تنوع ژنتیکی
در نشریات گروه بیوتکنولوژی و ژنتیک گیاهی-
هدف
سیاه شور مصری با نام علمی Suaeda aegyptiaca (Hasselq.) Zohary گیاهی هالوفیت است که کاربردهای تغذیه ای و دارویی زیادی دارد. نظر به اینکه تا کنون مطالعه ای در خصوص بررسی و تخمین تنوع ژنتیکی گیاه سیاه شور در استان خوزستان انجام نشده است، این مطالعه با هدف بررسی تنوع و روابط ژنتیکی بین ژنوتیپ های خودرو سیاه-شور در استان خوزستان طراحی و اجرا شد.
مواد و روش هابرای انجام مطالعات مولکولی از بین 71 نمونه جمع آوری شده 26 ژنوتیپ که دارای DNA ی مناسب بودند و در دو ناحیه بیشترین پراکنش داشتند تحت عنوان گروه های یک و دو انتخاب شدند. جهت بررسی تنوع و روابط ژنتیکی بین و داخل ژنوتیپ ها از 12 آغازگر SCoT استفاده شد. بعد از استخراج DNA و انجام PCR، امتیازبندی ژنوتیپ ها به صورت صفر (عدم نوار) و یک (وجود نوار) انجام شد و تعداد کل نوارها، تعداد نوارهای چندشکل، درصد نوارهای چندشکل، تعداد افراد دارای نوار، شاخص اطلاع دهی نوار، قدرت تفکیک، محتوای اطلاعات چندشکل، نسبت سهم موثر و شاخص نشانگر محاسبه شدند.
نتایجدر مجموع 103 نوار تشکیل شد که درصد چندشکلی بالایی را نشان دادند. بیشترین میزان اطلاعات چندشکل (PIC) متعلق به 14 SCoT (43/0) و 1 SCoT(33/0)، شاخص نشانگری(MI) متعلق به 14 SCoT (36/4) و بالاترین میزان قدرت تفکیک (Rp) مربوط به 13SCoT (38/13) بود. مقادیر شاخص های تنوع ژنی نی (h)92/0، شانون (I) 320/0، شاخص تثبیت (Fst) 092/0 و جریان ژنی (Nm) 872/0 بدست آمدند. تجزیه خوشه ای به روش UPGMA ژنوتیپ ها را در پنج گروه قرار داد. در گروه اول 19 ژنوتیپ، در گروه دوم چهار ژنوتیپ و در سه گروه دیگر هرکدام یک ژنوتیپ قرار گرفتند. نتایج گروه بندی حاصل از تجزیه به مختصات اصلی با تجزیه خوشه ای همخوانی داشته و گروه بندی تقریبا مشابهی را ارائه دادند. ژنوتیپ های KAR2 (کارون 2) و GH1 (غیزانیه) را که بیشترین فاصله ژنتیکی از هم داشتند، جهت ادامه برنامه های به نژادی مناسب می باشند. تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد که تنوع ژنتیکی درون گروه ها از بین گروه ها بیشتر بود.
کلید واژگان: تنوع ژنتیکی، ژرم پلاسم، سیاه شور مصری، شاخص نشانگرObjectiveSuaeda aegyptiaca (Hasselq.) Zohary is a halophyte plant with many nutritional and medicinal uses. There is no information on study and estimation of the genetic diversity of S. aegyptiaca plants in Khuzestan province. So, this study was designed and implemented with the aim of investigating the genetic diversity and genetic relationships among S. aegyptiaca genotypes in Khuzestan province.
Materials and methodsIn order to study of genetic diversity and genetic relationships among S. aegyptiaca genotypes, 26 genotypes from two regions of Khuzestan were selected as group one and two based on their DNA quantity and quality from the 71 collected samples. 12 SCoT primers were used to investigate the diversity and genetic relationships among and within populations. Genomic DNA was extracted from leaf tissue of genotypes and DNA amplification was done using 12 SCoT primers, the obtained bands were scored as zero (band absence) and 1 (band presence). Total number of bands, number of polymorphic bands, and percentage of polymorphic bands, band information index, resolution power, polymorphic information content, marker index and Shannon index were calculated.
ResultsA total of 103 fragments were amplified, which showed a high percentage of polymorphism. SCoT14 had the highest polymorphic information (0.43) and marker index (4.36). The highest resolution power (Rp) belongs to SCoT13 (13.38). Cluster analysis using UPGMA method classified the genotypes into five groups. Karoun (KAR2) and Gheyzaniyeh (GH1) genotypes, with the highest genetic distance, were suitable for usage in breeding programs. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that genetic diversity within groups was higher than between groups.
ConclusionsSome of the studied markers showed a high ability to distinguish genotypes, also the results indicated a high genetic diversity among the genotypes in terms of the studied SCoT markers. These results can be used in the breeding programs of S. aegyptiaca and related species.
Keywords: Genetic Diversity, Germplasm, Marker Index, Suaeda Aegyptiaca -
انار (Punica granatum L.) یکی از قدیمی ترین میوه های خوراکی است که دارای ارزش غذایی و خواص دارویی بالایی می باشد. مرکز پیدایش انار آسیای میانه، به ویژه بخشهای از ایران، افغانستان و هند می باشد که از آن جا به دیگر نقاط جهان گسترش یافته است که نشان دهنده تنوع ژنتیکی گسترده و دامنه سازگاری بالای آن جهت کشت در شرایط اقلیمی مختلف است. بهمنظور بررسی روابط ژنتیکی موجود بین و درون جمعیتهای ارقام انار از کشورهای ایران، افغانستان، ترکمنستان، سوریه، لبنان، هند، یمن و ایالت متحده آمریکا واقع در دو قاره آسیا و آمریکا از آغازگر SSR استفاده شد. در این مطالعه، شش آغازگر ریز ماهوارهای، 24 آلل چند شکل تولید کردند. برای هر مکان ژنی تعداد آللها از 3 تا 5 آلل با میانگین 4 آلل متغیر بود. محتوی اطلاعات چند شکلی مربوط به مکانهای ژنی 28/0 تا 46/0 با میانگین 38/0 ارزیابی شد. نتایج شاخص تنوع نی، تجزیه و تحلیل هماهنگ اصلی و تجزیه واریانس مولکولی، حاکی از وجود تنوع در داخل ژنوتیپ های هر جمعیت بود. در بین ژنوتیپهای مورد مطالعه، ارقام ایرانی دارای تنوع ژنتیکی بالاتری نسبت به سایر جمعیت ها بودند. براساس نتایج تجزیه خوشهای مشخص شد که تنوع جغرافیایی ژنوتیپها تا حدودی از تنوع ژنتیکی تبعیت میکند. براساس پژوهش حاضر آغازگر SSR توانست اطلاعات سودمندی را در ارتباط با روابط ژنتیکی ژنوتیپهای انار با منشاء مختلف ارائه دهد که میتواند در برنامه های به نژادی انار مانند برنامه های گزینش و هیبریداسیون جهت تهیه ارقام هیبرید و یا ترسیم نقشه های لینکاژی و همچنین توالی یابی باندهای اختصاصی و مدیریت کلکسیون های انار مفید واقع شود.
کلید واژگان: انار، آنالیز ساختاری، تنوع ژنتیکی، SSRJournal of Genetics, Volume:19 Issue: 3, 2024, PP 205 -217Pomegranate (Punica granatum L.), one of the oldest cultivated fruits, is renowned for its high nutritional value and medicinal properties. Originating from Central Asia, particularly regions of Iran, Afghanistan, and India, the pomegranate has spread globally, with its high genetic diversity enabling adaptation to varied climatic conditions. This study aimed to evaluate the genetic diversity and relationships among 50 pomegranate genotypes from eight countries—Iran, Afghanistan, Turkmenistan, Syria, Lebanon, India, Yemen, and the United States—spanning three continents (Asia, Europe, and North America) using simple sequence repeat (SSR) markers. Six microsatellite markers were employed, yielding 24 polymorphic loci. The number of alleles per locus ranged from 3 to 5, with an average of 4 alleles per primer pair. The polymorphic information content (PIC) values of the SSR markers varied from 0.28 to 0.46, with an average of 0.38 per locus. Analyses, including Nei's gene diversity index, Principal Coordinate Analysis (PCoA), and Analysis of Molecular Variance (AMOVA), confirmed the presence of substantial genetic diversity within the genotypes of each population. These findings demonstrate the effectiveness of SSR markers in assessing genetic diversity, genotype identification, and DNA fingerprinting of pomegranate genotypes from diverse geographic origins. This study provides valuable insights for pomegranate breeding programs and conservation strategies.
