فهرست مطالب

مجله پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال هفتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/28
  • تعداد عناوین: 13
|
  • مهدی رحیمی* صفحات 1-12

    طرح تلاقی دی آلل ابزاری مهم است که در برنامه های به نژادی گیاهی برای به دست آوردن اطلاعات وراثت صفات مورد استفاده قرار می گیرد. آگاهی از عمل ژن، وراثت پذیری و پیشرفت ژنتیکی در گزینش، پیش شرط شروع برنامه های به نژادی برای توسعه ارقام ذرت است. پنج لاین S7 ذرت و نتاج F2 آن ها در یک طرح تلاقی نیمه دی آلل 5 × 5 به منظور برآورد عمل ژن ها و وراثت پذیری صفات بیوشیمیایی و فیزیولوژیک مطالعه گردیدند. والدین و هیبریدهای F2 حاصل از آن ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1397-1396 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان کشت شدند و صفات انواع کلروفیل، پرولین، پروتئین، کاروتنویید و قند احیاء مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه واریانس میانگین داده ها، اختلاف معنی داری را بین ژنوتیپ ها برای صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد نشان داد. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل گرافیکی به روش هیمن نشان داد که صفات کلروفیل a، کلروفیل b، کلروفیل کل، کاروتنویید، قند احیاء و محتوای پرولین تحت کنترل اثر فوق غالبیت ژن ها قرار داشتند درحالی که صفت محتوای پروتئین تحت کنترل غالبیت ناقص قرار داشت. وراثت پذیری خصوصی صفات کاروتنویید و محتوای پرولین برابر با 14/0 و صفت محتوای پروتئین برابر با 44/0 بود و برای صفات دیگر در این محدوده متغیر بود. به این ترتیب، نتایج این تحقیق نشان داد که برای اصلاح همه صفات به جز محتوای پروتئین می توان از پدیده هتروزیس و تولید ارقام هیبرید استفاده نمود؛ اما برای اصلاح صفت محتوای پروتئین استفاده از هر دو روش گزینش و تولید هیبرید پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: عمل ژن، فوق غالبیت، کلروفیل، وراثت پذیری
  • ابوذر ابوذری*، احمدرضا دادرس، بهروز گلعین، یحیی تاجور صفحات 13-24

    در برنامه های اصلاحی به آگاهی از قرابت و تنوع ژنتیکی موجود در ذخایر ژرم پلاسمی نیاز است. گستردگی کشت و میزان بالای تولید مرکبات بیانگر اهمیت آن در اقتصاد جهانی است. در این تحقیق 110 ژنوتیپ مرکبات با استفاده از 12 آغازگر ISSR مورد ارزیابی قرار گرفتند. در مجموع 154 نوار چند شکل با میانگین 8/12 آلل امتیاز دهی شد. درصد چندشکلی از 57 درصد برای آغازگر ISSR1 تا 82 درصد برای آغازگر ISSR9 متغیر بود. متوسط محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC)، میزان متوسط شاخص نشانگر (MI)، شاخص تنوع ژنی (Nei)، شاخص شانون (I) و تعداد آلل موثر (Ne) به ترتیب 002/0 ± 48/0، 17/1 ± 14/6، 11/0 ±  42/0، 12/0 ± 61/0 و 27/0 ±  78/1 برآورد شد. بر اساس آماره های تنوع ژنتیکی، جمعیت مورد مطالعه تنوع ژنتیکی بالایی داشت و چهار آغازگر ISSR11، ISSR9، ISSR4 و ISSR5 از پتانسیل بیشتری جهت تمایز ژنوتیپ ها برخوردار بودند. تجزیه خوشه ای و تجزیه ساختار به ترتیب بر اساس روش اتصال همسایگی (NJ) و روش بیزی ژنوتیپ ها را به پنج گروه و چهار زیرجمعیت تقسیم کرد. بر مبنای هر دو تجزیه، قرار گرفتن ژنوتیپ های ناشناخته با ارقام شاهد در یک گروه، فرض زمینه ژنتیکی مشترک بین این ژنوتیپ ها را تقویت نمود. در گروه بندی ژنوتیپ ها، سه گونه حقیقی پوملو (C. maxima)، ماندارین (C. reticulate) و سیترون (C. medica) در گروه های مجزا قرار گرفتند. بر اساس نتایج، علاوه بر سه گونه حقیقی، حداقل یک گونه یا جنس دیگر از خویشاوندان مرکبات در ریخته ارثی جمعیت مورد مطالعه سهم داشت. در این تحقیق اگرچه هر دو تجزیه مورد استفاده در تکمیل اطلاعات هم کارآمد بودند، اما با لحاظ نمودن میزان اختلاط ژنتیکی و اطلاعات منشا ژنوتیپ ها، شاید بتوان بر اثربخشی بیشتر تجزیه ساختار مبتنی بر مدل در ارزیابی روابط ژنتیکی دست یافت.

