. The grouping resulting from the cluster analysis corresponded to the geographical distribution of the genotypes, so that the genotypes of Bolivia, Peru and Chile were grouped in the first, second and third clusters, respectively. A number of genotypes in the first and second groups with the higher values for grain yield, 1000-grain weight and panicle length, as well as the lower values for grain saponin content and phenological characteristics related to growth period, can be selected and suggested for use in the multi-regional trials to introduce the variety programs or for use in the future breeding programs.
ConclusionThe results of the present study showed a significant and very high phenotypic diversity among the studied quinoa genotypes. The superior genotypes identified in this research, after confirming the results in repeating the experiment, can be directly introduced as the new varieties and/or used as the suitable genetic resources in different quinoa breeding programs.
Keywords: Cluster analysis, Correlation coefficient, factor analysis, Path analysis, Yield components -
Silver nanoparticles are widely used in manufacturing of different products considering their unique physical and chemical properties. Also they have been noticed in medical diagnosis and treatment because of their antibacterial properties. Physical and chemical methods of producing nanoparticles, are expensive and are not safe enough as toxic substances may remain in the final preparations. To solve this problem, biological production of nanoparticles is considered as an efficient alternative method. In present study, synthesis of silver nanoparticles via seeds, petals, roots, and hairy root extracts of Calendula officinalis were performed. These nanoparticles were characterized by means of spectrophotometer, particle size analyzer and transmission electron microscope. Nanoparticles which were synthesized by hairy root extract showed the highest absorption at 430 nm (1/6 a.u) and the smallest size (5/3 nm), in comparison to other examined particles. Results confirmed the better performance of hairy root extracts in the synthesis of silver nanoparticles.
Keywords: Calendula officinalis, Marigold, Hairy roots, Silver nanoparticles -
بیماری تب برفکی یک بیماری خطرناک دامی است که باعث ایجاد خسارات زیادی به تولید شیر و گوشت می شود. بنابراین، تولید یک واکسن زیرواحدی علیه این بیماری از اهمیت بالایی برخوردار است. بیان موقت ژن ابزار ارزشمندی جهت تولید سریع و قابل قبول واکسن های نوترکیب است. در این مقاله از بیان موقت ژن با استفاده از اگروباکتریوم در گیاه اسفناج جهت بیان یک ژن شیمری استفاده شده است که بخشی از پروتئین پوششی ویروس مولد تب برفکی موسوم به VP1 را کد می کند. حضور و بیان ژن خارجی در برگ های استفناج با استفاده از آزمون های PCR، Real Time PCR، دات بلات و الایزا تایید شد. نتایج بدست آمده نشان داد که ژن مورد نظر در سطح بالایی در برگ های اسفناج بیان شده است و این نشان می دهد که بیان موقت روشی موثر و سریع برای تولید پروتئین های نوترکیب است. مراحل تراریخته سازی، تشخیص پروتئین نوترکیب و کاربرد آن در آزمایشات مولکولی توضیح داده می شود.
کلید واژگان: اگرواینفیلتریشن, اسفناج, تب برفکی, واکسن نوترکیب, VP1Foot and Mouth Disease (FMD) is a very dangerous livestock disease which causes a serious loss in the production of milk and meat. Therefore, producing an effective recombinant subunit vaccine virus this disease is of great importance. Transient gene expression is a valuable tool to reach rapid and acceptable recombinant vaccine. An Agrobacterium-mediated transient gene expression assay was carried out in spinach (Spinacia oleracea) leaves for expression of a chimeric gene encoding a part of capsid protein of Foot and Mouth Disease virus called VP1. The plant leaves were transformed via agroinfiltration procedure. The presence of foreign gene and its expression in transformed plants were confirmed through polymerase chain reaction (PCR), real time PCR, protein Dot blot and ELISA. The results obtained in this examination showed quite a high level of gene expression in spinach leaves, showing that transient gene expression can be applied as an effective and time-saving procedure for the production of recombinant proteins. The procedures for transformation, detection of recombinant protein and its application for molecular experiments are described in the study.Keywords: agroinfiltration, FMDV, recombinant vaccine, spinach, VP1 -