Keywords: Genetic Analysis, Genetic Relationships, Molecular Markers, Pomegranate -
Maize (Zea mays L.) is an essential cereal crop globally, with breeding efforts aiming to develop high-yielding hybrids through heterotic patterns. This study assessed the feasibility of classifying 51 maize inbred lines into the heterotic groups using 30 Simple Sequence Repeat (SSR) markers. Out of the 30 marker pairs tested, 28 displayed polymorphism, producing a total of 68 alleles, ranging from 2 to 4 alleles per locus, with an average of 2.43 alleles per locus. The primers umc2152 and Bnlg1194 exhibited the highest number of alleles, while the marker mmc0481 had the highest allele frequency. Polymorphic Information Content (PIC) values ranged from 0.08 to 0.93, with an average value of 0.56. The highest ∆K value resulted in the classification of the inbred lines into five distinct heterotic groups. The findings suggest that SSR markers effectively reveal significant genetic diversity, making them valuable tools for the classification of maize inbred lines. This categorization can assist in identifying heterotic patterns and predicting heterosis for future hybrid production.
Keywords: Maize, Heterotic Group, Genetic Diversity, Simple Sequence Repeats -
It has been observed that molecular markers are one of the most important tools in the advancement of oilseed crops and in developing varieties capable of withstanding drought, salinity, and high-temperature stresses. The present review focuses on the use of DNA-based molecular markers such as SSRs and SNPs in oilseed crop breeding. These markers, in addition to being able to identify and locate QTLs associated with stress tolerance, by using Marker-Assisted Selection (MAS) will aid in accelerating selection. Although the oilseed crops, including canola, soybean, and sunflower, have achieved certain levels of environmental stress tolerance, their inability to overcome abiotic stresses such as drought, salinity, and temperature extremes further dampens growth and productivity to contribute to the existing yield gap. However, the integration of molecular markers into breeding programs saves not only genetic diversity but also contributes to the quicker release of high-yielding varieties under extreme conditions. This review, therefore, enumerates examples of successful applications and emphasizes the future research needs of using molecular markers in breeding these under-investigated oilseed crops to build more robust world food systems resilient to global warming.
Keywords: Genetic Variability, Global Warming, Marker-Assisted Selection, Quantitative Trait Loci -
Genetic diversity in blackberries is crucial for improving quality and yield. This study evaluates thornless blackberry genotypes using 26 morphological traits and 19 inter simple sequence repeats (ISSR) markers to assess diversity and genetic relationships. A total of 28 blackberry genotypes, including both thorny and thornless types, were analyzed. Fourteen ISSR primers were selected from a pool of 19 based on their capacity to generate polymorphic bands. The findings highlight the efficiency of ISSR markers in distinguishing thorny and thornless blackberry genotypes at the subgenus level, effectively differentiating chimera-derived thornless samples. A total of 406 bands were produced, of which 402 were polymorphic. The average percentage of polymorphic bands for each primer in this experiment was 98.98%, and the highest polymorphic information content (PIC) was associated with ISSR 16, which had a value of 0.35. The findings highlight the efficiency of ISSR markers in distinguishing thorny and thornless blackberry genotypes at the main genotype groups: the first linked to initial thornless generations of Rubus laciniatus, and the second comprising crosses related to the Merton cultivar. Overall, significant genetic diversity among blackberry cultivars suggests valuable applications in breeding and improvement programs.
Keywords: Rubus Laciniatus, Merton Thornless, Genetic Diversity, Molecular Marker -
انار یکی از درختان میوه ارزشمند و دارای تنوع ژرم پلاسم مطلوب در ایران است. بررسی تنوع ژنتیکی اساس اصلاح گیاهان بوده و از اهمیت خاصی برخوردار است. بدین منظور، 38 صفت مورفولوژیک و پومولوژیک 30 ژنوتیپ امیدبخش انار طی چهار سال متوالی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که به استثناء برخی از ویژگی ها مانند وجود میزان آنتوسیانین بر روی شاخه سال جاری، رنگ حبه، اندازه میوه، اندازه گل بارور و بریدگی میانی برگ، ژنوتیپ های مورد مطالعه از تنوع بالایی در سایر صفات برخوردار بودند. عارضه فیزیولوژیک حساسیت پوست میوه به ترکیدگی دارای همبستگی مثبت با حساسیت پوست میوه به آفتاب سوختگی بود، ولی ارتباط منفی با ضخامت پوست میوه و میانگین عملکرد میوه نشان داد. همبستگی مثبت بین اندازه میوه با اندازه گل مثمر و درصد گل بارور با موقعیت گل مشاهده شد. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که صفات حساسیت پوست میوه به ترکیدگی، میانگین عملکرد درخت، ضخامت پوست میوه، موقعیت گل و شکل میوه، کلیدی ترین صفات در تعیین تنوع بین ژنوتیپ های مورد بررسی بودند. براساس نتایج تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ ها در سه گروه تقسیم شدند که در گروه اول ژنوتیپ هایی قرار گرفتند که پایین ترین حساسیت پوست میوه به ترکیدگی و آفتاب سوختگی را داشتند. از میان ارقام مورد مطالعه، ارقام رباب ملس فارس، شهوار قصر دشت، شهوار، گرچ شهوار و ملس یزدی، را می توان به دلیل داشتن حساسیت پایین میوه به ترکیدگی و آفتاب سوختگی و نیز تعداد میوه و عملکرد درخت بالا به عنوان ارقام و ژنوتیپ های برتر...
کلید واژگان: انار، تجزیه های چندمتغیره، تنوع ژنتیکی، صفات عملکردیPomegranate is a valuable fruit tree that exhibits favorable genetic diversity in Iran. The investigation of genetic diversity is the basis of plant breeding and is of particular importance. For this purpose, 38 morphological and pomological traits of 30 pomegranate genotypes were evaluated over two consecutive years. The results indicated that the genotypes displayed a high diversity in the studied traits, with the exception of the presence of anthocyanin in the branch of this year, aril color, fruit size, fruitful flower size, and intermediate cut of the leaf. The physiological disorder of fruit skin sensitivity to bursting had a positive correlation with fruit skin sensitivity to sunburn, but it showed a negative relationship with fruit skin thickness and tree mean yield. A positive correlation was observed between fruit size and fruitful flower size, and between fruitful flower percentage and flower position. The results of the principle component analysis revealed that the characteristics of fruit skin sensitivity to bursting, tree mean yield, fruit skin thickness, flower position, and fruit shape were the most key traits in determining the diversity between the studied genotypes. Based on the results of cluster analysis, the genotypes were divided into three groups, and the first group included genotypes with the lowest fruit skin sensitivity to bursting and sunburn. Among the cultivars studied, Rabab Malas Fars, Garch-shahvar, Shahvar-ghasrdasht, and Malas-Yazdi could be considered superior and desirable cultivars due to their low sensitivity to bursting and sunburn, as well as their high fruit number and tree yield
Keywords: Pomegranate, Multivariate Analyses, Genetic Diversity, Functional Traits -
با ارزش ترین فرآورده های بدست آمده از گیاه اسپند ترکیبات فنلی و سایر محتواهای بیوشیمیایی می باشد که در درمان بسیاری از بیماری ها کاربرد وسیعی دارد. این مطالعه با هدف ارزیابی اثر رویشگاه های مختلف بر برخی از پارامترهای بیوشیمیایی در گیاه اسپند صورت پذیرفت. ابتدا نمونه ها به طور هم زمان در چهار رویشگاه مورد مطالعه شناسایی و جمع آوری شدند. آزمایشی به صورت فاکتوریل، فاکتور اول اکوتیپ ها در چهار سطح و فاکتور دوم نمونه در دو سطح در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در آزمایشگاه مرکزی دانشگاه رازی در سال 1402 اجرا گردید. نتایج حاصل از تجزیه واریانس صفات مورد بررسی نشان داد که در صفات محتوای کلروفیل کل، فنل کل، فلاوونوئید و آنتوسیانین اختلاف معنی داری بین اکوتیپ ها و هم چنین دو نمونه برگ و دانه وجود دارد. در بررسی اثر متقابل اکوتیپ در نمونه نیز نتایج حاکی از معنی دار بودن شاخص کلروفیل b و قند محلول می باشد. اختلاف بین نمونه ها می تواند ناشی از نوع اکوتیپ و عوامل محیطی باشد. در بررسی و تعیین همبستگی بین صفات مورد بررسی نیز همبستگی مثبت و معنی داری بین کلروفیل a، کلروفیل b و کلروفیل کل مشاهده گردید. محتوای فنل و فلاوونوئید نیز دارای همبستگی منفی و معنی دار با کلروفیل کل و همبستگی مثبت و معنی دار با آنتوسیانین را نشان دادند. در نمونه های مورد بررسی با توجه به محتوای ترکیبات بیوشیمیائی و نیز محتوای بالای فنل ها و فلاوونوئیدها و هم چنین اهمیت این گیاه داروئی با ارزش به واسطه دارا بودن ترکیبات آنتی اکسیدانی مهم می توان بیان داشت که اکوتیپ شماره 2 می تواند به عنوان یک نمونه مناسب جهت مطالعات گسترده تر در حوزه کشت، داروئی و درمان به پژوهشگران معرفی گردد.کلید واژگان: آنتوسیانین، تنوع ژنتیکی، فنل کل، فلاوونوئید، کلروفیلThe most valuable products obtained from the (Peganum harmala L.) are phenolic compounds and other biochemical contents, which widely is used in treating of many diseases. This study has been done with the goal of evaluating the effect of different habitats on some biochemical and physiological parameters in pecan plant. First, the samples were identified and collected simultaneously in the four studied habitats. A factorial experiment with a completely randomized design with three replications was conducted in the central laboratory of Razi University in 2023. Results of the analysis of the variance of the studied traits has been showed, that there is a significant difference between the ecotypes and also the two leaf and seed samples in the characteristics of total chlorophyll content, soluble sugar, flavonoid and anthocyanin. The results showed that, there is a significant difference between the ecotype and the sample in chlorophyll b index. The difference between the samples is due to the type of ecotype and the effect of the environment. There is a significant positive correlation between chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll. Phenol and flavonoid content showed significant negative correlation with total chlorophyll and positive and significant correlation with anthocyanin. Considering the content of biochemical compounds and the high content of phenols and flavonoids as antioxidant compounds in the studied samples, it can be stated that Ecotype No. 2 can be introduced to researchers as a suitable sample for further studies in the pharmaceutical field. The authors are grateful for the cooperation of the director of the Faculty of Engineering Sciences and Natural Resources, Razi University.Keywords: Anthocyanin, Genetic Diversity, Flavonoid, Habitat, Total Phenol
-
هدف
فاسیولوزیس یک بیماری انگلی است که توسط فلوک های کبدی Fasciola hepatica و Fasciola gigantica ایجاد می شود. این انگل ها در درجه اول بر نشخوارکنندگان مانند گاو و گوسفند تاثیر می گذارند، اما می توانند انسان را نیز آلوده کنند و آن را به یک بیماری مشترک بین انسان و دام تبدیل کنند. این بیماری معمولا از طریق بلع آب یا پوشش گیاهی آلوده به مراحل لاروی انگل منتقل می شود. فاسیولوزیس چالش های اقتصادی و بهداشتی قابل توجهی را ایجاد می کند، به ویژه در مناطقی که دامداری رایج است.