    کلیدواژگان: آغازگر ISSR، تجزیه ساختار جمعیت، مرکبات، روابط فیلوژنی
  • رحمت الله کریمی زاده*، طهماسب حسین پور، جبار آلت جعفربای، کمال شهبازی هومونلو، محمد آرمیون صفحات 25-40

    روش های مختلفی برای بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط و شناسایی ژنوتیپ های پایدار وجود دارد که شامل روش های پارامتری، ناپارامتری و چندمتغیره است. در این پژوهش، تعداد 19 ژنوتیپ پیشرفته گندم دوروم انتخابی از آزمایش های پیشرفته مقایسه عملکرد سال زراعی 91-1390 به همراه رقم شاهد دهدشت به مدت سه سال زراعی (94-1391) در پنج منطقه گچساران، گنبد، خرم آباد، مغان و ایلام به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار مطالعه شدند. تجزیه مرکب داده ها اثر معنی دار محیط، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ در محیط را نشان داد. در روش های تک متغیره پارامتری، ژنوتیپ های شماره 7، 12، 18 و 20 پایدارترین ژنوتیپ ها بودند. در روش های تک متغیره ناپارامتری، ژنوتیپ های شماره 2، 7، 12، 13، 18، 19 و 20 با کمترین سهم در اثر متقابل ژنوتیپ و محیط به عنوان پایدارترین ژنوتیپ ها انتخاب شدند. در روش امی، ژنوتیپ های 2، 7، 12، 19 و 20 با اختصاص کمترین مقادیر رتبه در محیط های مختلف و بالاترین میانگین عملکرد دانه در گروه ژنوتیپ های پایدار قرار گرفتند. با توجه به نتایج به دست آمده، ژنوتیپ های 12، 20، 18 و 7 می توانند به عنوان ژنوتیپ های امیدبخش و کاندیدای معرفی به عنوان رقم انگاشته شوند.

    کلیدواژگان: پایداری عملکرد، روش امی، ژنوتیپ، گندم دوروم، ناپارامتری
  • سحر داشچی، حسن راهنما*، کیانوش چقامیرزا، کتایون زمانی صفحات 41-54

    در گیاهان دانه روغنی تعدادی از ژن های دخیل در مسیر ساخت تری آسیل گلیسرول شناسایی شده اند که تغییر در بیان این ژن ها سبب افزایش محتوای روغن دانه شده است. ژن های WRI1 و LPAAT از ژن های کلیدی در این مسیر سنتزی هستند که بیش بیان این ژن ها می تواند سبب افزایش محتوای روغن شود. در این تحقیق به منظور افزایش میزان روغن دانه، ناقل های بیانی حامل ژن های WRI1 و LPAAT طراحی و ساخته شدند. ژن های سنتزی WRI1 و LPAAT با استفاده از آنزیم های برشی اختصاصی از ناقل همسانه سازی PGH.WRI1 و PGH.LPAAT جدا و به صورت منفرد و جفتی در ناقل حد واسط PGH.O3.2.2 که حامل پیشبرهای اختصاصی SBP و Napin و خاتمه گر E9 می باشد، همسانه سازی شدند. کاست های ژنی به ناقل بیانی دوگانه pBin19 وارد شدند. ناقل های نهایی بهAgrobacterium tumefacience  سویه EHA105 منتقل و جهت بررسی صحت ساخت و بیان قطعه ژنی، در تراریختی گیاه مدل توتون به کار گرفته شدند. ارزیابی مولکولی گیاهان تراریخت، حضور و فعالیت ژن WRI1 و LPAAT را تایید کرد. بذور حاصل از گیاهان تراریخت در نسل بعد در محیط کشت حاوی کانامایسین، گیاهچه هایی سالم و قوی تولید کردند.