Amorpha-4,11-diene synthase (ADS) is a key enzyme in biochemical pathway of the antimalarial agent artemisinin. An Agrobacterium-mediated transformation was carried out to express a synthetic ADS gene in green microalga Chlamydomonas reinhardtii strain 125C with bacterial strains GV3101 and LBA4404. The foreign gene was optimized based on codon usage bias of the microalga. Integration of the ADS in nuclear genome of C. reinhardtii was confirmed by polymerase chain reaction assay. The transgenic colonies cultured on selective medium turned yellow after three days and gradually died. Transformation procedure, growth habit of the transgenic microalgae together with probable causes of transformants loss is discussed. The present study is the first investigation for production of ADS enzyme in a microalgal system.Keywords: Amorpha, 4, 11, diene synthase, Chlamydomonas reinhardtii, Agrobacterium, Transformation
-
آفت پیله خوار یکی از عوامل اصلی کاهش عملکرد نخود محسوب می شود و انتقال ژن با هدف افزایش مقاومت به این آفت، از اهداف اصلاحی در این گیاه زراعی می باشد. یکی از راهبردهای موثر برای تولید نخود تراریخته مقاوم به آفت پیله خوار، استفاده از سموم طبیعی Cry از باکتری باسیلوس تورینجینسیس است. این سموم قادرند در معده حشرات فعال شده و سیستم گوارشی حشره را مختل نمایند. در مطالعه حاضر بررسی ثبات حضور ژن cry1Ac و بیان آن در نسل های سوم (T3) و چهارم (T4) حاصل از نسل دوم نخود تراریخته با ژن cry1Ac و ژن گزینشگر nptII انجام شد تا بتوان به لاینی دست یافت که تنها حاوی ژن cry1Ac بوده و ژن nptII بر اثر نوترکیبی بین دو T-DNA از آن تفکیک شود. آزمون PCR از بین 25نمونه مشکوک در نسل سوم به وجود ژن cry1Ac، در 6مورد باند مربوط به ژن cry1Ac و باند مربوط به ژن nptII را در تمامی نمونه ها نشان داد، ولی از بین این 6نمونه، در آزمون RT-PCR تنها در 5مورد ژن cry1Ac در سطح RNA بیان شد. نتایج PCR در طی نسل چهارم حاکی از وجود باند مربوط به ژن cry1Ac در 73مورد و باند مربوط به ژن nptII در81نمونه از 94مورد بود. در10نمونه از گیاهان تراریخته که حاوی ژن cry1Ac بودند، باند مربوط به ژن nptII مشاهده نگردید که این نشان دهنده آن بود که ژن cry1Ac از ژن nptII تفکیک شده است. نتایج آزمون RT-PCR نیز نشان داد که ژن موردنظر در همه گیاهان تراریخته، در سطح RNA بیان شده است. همچنین نتایج آزمون الایزا نشان داد که در تمام نمونه های مورد آزمون، پروتئین Cry1Ac در لاین های مختلف در غلظت های متفاوتی بیان شده است. در آزمون زیست سنجی، لاروهایی که با برگ گیاهان غیرتراریخته تغذیه شدند، همگی زنده ماندند، اما در مقابل لاروهایی که با برگ گیاهان تراریخته نسل T4 تغذیه شدند، همگی به طور کامل از بین رفتند که این امر نشان دهنده بروز موفقیت آمیز فنوتیپ مورد انتظار می باشد.
کلید واژگان: آفت پیله خوار, نخود تراریخته, Bt, cry1AcPod borer is one of the main causes for yield loss of chickpea. Therefore، breeding of chickpea for resistance to this pest is important. The use of Cry toxin from Bacillus thuringiensis is an effective strategy for producing of transgenic resistant chickpea to this pest. These toxins are able to become active in the midgut of larvae and disrupt the insect''s digestive system. We studied the stability and expression of cry1Ac gene obtained as T2 transgenic chickpea with cry1Ac gene and nptII gene with binary T-DNA in T3 and T4 generations of transgenic plants and observed the transgenic lines with cry1Ac gene and no nptII gene suggesting that separation between cry1Ac and nptII genes was occurred by recombination between two T-DNAs. In T3، PCR results showed that 6 of 25 putative transgenic plants had cry1Ac gene but all of them showed the nptII gene. From six samples with positive PCR in cry1Ac gene، five of them had positive results in RT-PCR reaction، confirming the expression of cry1Ac gene in transgenic lines. PCR results in T4 plants showed that 73 of 94 plants had cry1Ac gene and 81 of 94 samples included the nptII gene. In 10 samples cry1Ac gene separated from nptII gene. According ELISA results، in all samples tested، Cry1Ac protein was expressed in different concentrations. Bioassay tests showed that all pod borer larvae fed by leaves of transgenic plants، were dead، but all survived when the larvae were fed with leaves of non-transgenic plants. So، expected phenotype was observed successfully.
Keywords: Bt, Chickpea, cry1Ac, Pod borer, Transgenic
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.