مواد و روش هادر مطالعه ای که اخیرا در ناصریه عراق انجام شد، 30 نمونه Fasciola gigantica از گاوها و گاومیش های آلوده در کشتارگاه مرکزی جدا شد. هدف اولیه شناسایی و مشخص کردن سویه های رایج F. gigantica موجود در این حیوانات با استفاده از فناوری واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) بود. محققان با تمرکز بر توالی های ژن، به ویژه ژن سیتوکروم C اکسیداز زیرواحد 1 (COX1)، به دنبال مقایسه این سویه ها با آنهایی بودند که در پایگاه داده NCBI-BLAST از طریق تجزیه و تحلیل درخت فیلوژنتیکی ثبت شده اند.
نتایجDNA استخراج شده ز نمونه های F. gigantica با تکنیک PCR با موفقیت تکثیر شد و امکان تجزیه و تحلیل ژنتیکی بیشتر را فراهم کرد. نتایج این مطالعه روابط ژنتیکی بین جدایه های عراقی و سایر مناطق را برجسته کرد. به عنوان مثال، یکی از جدایه ها، با نام F. gigantica شماره 1 با شماره توالی OQ152484، تطابق 100% با ایزوله ایرانی (OP903335) ثبت شده در بانک ژن NCBI-BLAST را نشان داد. ایزوله دیگر با شماره OQ152485 مشابه سویه ترکیه ای بود. علاوه بر این، جدایه های 3 و 4 (OQ152486 و OQ152487) با جدایه های ایرانی OQ070200 و OP903336 ارتباط نزدیکی داشتند که شباهت 99.41% و 99.71% را نشان دادند. در نهایت، ایزوله شماره 5 (OQ152488) 41/99 درصد با یک ایزوله هندی (KU363230) ثبت شده در پایگاه داده یکسان بود.
نتیجه گیریاین یافته ها بر تنوع ژنتیکی و توزیع جغرافیایی بالقوه سویه های F. gigantica تاکید می کند و بر اهمیت نظارت مستمر و تعیین خصوصیات ژنتیکی برای درک بهتر اپیدمیولوژی فاسیولوزیس و اطلاع رسانی استراتژی های کنترل تاکید می کند.
کلید واژگان: بوفالو، گاو، تنوع ژنتیکی، فناوری PCR، زئونوزObjectivesFasciolosis is a parasitic disease caused by the liver flukes Fasciola hepatica and Fasciola gigantica. These parasites primarily affect ruminants such as cattle and sheep but can also infect humans, making it a notable zoonosis. The disease is typically transmitted through the ingestion of water or vegetation contaminated with the larval stages of the parasite. Fasciolosis poses substantial economic and health challenges, particularly in regions where livestock farming is prevalent.
Materials and methodsIn a recent study conducted in Nasiriyah, Iraq, 30 samples of Fasciola gigantica were isolated from infected cows and buffaloes at the central abattoir. The primary aim was to identify and characterize the common strains of F. gigantica present in these animals using Polymerase Chain Reaction (PCR) technology. By focusing on gene sequences, particularly the Cytochrome C Oxidase Subunit 1 gene (COX1), researchers sought to compare these strains with those registered in the NCBI-BLAST database through phylogenetic tree analysis.
ResultsThe PCR technique successfully amplified DNA extracted from F. gigantica samples, enabling further genetic analysis. The study's results highlighted the genetic relationships between the Iraqi isolates and those from other regions. For instance, one isolate, identified as F. gigantica number 1 with the sequence number OQ152484, showed a 100% match with an Iranian isolate (OP903335) registered in the NCBI-BLAST GenBank. Another isolate, numbered OQ152485, was identical to a Turkish strain. Additionally, isolates 3 and 4 (OQ152486 and OQ152487) were closely related to Iranian isolates OQ070200 and OP903336, showing a similarity of 99.41% and 99.71%. Lastly, isolate number 5 (OQ152488) was found to be 99.41% identical to an Indian isolate (KU363230) recorded in the database.
ConclusionsThese findings underscore the genetic diversity and potential geographic distribution of F. gigantica strains, emphasizing the importance of continued surveillance and genetic characterization to better understand the epidemiology of fasciolosis and inform control strategies.
Keywords: Buffaloes, Cows, Genetic Diversity, PCR Technology, Zoonosis -
بررسی تنوع ژنتیکی و مطالعه ساختار جمعیت در گونه های آژیلوپس حاوی ژنوم U با استفاده از نشانگرهای CBDP
گونه های آژیلوپس حاوی ژنوم U دارای بیشترین پراکنش در سطح دنیا می باشند و با توجه به محدودیت تنوع ژنتیکی در گندم های زراعی اصلاح شده، استفاده از این خویشاوندان وحشی و سایر گونه های آژیلوپس می تواند به عنوان منبع ژنی غنی و متنوع از الل های جدید و ایده ال برای به نژاد گران مورد استفاده قرار گیرد. از این رو، هدف این تحقیق ارزیابی تنوع ژنتیکی و بررسی روابط و ساختار جمعیت در گونه های آژیلوپس جمع آوری شده از نواحی مختلف ایران با استفاده از نشانگرهای CBDP بود.
مواد و روش هادر این مطالعه 77 توده وحشی آژیلوپس جمع آوری شده از 18 استان ایران و متعلق به پنج گونه Ae. biuncialis (ژنوم UUMM)، Ae. columnaris (ژنوم UUMM)، Ae. neglecta (ژنوم UUMM)، Ae. triuncialis (ژنوم UUCC) و Ae. umbellulata (ژنوم UU) با استفاده از 15 آغازگر CBDP مورد ارزیابی قرار گرفتند. پس از جمع آوری داده های مولکولی به دست آمده تجزیه و تحلیل های آماری با استفاده از نرم افزارهایGenAlEx ver. 6.502 ، DARwin ver. 6 و Structure ver. 2.3.4 انجام شد.
نتایجبا توجه به نتایج به دست آمده، 15 آغازگر CBDP در مجموع 189 قطعه چند شکل (27/95 درصد) تکثیر نمودند. شاخص محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) در آغازگرهای مورد مطالعه، دارای دامنه تغییرات 28/0 (CBDP15) تا 42/0 (CBDP-2 و CBDP-4) و با میانگین 35/0 بود. نتایج تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) بیشترین درصد واریانس ژنتیکی را درون گونه ها (76 درصد) نشان داد. بررسی شاخص های ژنتیکی نشان داد گونه Ae. triuncialis از تنوع بیشتری نسبت به سایر گونه ها برخوردار بود. بیشترین میزان تشابه ژنتیکی بین Ae. biuncialis و Ae. columnaris (905/0) و Ae. biuncialis و Ae. neglecta (879/0) مشاهده گردید. تجزیه خوشه ای بر اساس داده های به دست آمده منجر به تفکیک کلیه توده های مورد بررسی در سه گروه اصلی شد. الگوی گروه بندی به وجود آمده دقیقآ منطبق با ساختار ژنومی گونه ها بود و نتایج تجزیه به مختصات اصلی، نتایج به دست آمده را تایید نمود. در بررسی تجزیه ساختار جمعیت نیز مطابق با نتایج تجزیه خوشه ای و PCoA، توده ها بر اساس ساختار ژنومی، میزان تشابه ژنتیکی، و تشابهات جغرافیایی گروه بندی شدند.