    کلیدواژگان: توتون، روغن دانه، Agrobacterium tumefacience، LPAAT، WRI1
  • مهرناز کاتوزی، سعید نواب ‎پور، حسین صبوری*، علی اکبر عبادی صفحات 55-64

    به منظور شناسایی QTLهای کنترل کننده صفات زراعی، ارقام وحشی و موتانت برنج رقم طارم تلاقی داده شدند. برای تهیه نقشه پیوستگی، نشانگرهای SSR، ISSR، iPBS و IRAP چند شکل در 250 فرد از نسل دوم تلاقی تکثیر شدند. وزن 100 دانه، تعداد پنجه، تعداد دانه پر، تعداد دانه های پوک، ارتفاع بوته، طول خوشه، تعداد خوشچه، قطر ساقه، طول، عرض و شکل دانه، وزن کاه، طول دوره رسیدگی، طول و عرض برگ پرچم روی کلیه افراد جمعیت اندازه گیری شد. نقشه پیوستگی 9/970 سانتی مورگان از ژنوم برنج را پوشش داد. فاصله بین دو نشانگر مجاور برابر با 77/12 سانتی مورگان به دست آمد. در مجموع 13 QTL برای صفات ارزیابی شده شناسایی شد. آلل های انتقال یافته از والدین در QTLهای ردیابی شده برای کلیه صفات مورد بررسی در جهت افزایش عملکرد دانه عمل نمودند. بیشترین تعداد QTL برای روز تا گلدهی ردیابی شد. سه QTL روی کروموزوم های 10 و 4 (دو QTL) برای تعداد روز تا گلدهی مکان یابی شد. qLDF-4a و qLDF-4b دارای اثر افرایشی منفی بودند و آلل های والد طارم محلی موتانت باعث کاهش تعداد روز تا گلدهی شد. QTLهای مذکور مجموعا 6/11 درصد واریانس فنوتیپی را توجیه نمودند. نظر به این که جمعیت مورد بررسی از تلاقی ارقام بومی و موتانت طارم تهیه شدند و افراد جمعیت حاصل تنها در ژن های موتانت یافته تنوع نشان دادند؛ لذا QTLهای ردیابی شده در این مطالعه می توانند دقت بیشتری در مکان و میزان بیان تغییرات داشته باشند و پس از تعیین اعتبار آنها، قابل توصیه برای برنامه های به نژادی انتخاب به کمک نشانگر می باشند.

    کلیدواژگان: برنج، موتانت، نشانگر مولکولی، نقشه پیوستگی، QTL
  • بهرام علیزاده*، عباس رضایی زاد، محمد یزداندوست همدانی، غلامحسین شیراسماعیلی، فرشاد ناصرقدیمی، حمیدرضا خادم حمزه صفحات 65-82

    اثر متقابل ژنوتیپ × محیط مسئله ای مهم در مطالعه صفات کمی می‎باشد زیرا پایداری عملکرد در محیط های مختلف را کاهش می دهد و همچنین تفسیر آزمایش های ژنتیکی را دشوار و پیش بینی ها را با مشکل مواجه می سازد. در این راستا به منظور تجزیه اثر متقابل ژنوتیپ × محیط و تعیین پایداری عملکرد و سازگاری ژنوتیپ های کلزا زمستانه در مناطق سرد و معتدل سرد کشور، تعداد 9 لاین و 4 رقم در شش ایستگاه تحقیقاتی (اصفهان، همدان، کرج، کرمانشاه، خوی و زرقان) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار به مدت دو سال زراعی (96-1394) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه مرکب عملکرد دانه نشان داد که اثرات محیط، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × محیط معنی دار بود. معنی دار بودن اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، بیانگر واکنش متفاوت ژنوتیپ ها در محیط های مختلف بود و از این رو، امکان تجزیه پایداری ژنوتیپ ها وجود داشت. رقم نفیس و لاین BAL-92-1 به ترتیب با عملکرد دانه 4086 و 3829 کیلوگرم در هکتار نسبت به میانگین کل برتر بودند و دارای متوسط رتبه و واریانس رتبه کمتری نسبت به سایر ژنوتیپ ها بودند. بر اساس نتایج تجزیه پایداری با روش ابرهارت و راسل، لاین BAL-92-1 با عملکرد بالاتر از میانگین و ضریب رگرسیون نزدیک به یک به عنوان ژنوتیپ با سازگاری عمومی بالا برای تمام مناطق شناخته شد. بر اساس روش گزینش هم زمان برای عملکرد و پایداری (YSi)، لاین های HW-92-1، BAL-92-1، BAL-92-11 و رقم نفیس با کمترین مقادیر به عنوان پایدارترین و لاین های BAL-92-4، HW-92-2، HW-92-3 و رقم احمدی با بیشترین مقدار آماره مذکور به عنوان ناپایدارترین ژنوتیپ ها شناسایی شدند. همچنین بر اساس شاخص SIIG، لاین های HW-92-1، BAL-92-1، BAL-92-6، BAL-92-11 و رقم نفیس با داشتن مقدار SIIG بالا و همچنین عملکرد دانه بالاتر از میانگین به عنوان ژنوتیپ های برتر از نظر پایداری و عملکرد دانه شناخته شدند. در مجموع، لاین BAL-92-1 با داشتن عملکرد و پایداری عمومی بالا، لاین برتر این آزمایش بود که برای مطالعات تکمیلی جهت معرفی به عنوان رقم تجاری جدید در مناطق سرد و معتدل سرد ایران انتخاب شد.