نتیجه گیرینتایج حاصل از این پژوهش بیانگر سودمندی بالای آغازگرهای CBDP در ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود در گونه های ژرم پلاسمی آژیلوپس بود. از این رو به نظر می رسد این نشانگرها قابلیت استفاده در برنامه های مرتبط با تهیه نقشه های ژنتیکی و مطالعات مولکولی فیلوژنتیک را دارند. همچنین وجود تنوع ژنتیکی بالا در میان برخی از گونه های آژیلوپس ایران می تواند چشم اندازه قابل توجهی را برای به نژادگران جهت استفاده از آن ها در برنامه های پیش اصلاحی
کلید واژگان: Aegilops، تجزیه ساختار جمعیت، تنوع ژنتیکی، نشانگرهای مولکولیAegilops species possessing the U genome are the most widely distributed species in the world. Considering the limitation in the genetic diversity in cultivated wheat, the use of wild relatives and other species of Aegilops can be provided a rich and diverse gene pool of new and ideal alleles for breeders. Therefore, the main goals of the present study were investigation of genetic diversity and population structure in Aegilops accessions collected from different regions of Iran using the CBDP markers.
Materials and methodsIn this study, the genetic diversity among 77 Aegilops accessions collected from 18 provinces in Iran and belonging to five species including Ae. biuncialis (UUMM genome), Ae. columnaris (UUMM genome) Ae. Neglecta (UUMM genome), Ae. triuncialis (UUCC genome), Ae. umbellulata (UU genome) , was evaluated using 15 CBDP primers. The obtained molecular data were subjected to statistical analyses using GenAlEx ver. 6.502, DARwin ver. 6, and Structure ver. 2.3.4 softwares.
ResultsA total of 189 polymorphic fragments were amplified using 15 used CBDP primers (95.27%). The PIC index ranged from 0.28 (CBDP15) to 0.42 (CBDP-2 CBDP-4) with an average of 0.35. The results of analysis of molecular variance (AMOVA) revealed that the highest proportion of genetic variance referred to within species (76%). Among all species, Ae. triuncialis showed the highest values of genetic parameters. The highest level of genetic similarity was found between Ae. biuncialis with Ae. columnaris (0.905) and Ae.biuncialis with Ae. neglecta (0.879). Although cluster analysis based on CBDP data classified all accessions into three main groups the grouping pattern was exactly in accordance with the genomic constitution of species. Moreover, the clustering pattern was confirmed by a principal coordinate’s analysis (PCoA). The population structure analysis further confirmed the results obtained from the cluster analysis and PCoA, so all studied accessions were grouped based on their genomic structure, degree of genetic similarity, and geographic similarities.
ConclusionResults of the present study showed a high usefulness of CBDP markers in evaluating the genetic diversity in the Aegilops germplasm. Therefore, it seems that this marker technique can be used in programs related to the preparation of genetic maps and molecular phylogenetic studies. Also, the existence of high genetic diversity among some Iranian Aegilops species can provides a significant prospect for breeders to use them in pre-breeding programs in wheat.
Keywords: Aegilops, Population Structure Analysis, Genetic Diversity, Molecular Markers -
آژیلوپس یکی از مهم ترین اجداد ژنتیکی گندم است که به واسطه متحمل بودن به انواع تنش های زیستی و غیرزیستی یک منبع ژنتیکی ارزشمند برای به نژادگران گندم به شمار می آید. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود در 89 توده آژیلوپس متعلق به گونه Ae. tauschiiجمع آوری شده از مناطق مختلف ایران و کشورهای ترکیه، افغانستان، ارمنستان، سوئد و آذربایجان با استفاده از 32 آغازگر ریزماهواره (Simple Sequence Repeat) بود. میانگین شاخص های محتوای اطلاعات چند شکل (PIC)، شاخص نشانگر (MI) و قدرت تفکیک (RP) به ترتیب برابر با 81/0، 82/1و 88/1 بود که مشخص کرد نشانگرهای استفاده شده کارایی مناسب و بالایی جهت بررسی روابط بین توده های این گونه را دارا هستند. نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نشان داد سه مولفه نخست 88/41 درصد از کل تغییرات واریانس ژنتیکی را توجیه کردند. تجزیه خوشه ای توده های ارزیابی شده را به چهار گروه اصلی طبقه بندی کرد که بوسیله نتایج حاصل از تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) تائید گردید. باتوجه به الگوی گروه بندی خوشه ای حاصل، در برخی موارد توده ها بر اساس منشاء جغرافیایی خود در گروه های جداگانه از یکدیگر قرار گرفتند و نیز حضور توده های غیرایرانی در گروه توده های ایرانی مشاهده شد. نتایج حاصل از تجزیه ساختار جمعیت اختلاط و تبادل ژنتیکی زیاد توده ها را تایید نمود و نشان داد که طبقه بندی توده های مورد بررسی مستقل از منشا جغرافیایی آنهاست. به طور کلی نتایج بدست آمده نشان داد که تنوع ژنتیکی بالایی بین توده های مختلف Ae. tauschii وجود دارد، لذا تنوع ژنتیکی بالا سبب یافتن منابع جدید آللی و معرفی آلل های مطلوب می شود که برای استفاده در برنامه های اصلاحی کمک شایانی به به نژادگران گندم خواهد کرد.
کلید واژگان: آژیلوپس، تنوع ژنتیکی، گندم وحشی، میکروساتلایتAgilops is one of the most important genetic ancestors of wheat, which is a valuable genetic resource for wheat breeders due to its tolerance to various biotic and abiotic stresses. The main goal of this research was to evaluate the genetic diversity in 89 Aegilops tauschii accessions collected from different regions of Iran and the countries of Turkey, Afghanistan, Armenia, Sweden and Azerbaijan using 32 microsatellite primer pairs. The averages of polymorphic information content (PIC), Marker index (MI), Resolution (RP) indices were equal to 0.81, 1.82 and 1.88, respectively, which indicated that the primers used are suitable with high efficiency for investigating relationships among the accessions of this species. The results of principal coordinate analysis (PCoA) showed that the first three components explained 41.88% of the total genetic variance changes. Cluster analysis classified the evaluated accessions into four main groups, which was confirmed by the results of principal coordinate analysis (PCoA). According to the cluster grouping pattern, in some cases the accessions with the same geographical origin were placed in separate groups and also the presence of non-Iranian accessions in the group of Iranian accessions was observed. The results of population structure analysis confirmed the populations genetic exchanges and showed that the classification of the studied accessions is independent of their geographical origin. In general, the results showed high genetic diversity among the studied accessions of Ae. tauschii, therefore, the high genetic diversity leads to finding new allelic sources and introducing desirable alleles, which will be of great value to wheat breeders for use in breeding programs.