    کلیدواژگان: پایداری عمومی، روش ابرهارت و راسل، شاخص SIIG، کلزای زمستانه
  • جمال رحیمی درآباد، ورهرام رشیدی*، حسین شهبازی، محمد مقدم واحد، ابراهیم خلیل وند صفحات 83-96

    به منظور تعیین وراثت پذیری و پارامترهای ژنتیکی برخی صفات زراعی در ارقام جو، بذور F1 حاصل از تلاقی نیمه دی آلل 7 × 7 به همراه والدین در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و تحت شرایط بدون تنش و تنش های شوری 8 و 12 دسی زیمنس بر متر ارزیابی شدند. تجزیه ژنتیکی به روش هیمن و روش دوم در مدل ثابت گریفینگ انجام شد. شیب خط رگرسیون Wr روی Vr در هر سه شرایط، اختلاف معنی داری با یک نشان نداد، اما با صفر اختلاف معنی داری نشان داد که نشان دهنده کفایت مدل افزایشی- غالبیت برای این صفات است. وراثت پذیری عمومی صفات بالا (9/0-7/0) و وراثت پذیری خصوصی صفات متوسط به بالا (8/0-4/0) بود. نتایج نمودارهای رگرسیونی نشان داد که والد افضل دارای بیشترین آلل غالب بود. معنی دار بودن جزء ژنتیکی a، در بیشتر صفات نشان دهنده نقش اثرهای افزایشی ژن در کنترل صفات بود. جزء ژنتیکی b در بیشتر صفات معنی دار بود که نشان دهنده حضور اثرهای غالبیت ژنی در کنترل صفات است. برآورد توزیع آلل های مثبت و منفی در والدین نشان داد مقدار این نسبت در کلیه صفات (به جز وزن دانه در سنبله تحت تنش 12 دسی زیمنس بر متر) کمتر از 25 درصد بود که نشان دهنده عدم تقارن در توزیع آلل های مثبت و منفی در بین والدین است. بر اساس اثرات ترکیب پذیری عمومی در شرایط شوری، رقم کویر آلل های مطلوبی برای صفات ارتفاع بوته، وزن دانه در سنبله و وزن صددانه را دارا می باشد و می تواند به عنوان یک والد عمومی در برنامه های به نژادی به کار برده شود. برآورد وراثت پذیری عمومی و خصوصی بالا برای بیشتر صفات گویای امیدبخش بودن این مواد ژنتیکی برای به نژادی تحت شرایط نرمال و تنش شوری بود.

    کلیدواژگان: اثرات افزایشی و غالبیت، ترکیب پذیری، روش هیمن، وراثت پذیری
  • مهدی رضایی*، عبدالرضا کاوند صفحات 97-108