Keywords: Aegilops, Genetic Diversity, Microsatellite, Wild Wheat -
32 ژنوتیپ اسپرس در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار و تعداد بوته در سطح (NPA)، عملکرد خشک کل (TDY)، وزن هزار دانه (TSW)، تعداد ساقه اصلی (NMS)، طول دمبرگ (PL) کشت شدند. طول گل آذین (LI)، تعداد برگچه در برگ (NLL)، برگ در ساقه اصلی (LMS)، تعداد برگ در ساقه (NLS)، وزن خشک ساقه (SDW)، وزن خشک برگ (LDW)، وزن خشک گل آذین (IDW) و تعداد گلچه در هر گل آذین (NFI) ثبت شد. مولفه های اول و دوم بای پلات، 88 درصد از تنوع در مجموعه داده را به خود اختصاص دادند (به ترتیب 70 و 18 درصد). یک پنج ضلعی با دو برش واقعی با ژنوتیپ های 16 و 25 و همچنین 14 برای ورودی های راس شناسایی شد؛ در حالی که ژنوتیپ 14 (ازنا) در سه صفت؛ شامل NLL، LMS و NLS بهترین بود. همچنین ژنوتیپ های راس 16 و 25 برای سایر صفات اندازه گیری شده؛ از جمله صفات اقتصادی مانند عملکرد خشک کل بهترین بودند. با توجه به ورودی ایده آل، ژنوتیپ های 13، 14 و 19 پس از ژنوتیپ های 16 و 25 نسبت به سایر ژنوتیپ های اسپرس در تشخیص تنوع در صفات اندازه گیری شده مطلوب تر بودند. بر اساس آزمایش کننده ایده آل، عملکرد خشک، تعداد برگ در ساقه و تعداد گلچه ها در گل آذین، توانست تنوع بین ژنوتیپ ها را شناسایی کند. بررسی ژنوتیپ ها بر اساس عملکرد نشان داد که ژنوتیپ های 16 و 25 پس از ژنوتیپ های 14 و 16، مطلوب ترین ژنوتیپ ها بودند.کلید واژگان: عملکرد علوفه، تنوع ژنتیکی، ژنوتیپ ایده آل، صفت ایده آلA mini collection comprising 32 sainfoin genotypes was cultivated using a randomized complete block design with four replicates. Various parameters were recorded, including the number of plants per area (NPA), total dry yield (TDY), thousand seed weight (TSW), number of main stems (NMS), petiole length (PL), length of inflorescence (LI), number of leaflets per leaf (NLL), leaves per main stem (LMS), number of leaves per stem (NLS), stem dry weight (SDW), leaf dry weight (LDW), inflorescence dry weight (IDW), and number of florets per inflorescence (NFI). The first and second components of the biplot accounted for 88% of the variability in the dataset, with 70% attributed to the first component and 18% to the second. A pentagon was identified, featuring two distinct sections with genotypes 16 and 25, as well as genotype 14, serving as vertex entries. Notably, genotype 14 (Azna) excelled in three traits: NLL, LMS, and NLS. Additionally, vertex genotypes 16 and 25 demonstrated superior performance in other measured traits, including economically significant traits such as total dry yield. In accordance with the ideal entry, genotypes 13, 14, and 19, along with genotypes 16 and 25, exhibited greater favorability compared to other sainfoin genotypes regarding variability in the measured traits. Based on the ideal tester, total dry yield, number of leaves per stem, and number of florets per inflorescence were identified as key factors for assessing variation among genotypes. An examination of genotypes based on total dry yield indicated that genotypes 16 and 25, followed by genotypes 14 and 16, were the most desirable.Keywords: Forage Yield, Genetic Diversity, Ideal Entry, Ideal Tester
-
Studies on genetic diversity prove knowledge on genetic variation that can be useful to improve on food security. Variations were found among the thirty-nine robusta coffee accessions with the use of expressed sequence tag (EST)-simple sequence repeat (SSR) markers. The EST-SSR markers used in this study identified a total number of 15 alleles with an average of 3.0 alleles per locus. Primer CESR02, had the highest polymorphic information content value was of 0.59, the highest genetic diversity value (0.66) and the highest number of alleles (4). The highest percentage polymorphism of 42.86 was detected in primers CESR04 and CESR05. The phylogenetic dendrogram grouped the accessions into main three groups and six subgroups. The most genetic distinct accessions were accession: 3, 26 and 30. The most genetically related accessions accounted for 43.59% and the most distinct accession recorded 2.56%. For the Principal coordinate analysis (PCoA), the least genetic similar accessions accounted for 20.51%, while 28.21% of the accessions were genetically similar, representing the highest grouping. The results of this study clearly demonstrated that EST-SSR markers could be utilized to identify and categorize coffee accessions proper understand the genetic diversity among robusta coffee accessions for further improvement and preservation.
Keywords: Robusta coffee, genomic analysis, EST-SSR markers, and accessions diversity -
ارزیابی تنوع ژنتیکی گشنیز برای برنامه های اصلاحی و حفاظت از ذخایر ژنتیکی اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق، با هدف بررسی ساختار جمعیت های گشنیز ایران، تعداد20 جمعیت گشنیز که از نواحی مختلف کشور جمع آوری شده بود، با استفاده از 10 نشانگر ISSR مورد ارزیابی قرار گرفتند. این نشانگرها در مجموع تعداد 111 بند در جمعیت های مورد بررسی ایجاد کردند که از این تعداد،80 قطعه چندشکل بوده و میانگین چندشکلی از 2/0 تا 35/0 به ازای هر آغازگر متفاوت بود. به منظور تعیین کارایی نشانگرها، محتوای اطلاعاتی چندشکلی (PIC) و همچنین درصد چندشکلی آن ها محاسبه شد. میانگین درصد چندشکلی تعیین شده در مجموع جمعیت های مورد بررسی 2/72 بود. آغازگر P2 با دارا بودن تنوع و قدرت تمایز در میان جمعیت ها، آغازگر بهتری جهت بررسی تنوع ژنتیکی در میان جمعیت های گشنیز ایران بود. نتایج حاصل از گروه بندی تجزیه خوشه ای به روش UPGMA بر اساس ضریب تشابه جاکارد جمعیت ها را در سه گروه طبقه بندی نمود. بر اساس نتایج این تحقیق، گشنیزهای ایران دارای تنوع ژنتیکی بالایی بوده و نشانگر ISSR به خوبی قادر به تفکیک جمعیت های گشنیز می باشد. وجود تنوع ژنتیکی زیاد بین جمعیت های گشنیز این امکان را فراهم می سازد تا به نژادگران از این تنوع ژنتیکی وسیع برای انجام تلاقی های هدفمند به منظور پیشبرد برنامه های اصلاحی و راهبردهای حفاظتی این گونه گیاهی بهره برداری کنند.
کلید واژگان: تجزیه خوشه ای، تنوع ژنتیکی، گشنیز، نشانگرISSRJournal of Genetics, Volume:18 Issue: 4, 2024, PP 397 -405Genetic diversity of coriander is very important for future breeding programs and genetic resource conservation. To evaluate genetic diversity and population structures, 20 populations of coriander collected from different regions of Iran were assessed using 10 ISSR markers. The markers generated a total of 111 bands in the studied populations of which 80 bands were polymorphic. The average polymorphism ranged from 0.2 to 0.35 per primer. To determine the efficiency of ISSR markers, their polymorphic information content (PIC) and polymorphic percentage were calculated. The average polymorphism was 72.2 percent among the assessed population. Primers P2 showed the best marker parameters and were identified as the most effective primers for assessing genetic diversity in Iranian coriander populations. Cluster analysis based on the Jaccard coefficient by UPGMA classified populations into three groups. According to the results, there is a high genetic diversity among Iranian coriander and ISSR can effectively differentiate the populations. This genetic diversity could be employed by the plant breeders in further breeding programs to introduce new varieties and improve conservation strategies as well.
Keywords: Cluster analysis, Coriander, Diversity, ISSR marker -
سابقه و هدف
کاج چلغوزه در نواحی شرق و جنوب شرق افغانستان رشد می کند و نقش مهمی در توسعه اجتماعی و اقتصادی جوامع روستایی دارد که در مجاورت جنگل های چلغوزه زندگی می کنند و از آن به عنوان سوخت، گیاه دارویی، مرتع، پناهگاه دام و آجیلی استفاده می شود. در این مطالعه تنوع و ساختار ژنتیکی جمعیت های این درخت با نشانگرهای SCoT و iPBS ارزیابی شد.
مواد و روش هادر مجموع 39 ژنوتیپ کاج چلغوزه از مناطق مختلف در پنج استان افغانستان به نام های خوست، پکتیا، لغمان، کنر و نورستان جمع آوری شد. برای استخراج DNA ژنومی، از روش CTAB اصلاح شده استفاده گردید. تعداد 6 آغازگر از هر نشانگر SCoT و iPBS برای این بررسی استفاده شد که به ترتیب تعداد 48 و 55 نوار SCoT و iPBS تولید کردند. برای تجزیه وتحلیل داده ها و تعیین روابط ژنتیکی، تجزیه خوشه ای انجام شد.
یافته هادر این مطالعه از 12 پرایمر SCoT و iPBS استفاده شد که منجر به تولید 48 باند و 55 باند برای نشانگرهای SCoT و iPBS شد. درصد چندشکلی به ترتیب 8/20 و 1/29 برای نشانگر SCoT و iPBS برآورد شد. میانگین کل PIC به ترتیب 026/0 و 045/0 برای نشانگر SCoT و iPBS تعیین گردید که نشان دهنده تمایز بیشتر نشانگر iPBS نسبت به SCOT است. ضرایب شباهت ژنتیکی نشان دهنده تنوع ژنتیکی کم بین جمعیت ها می باشد. دندروگرام UPGMA مبتنی بر ضریب شباهت ژنتیکی نشان داد که در هر دو نشانگر ژنوتیپ ها بر اساس منطقه جغرافیایی از یکدیگر تفکیک نشده اند که می تواند به دلیل ماهیت دگرگرده افشانی بالای این گونه و گستره پراکنش کم آن در این نواحی باشد. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که درصد تنوع ژنتیکی درون جمعیت ها بیشتر از بین جمعیت ها است. تجزیه مدل بیزین STRUCTURE دو گروه (K=2) برای نمونه های مورد مطالعه کاج چلغوزه برآورد کرد که نشان دهنده هم آمیزی درون نمونه ها می باشد.
نتیجه گیریتفاوت کم بین پنج جمعیت مورد بررسی از نظر تنوع کل و سطوح تمایز جمعیتی با سازوکار رشدی گیاهان چندساله با عمر طولانی و پراکنش منطقه ای مطابقت دارد. این نتایج می تواند به حفظ و پرورش این درخت مهم اقتصادی کمک کند.
کلید واژگان: افغانستان، تنوع ژنتیکی، SCoT، iPBS، کاج چلغوزهIranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, Volume:31 Issue: 1, 2023, PP 34 -51Background and objectiveThe Chalghoza pine (Pinus gerardiana) is grown in the eastern and southeastern regions of Afghanistan and has an important role in the socio-economic progress of rural communities. It serves various purposes, such as providing pine nuts, fuel wood, medicinal plants, grazing areas, and shelter for livestock. In this research, the genetic diversity and structure of different Chalghoza pine populations were examined using molecular markers known as start codon targeted (SCoT) and inter primer binding site (iPBS) markers. Due to the excessive harvesting of its nuts and a decline in its population, the IUCN categorizes the Chilgoza pine as a nearing threat.
Methodology39 Chalghozeh pine genotypes were collected from various regions across five provinces in Afghanistan, namely Khost, Paktia, Laghman, Kunar, and Nuristan. To extract genomic DNA, a modified CTAB procedure was employed, utilizing megagametophyte tissue from 4-5 seeds per genotype. For this research, six primers each for SCoT and iPBS markers were utilized. To analyze the data and determine genetic relationships, cluster analysis was conducted using the unweighted pair-group method arithmetic averages.
ResultsIn this study, 12 SCoT and iPBS primers were utilized, resulting in the generation of 48 and 55 bands for SCoT and iPBS markers, respectively. The percentage of polymorphism was estimated at 20.8% for SCoT markers and 29.1% for iPBS markers. The average values of PIC (polymorphic information content) were determined as 0.026 for SCoT markers and 0.045 for iPBS markers, indicating a higher differentiation power of iPBS markers compared to SCoT markers. The genetic similarity coefficient revealed a relatively low genetic diversity among the populations examined. The UPGMA dendrogram, based on the similarity coefficient, demonstrated that the genotypes did not cluster according to their collection sites. This outcome can be attributed to the species' highly cross-pollinating nature and limited distribution range in the studied area. The observed number of alleles (NA) was 1.08 and 1.09, while the effective number of alleles (NE) was determined as 1.075 for both SCoT and iPBS markers. The Shannon's information index (I) was calculated as 0.055 and 0.060 for SCoT and iPBS markers, respectively. The expected heterozygosity (HE) values were estimated as 0.039 for SCoT markers and 0.042 for iPBS markers. The analysis of molecular variance (AMOVA) indicated that the genetic diversity within populations was higher than among populations. Through a Bayesian model-based STRUCTURE analysis, two groups (K=2) were identified among the five populations of Pinus gerardiana, and admixture was observed within individuals.
ConclusionThe minimal variations observed in total diversities and levels of population differentiation among the five Chalghoza pine populations suggest that the genetic structure of these populations aligns with the species' long-lived perennial nature and regional distribution. These findings have implications for the conservation and cultivation of this economically significant tree, providing valuable insights for its management and preservation.
Keywords: Afghanistan, Chalghoza pine, Genetic diversity, SCoT, iPBS -
کرفس کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff) یکی از مهم ترین گیاهان دارویی و در معرض انقراض ایران است. کرفس کوهی نه تنها به عنوان یک سبزی ارزشمند به صورت خام مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه دارای خواص درمانی بسیاری هم در طب سنتی و هم در ترکیبات داروهای گیاهی مدرن از منظر فارماکولوژیکی است. فقدان اطلاعات تنوع ژنتیکی و همچنین عدم شناخت ساز وکار تولید متابولیت های مهم در این گیاه، تحقیقات ژنتیکی پیرامون این گیاه را با چالش مواجهه کرده است. در پژوهش حاضر، با هدف توسعه نشانگر های EST-SSR در مقیاس بالا، از فرآیند سرهم بندی نوپدید خوانش های کوتاه حاصل از فناوری توالی یابی نسل جدید استفاده شد. تعداد 7575 مکان ریزماهواره در 6388 یونی ژن در ترنسکریپتوم کرفس کوهی شناسایی شد. در میان این نشانگرها، موتیف های دو نوکلئوتیدی و پس از آن تک و سه نوکلئوتیدی بالاترین فراوانی را نشان دادند. نتایج بلاست رونوشت های حاوی ریزماهواره نشان داد که 74/79 درصد از رونوشت ها دارای حداقل یک رکورد در پایگاه پروتئین های غیرتکراری بودند. جستجوی عوامل رونویسی، تفسیر کارکردی و همچنین مستندسازی رونوشت ها در برابر پایگاه KEGG، اکثر یونی ژن های حاوی ریزماهواره را در مسیر های متابولیکی و بیوسنتز متابولیت های ثانویه دخیل دانست. نتایج حاصل نشان داد که این نشانگرها به تحلیل تنوع ژنتیکی و مسیرهای متابولیکی این گیاه کمک می کنند، اطلاعاتی که می تواند در حفظ و بهره برداری پایدار از این گیاه با اهمیت تلقی شوند.
کلید واژگان: تفسیر کارکردی، تنوع ژنتیکی، کرفس کوهی، نسل جدید توالی یابی، نشانگر مولکولیKelussia odoratissima Mozaff, is one of the most important medicinal plants in Iran and is facing the risk of extinction. Keluss is not only used as a valuable herb in its raw form but also possesses numerous therapeutic properties in traditional medicine and modern herbal drug combinations from a pharmacological perspective. However, the lack of information on its genetic diversity and the mechanisms of important metabolite production in this plant pose challenges for genetic research on this species. In the present study, with the aim of developing high-throughput EST-SSR markers, the assembly process of short reads obtained through next generation sequencing technology was employed. A total of 7575 microsatellite loci were identified in 6388 unigenes. Among these markers, dinucleotide motifs followed by trinucleotide and mononucleotide motifs exhibited the highest abundance. Blast analysis of the sequences containing microsatellites revealed that 79.74% of the transcripts had at least one record in the non-redundant protein database. Further investigations involving transcription factors and functional annotations indicated that most of the microsatellite-containing unigenes are involved in metabolic pathways and the biosynthesis of secondary metabolites. The results showed that these markers assist in the analysis of genetic diversity and metabolic pathways of this plant, information that can be crucially important for the conservation and sustainable utilization of this valuable plant.
Keywords: Functional Annotation, Genetic Diversity, Keluss, Molecular Marker, Next-Generation Sequencing -
گونه های متعلق به جنس آژیلوپس به عنوان یکی از مهم ترین ذخایر ژنتیکی گندم محسوب می شوند. این منابع ژرم پلاسمی به واسطه پتانسیل های اصلاحی خود همواره منبع ژنی غنی برای استفاده در برنامه های به نژادی گندم محسوب می شوند. در این مطالعه تنوع ژنتیکی موجود در 60 توده آژیلوپس متعلق به دو گونه Ae. crassa و Ae. cylindrica با استفاده از نشانگرهای SCoT مورد بررسی قرار گرفت. بررسی الگوی باندی به دست آمده از آغازگرهای استفاده شده نشان داد در مجموع 171 قطعه در توده های مورد بررسی تکثیر یافت که 156 قطعه چندشکل بودند. متوسط شاخص اطلاعات چندشکلی (PIC)، قدرت تمایز (Rp) و شاخص نشانگر (MI) به ترتیب 30/0، 27/16 و 18/3 برآورد شد. نتایج تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد بیشترین میزان تنوع ژنتیکی مربوط به درون گونه ها بود (79% در مقابل 21%). بررسی شاخص های تنوع ژنتیکی نیز نشان داد بیشترین میزان تنوع ژنتیکی مربوط به گونه Ae. crassa بود. نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای بر اساس ماتریس تشابه ژنتیکی جاکارد نشان داد کلیه توده ها در دو گروه اصلی مجزا شدند، به طوری که الگوی گروه بندی منطبق با ساختار ژنومی توده ها بود. علاوه براین، نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نیز تایید کننده گروه بندی به دست آمده از تجزیه خوشه ای بود. به طور کلی این نتایج می تواند بیانگر قابلیت نشانگرهای SCoT در تمایز توده های ژرم پلاسمی بر اساس ساختار ژنومی آن ها باشد. از این رو، استفاده از این سیستم نشانگری در دیگر مطالعات ژنتیکی قابل توصیه می باشد.
کلید واژگان: آژیلوپس، تنوع ژنتیکی، نشانگرهای مبتنی بر ژن، تجزیه واریانس مولکولیJournal of Genetics, Volume:18 Issue: 2, 2023, PP 151 -160Species belonging to the Aegilops genus are one of the most important genetic resources of wheat. This germplasm due to its breeding potential usually is served in wheat breeding programs. In the present study, genetic diversity among 60 accessions belonging to Ae. crassa and Ae. cylindrica were investigated using start codon targeted polymorphism (SCoT) markers. The obtained banding pattern showed that in total 171 fragments were amplified across all investigated accessions, out of which 156 were polymorphic. The average values for polymorphism information content (PIC), resolving power (Rp), and marker index (MI) indices were estimated as 0.30, 16.27, and 3.18, respectively. The results of molecular analysis of variance (AMOVA) indicated that the most portion of genetic variation was belonged to within species than between them (79% vs. 21%). Based on the genetic variation parameters, Ae. crassa species showed greater levels of genetic variation compared with Ae. cylindrica species. The results of cluster analysis based on Jaccard’s similarity matrix grouped all investigated accessions into two main groups, so that the grouping pattern was in accordance with their genomic constitution. Moreover, the results of principal coordinate analysis (PCoA) confirmed the grouping pattern obtained by cluster analysis. In conclusion, our results revealed considerable efficiency of SCoT markers in grouping the studied germplasm; hence the use of this marker system could be recommended in other genetic studies.
Keywords: Aegilops, genetic diversity, gene-targeted markers, analysis of molecular variance -
بادمجان به دلیل خواص تغذیه ای، یکی از محصولات سبزی صیفی بسیار مهم به شمار می رود. هدف از این مطالعه بررسی تنوع ژنتیکی بین نمونه های ژنتیکی بادمجان موجود در بانک ژن گیاهی ملی ایران بود. به منظور انجام این آزمایش در سال اول و در ارزیابی مقدماتی 168 نمونه ژنتیکی و در سال دوم و ارزیابی تکمیلی 40 نمونه ژنتیکی بادمجان موجود در بانک ژن گیاهی ملی ایران مورد بررسی قرار گرفتند. در این ارزیابی ها تعداد 23 صفت کمی و کیفی ارزیابی شد. در ارزیابی مقدماتی، ژنوتیپ های مورد مطالعه اختلاف آماری معنی داری در سطح احتمال 1 درصد برای همه صفات نشان دادند و توزیع فراوانی نمونه ها از نظر شکل میوه به صورت دلمه ای (35.89درصد)، قلمی (32.18 درصد)، لامپی (13.67 درصد)، نیم قلمی (13.15 درصد) و گرزی (5.11 درصد) بود. در ارزیابی تکمیلی، اثر ژنوتیپ در نمونه های مورد مطالعه برای همه صفات معنی دار بود. از لحاظ تنوع ژنتیکی در صفات کیفی، بیشترین تنوع در صفات رنگ گل (1.56) و شکل میوه (1.53) و کم ترین تنوع در رنگ میوه (0.5) مشاهده شد. بر اساس نتایج تجزیه خوشه ای چهار گروه شناسایی شد. بیشترین فاصله ژنتیکی بین توده های شماره یک و 20 (22.34) و کمترین فاصله بین توده های شماره هفت و 21 (0.12) بود. در تجزیه به عامل ها سه عامل اصلی اول 68.06 درصد از تنوع موجود در داده ها را توجیه نمود. عامل های اول و دوم، به عنوان عامل های عملکرد و اجزا عملکرد شناخته شدند. همچنین صفات عملکرد میوه دارای وراثت پذیری بالا و همچنین همبستگی ژنتیکی معنی دار با همدیگر بودند؛ بنابراین با توجه به ضریب صفات مهم در تعیین عامل های اول و دوم، انتخاب نتاج در جمعیت های در حال تفرق باید هم زمان با در نظر گرفتن به نژادی برای عملکرد و شکل میوه مورد نظر باشد.
کلید واژگان: بادمجان، تنوع ژنتیکی، وراثت پذیری، همبستگی ژنوتیپیEggplant is a highly nutritious vegetable that is widely consumed. The aim of this study was to evaluate the genetic diversity between eggplant accessions from the National Plant Gene-Bank of Iran. In the first year, a preliminary evaluation was conducted using 168 accessions. Based on preliminary evaluation results, 40 accessions were selected for complementary evaluation in the second year. The evaluation was based on 23 quantitative and qualitative traits. The results of the preliminary evaluation showed statistically significant (P<0.01) differences between accessions for all traits. Fruit shape frequencies were rounded (35.89 percent), elongated (32.18 percent), oval (13.67 percent), Semi-elongated (13.15 percent), and mace-shaped (5.11 percent). In the complementary evaluation, there were significant differences between accessions for all traits. Qualitative traits such as flower color (1.56) and fruit shape (1.53) exhibited the highest genetic variation, while fruit color (0.5) showed the lowest. Cluster analysis analysis results revealed four groups for accessions and the highest (22.34) and least (0.12) genetic distances between 1 and 2 and between 7 and 21accessions, respectively. Factor analysis showed that the first three factors explained 68.06 percent of total variation in data. The first and second factors were related to yield and yield components, respectively. Also, fruit yield traits showed high heritability and there was significant genetic correlation between these traits. Therefore, high heritable and high-scoring traits in these factors should be considered when selecting progenies in segregating populations for improvement in terms of fruit yield and shape.
Keywords: Eggplant, Genetic variation, Heritability, Genotypic correlation -
هدف
هدف از این پژوهش بررسی میزان تنوع ژنتیکی در ارقام گندم با استفاده از نشانگر RAPD و بررسی کارایی این نشانگر در تفکیک و گروه بندی ارقام و نیز تشخیص ارقام بر اساس انگشت نگاری DNAمی باشد.
مواد و روش هادر این پژوهش 42 رقم گندم نان بوسیله 20 آغازگر RAPD مورد ارزیابی قرار گرفتند. بر اساس مشاهدات به صورت حضور نوار (1) و عدم حضور (0) اسکور بندی شده و ماتریس تشابه تشکیل شد.
نتایجبراساس نتایج حاصل از آزمایش از 132 نوار تولید شده 88 نوار (67/66) درصد چند شکلی نشان دادند. سایز قطعات DNA چند شکل بین کمتر از 100 جفت باز تا 3000 جفت باز می باشد و همچنین محدوده ی تولید نوارهای چند شکل 2-7 قطعه با متوسط 4/4 قطعه چند شکل، برای هر آغازگر است. RAPD58 و RAPD28 هر کدام با تولید هفت نوار چند شکل، بیشترین میزان چند شکلی را نشان دادند، RAPD68 توانست ارقام امید و آزادی،OPB08 ارقام چناب، سپاهان و سالیاسونز و TIBMBB09 و 17 TIBMBD رقم اترک را از سایر ارقام تشخیص دهد. نتایج حاصل از تجزیه کلاستر به روشUPGMA میزان ضریب تشابه را بین 74/0 تا 94/0 محاسبه نمود و در خط برش 79/0درصد، ژنوتیپ های مورد مطالعه را در هفت گروه قرار داد. ارقام سیستان و گاسپارو دارای بیشترین شباهت بودند و ارقام اترک، ویریناک و آزادی در کلاسترهای مجزا جای گرفتند. همچنین تجزیه واریانس مولکولی AMOVA)) نشان داد که 1درصد از واریانس بین جمعیت و 99 درصد درون جمعیت می باشد.
نتیجه گیرینتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که تنوع قابل توجهی در بین ارقام گندم نان مشاهده نشد، که می تواند به دلیل تعداد کم آغازگر و نیز ارقام مورد بررسی باشد. پیشنهاد می شود که از نشانگرهای دیگری همانند SSR که توان بیشتری در بروز تنوع ژنتیکی گندم را دارد استفاده نمود.
کلید واژگان: انگشت نگاریDNA، تنوع ژنتیکی، گندم، چند شکلی، نشانگر مولکولیObjectiveWheat is the most important cereal crops; it is a stable diet for more than one third of the world population. DNA markers play the most important role in diversity due to the relative ease in their generation and elimination of the influence of environment. The objective of this research were study of genetic diversity of bread wheat cultivars using RAPD markers and efficiency of these markers in grouping and distinguishing wheat cultivars based DNA fingerprint.
Materials and methodsIn this study 42 wheat cultivar was evaluated with using 20 RAPD markers. The amplified fragment profiles were visually scored for presence (1) and absence (0) of bands and entered in a binary matrix.
ResultsThe results showed that, RAPD primers detected 132 fragments and 88 of them (66/67%) were polymorphic. The amplified DNA fragments varied in size from <100bp to 3000bp. The number of polymorphic fragments primer ranged from 2-7 with an average of 4/4. RAPD68 and RAPD28 each whit 7 polymorphic bands showed the highest amount of polymorphism. Primer RAPD68 were able to distinguish the cultivars omid and azadi, primer OPB08 cultivars Chenab. Sepahan, Salyasonez and primers TIBMBD17 and TIBMBB09 cultivar Atrac from other cultivars. Cluster analysis using Jaccard matrix and UPGMA method was performed, wheat genotype clustered in seven distinct groups, and the genetic similarity values ranged from 0.74 to 0.94. sistan and gasparo showed the most genetic similarity (94%). Atrac, Azadi and vrinac were clustered as outliers. Analysis of molecular variance (AMOVA) determined 1% inter group diversity and 99% intra group diversity for studied genotypes.
ConclusionsThe results of this research showed that there was not genetic variation among bread wheat cultivars, that can be due to the low number of primers and cultivars under investigation. Suggested to use other primers such as SSR, which shows more diversity.
Keywords: DNA fingerprinting, Diversity, Wheat, polymorphism, Molecular marker -
نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران، سال سیام شماره 2 (پیاپی 60، پاییز و زمستان 1401)، صص 211 -229این تحقیق به منظور بررسی تنوع ژنتیکی50 ژنوتیپ منتخب از گونه علوفه ای-مرتعی علف گندمی بیابانی (Agropyron desertorum Fisch. ex Link) بر اساس صفات مهم زراعی و عملکرد علوفه انجام گرفت. هر یک از ژنوتیپ ها از طریق جدا کردن پنجه ها به چهار بوته کلون شدند و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی شمالغرب و غرب کشور در تبریز کشت شدند. اندازه گیری صفات از فروردین 1396 شروع و برای دو سال انجام گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تفاوت ژنوتیپ ها برای بیشتر صفات در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود که حاکی از وجود تنوع گسترده برای همه صفات مورد مطالعه در این ژنوتیپ ها بود. بر اساس مقایسه میانگین صفات و در نظر گرفتن میانگین عملکرد علوفه خشک دو سال، تعداد 14 ژنوتیپ که دارای عملکرد علوفه (بیش از 350 گرم در بوته معادل 8/9 تن در هکتار در سال) و عملکرد بذر (بیش از 40 گرم در بوته معادل 12/1 تن در هکتار) به عنوان ژنوتیپ های برتر انتخاب شدند. بر اساس تجزیه خوشه ای50 ژنوتیپ مورد مطالعه در چهار گروه قرار گرفتند. نتایج این مطالعه نشان داد که تنوع و فاصله ژنتیکی قابل توجهی از نظر عملکرد علوفه و بذر و سایر صفات زراعی در بین ژنوتیپ های وجود داشت. لذا جمعیت مورد مطالعه، پتانسیل ژنتیکی مناسبی را برای انتخاب ژنوتیپ های برتر والدی به منظور تولید ارقام ترکیبی فراهم می کند.کلید واژگان: علف گندمی بیابانی، تنوع ژنتیکی، عملکرد علوفه، تجزیه خوشه ای، رقم ترکیبیIranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, Volume:30 Issue: 2, 2023, PP 211 -229This study was aimed to assess genetic variation and characterize 50 selected genotypes of Agropyron desertorum Fisch. ex Link. using agro-morphological traits and forage yield. Each genotype was clonally propagated into four clones and they were space planted in a randomized complete block design with four replications on the research farm of the Agricultural Biotechnology Research Institute of the Northwest and West regions, Tabriz, Iran. Data collected from March 2017 for two years. The results of the variance analysis showed significant differences among the genotypes for most of the traits (P<0.01), which indicated high variation among the studied genotypes for all the traits. Based on the mean comparison of annual forage dry matter yield over two years, the 14 genotypes with higher annual forage production (more than 350 g/plant equal to 9.8 t.h-1) and also higher seed yield (more than 40 g/plant equal to 1.12 t.h-1) were selected as the superior genotypes. Based on the cluster analysis, the 50 genotypes were divided into four clusters. The results indicated that there were significant variation and considerable distance for forage, seed yield and other traits among the studied genotypes. Thus, these genotypes could be suitable genetic sources for selecting superior parental genotypes to improve breeding composite varieties.Keywords: Agropyron desertorum, Genetic variation, forage yield, cluster analysis, Composite variety
-
هدف
گیاه دارویی و معطر Pulicaria gnaphalodes (Vent.) Boiss معروف به گیاه کک کش یکی از گسترده ترین گونه های بیابانی است که به صورت وحشی در مناطق وسیعی از ایران رشد می کند. این گیاه منبع فلاونوییدها و ترپن ها است که در طب سنتی کاربرد های متعددی دارد. با توجه به اهمیت دارویی این گیاه، هدف این تحقیق بررسی و مقایسه کارایی نشانگرهای مولکولی و مورفولوژیکی در تفکیک جمعیت های آن بود
مواد و روش هادر این پژوهش 20 جمعیت از این گونه از استان های کرمان، فارس، یزد و هرمزگان جمع آوری و تنوع ژنتیکی آنها با استفاده از 10 صفت مورفولوژیکی و 25 آغازگر ISSR مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نمونه گیری برای استخراج DNA در بهار و نمونه گیری برای بررسی های مورفولوژیکی در انتهای فصل رشد در تابستان انجام شد.
نتایجدر بررسی تنوع ژنتیکی بین جمعیت ها، در مجموع 150 نوار تکثیر شد که از این تعداد 139 مورد آن (67/92 درصد) چند شکل بودند. میانگین تعداد آلل های موثر (Ne) و هتروزیگوسیتی مورد انتظار (uHe) به ترتیب 47/1 و 288/0 بود. دندروگرام رسم شده با استفاده از روش Wards، این تجزیه جمعیت ها را به دو گروه اصلی تقسیم نمود. خوشه کوچک تر شامل جمعیت های 15، 18 و 19 بود و سایر جمعیت ها در خوشه بزرگ قرار گرفتند. ارتباط ضعیفی بین الگوی تنوع ژنتیکی جمعیت ها و داده های GIS مشاهده شد. نتایج حاصل از تجزیه به عامل ها برای صفات مورفولوژیک نشان داد که سه مولفه اصلی (مولفه های زایشی، سطح برگ و رویشی) با مقادیر ویژه بیش از یک، 24/69 درصد از کل تنوع را توجیه نمودند. این سه عامل به ترتیب 77/28، 05/21 و 42/19 درصد از تغییرات داده ها را تبیین کردند. تجزیه به عامل ها جمعیت های مورد مطالعه را به دو گروه مشخص تقسیم نمود.
نتیجه گیریدر مطالعه حاضر، سطوح بالایی از تنوع ژنتیکی و مورفولوژیکی بین جمعیت های P. gnaphalodes مشاهده شد به نحوی که پراکندگی های جغرافیایی تاثیر کمی در تنوع ژنتیکی جمعیت ها داشت. به نظر می رسد عواملی نظیر چند ساله بودن گیاه، سیستم گرده افشانی، خود ناسازگاری، پراکندگی بذر توسط باد و جریان ژن، از تنوع ژنتیکی بالای جمعیت ها حمایت کنند.
کلید واژگان: پولیکاریا، تنوع ژنتیکی، تنوع مورفولوژیکی، نشانگر ISSRObjective:
Pulicaria gnaphalodes (Vent.) Boiss, known as Kak-Kosh, is a desert-adapted species that has been widely distributed throughout Iran. This plant is a source of flavonoids and terpenes that are used in traditional medicine. Considering the medicinal importance of this plant, the aim of this research was to investigate the effectiveness of molecular and morphological markers to separate the populations.
Materials and methods:
In this research, 20 populations of this species were collected from Kerman, Fars, Yazd and Hormozgan provinces and their genetic diversity was analyzed using 10 morphological traits and 25 ISSR primers. Sampling for genetic and morphological studies were carried out in spring and late summer, respectively.
Results:
A total of 150 ISSR marker fragments were scored and 139 bands were found to be polymorphic [the percentage of polymorphic bands (PPB): 92.67%]. The average number of effective alleles (Ne) and expected Heterozygosity (uHe) for the amplification products were 1.470 and 0.288 respectively. Both Principal Coordinates Analysis (PCoA) and UPGMA cluster analysis supported the clustering of all the populations into two groups. Small cluster contained populations 15, 18 and 19 and other populations were placed in a large Cluster. A weak relationship was observed between genetic diversity and GIS data. The Factor Analysis (FA) results for morphological traits detected three principal components with Eigen value greater than one (reproductive, leaf area, and vegetative components), which explained 69.24% of the total variability. These three components explained 28.77, 21.05 and 19.42 percentage of variability respectively. The FA analysis separated a group from the other populations.
Conclusions:
In the present study, high levels of genetic and morphologic diversity were found between P. gnaphalodes populations. So that geographical separations have a weak effect on genetic diversity of populations. It seems that some probable factors such as perianality, self-incompatibility, pollination system, seed dispersal by wind, and gene flow could support achieving the population in a high level of genetic diversity.
Keywords: Fleabane, Genetic variation, Morphological diversity, ISSR marker
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.