    در نخل خرما، تشخیص رقم در نهال های جوان حاصل از ریزازدیادی با استفاده از صفات مورفولوژیک دشوار و زمان بر بوده و بنابراین استفاده از نشانگرهای مولکولی جهت تسهیل و تسریع این موارد ضروری به نظر می رسد. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت هشت جفت نشانگر ریزماهواره برای تفکیک و تشخیص رقم در برخی ارقام تجاری و متعاقبا استفاده از داده ها برای تشخیص رقم در گیاهچه های خرمای حاصل از ریزازدیادی بود. ارقام مورد مطالعه شامل پیارم، زاهدی، مجول، برحی، استعمران، دیری، غنامی سبز، غنامی قرمز و گنطار بودند. با توجه به دشواری کوبیدن برگ خرما با استفاده از هاون در حضور ازت مایع، روشی کارآمد برای کوبیدن برگ های خرما با استفاده از دستگاه Tissue Lyser II بهینه سازی شد. برای انجام واکنش های زنجیره ای پلی مراز از هشت جفت آغازگر ریزماهواره استفاده شد. نتایج نشان داد که در صورت استفاده از این سیستم نشانگری و در دسترس بودن ارقام شاهد قابل اطمینان، می توان اصالت گیاهچه های حاصل از ریزازدیادی را ارزیابی کرد. گروه بندی ارقام نشان داد که تمامی ارقام مورد مطالعه با استفاده از پنج جفت آغازگر ریزماهواره شامل mPdCIR025، mPdCIR057، mPdCIR070، PDAG1003 و  DP175قابل تفکیک بودند. نتایج حاصل از تهیه بارکد اختصاصی برای هر رقم نشان داد که آلل شماره c1 (با اندازه تقریبی 235 جفت باز) در رقم پیارم و آلل d3 (با اندازه تقریبی 230 جفت باز) در رقم مجول اختصاصی بودند. در نهایت برای ایجاد قابلیت رجوع به نتایج، دیاگرام تفکیک ارقام ترسیم شد.

    کلیدواژگان: آلل اختصاصی، دیاگرام تفکیک رقم، ریزازدیادی، نشانگر مولکولی، یکپارچگی ژنتیکی
  • عباس قلی پور*، سید کمال کاظمی تبار، سارا شریفی سلطانی صفحات 109-118

    گیاه دارویی وج (Acorus calamus) گیاهی چندساله، نیمه‏آبزی و معطر از تیره Acoraceae است که علاوه بر خواص دارویی متعدد، در صنایع بهداشتی، غذایی و کشاورزی (دفع آفات) کاربرد دارد. این تحقیق به‏منظور مطالعه مقایسه‏ای تنوع ژنتیکی نمونه‏ های طبیعی و باززایی شده از کشت بافت سه جمعیت ارزفون، پلسک و الندان این گیاه با استفاده از نشانگرهای مولکولی ISSR انجام شد. از 15 آغازگر استفاده شده، 9 آغازگر بیشترین تعداد نوارهای چندشکل را در نمونه ‏های مورد مطالعه تولید کردند. از مجموع 83 نوار تولید شده، تعداد 52 (65/62 درصد) نوار چندشکلی بودند. درصد لوکوس‏های چندشکلی برای گیاهان گروه طبیعی و باززایی شده به ترتیب 37/43 درصد و 42/55 درصد بود و ضریب تنوع ژنتیکی نی (H) برای دو گروه نمونه طبیعی و باززایی شده 239/0 محاسبه شد. ضریب شانون (I) برای گیاهان گروه طبیعی و باززایی شده به‏ترتیب 033/0 ± 251/0 و 031/0 ± 299/0 محاسبه شد. در بین نمونه‏ های طبیعی و باززایی شده، بیشترین تشابه ژنتیکی بین نمونه‏ های جمعیت الندان (63/0) و کمترین مقدار آن بین نمونه‏های جمعیت پلسک (44/0) مشاهده شد. نتایج حاصل از تحلیل واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد که 94 درصد تغییرات ژنتیکی یافت شده مربوط به درون گروه‏ها و 6 درصد در بین گروه‏ها بود. مطابق شاخص‏های محاسبه شده، میزان تنوع ژنتیکی نمونه‏های باززایی شده گیاه وج در مقایسه با نمونه ‏های طبیعی بیشتر بود. کمترین میزان واگرایی ژنتیکی بین نمونه‏ های طبیعی و باززایی شده در جمعیت الندان مشاهده شد، بنابراین گیاهان این جمعیت برای اهلی‏ سازی و پرورش در ایران می‏تواند مناسب باشد.

    کلیدواژگان: اهلی سازی، تشابه ژنتیکی، ضریب تنوع ژنتیکی نی، گیاه دارویی، Acorus calamus
  • راضیه عزیزیان مصلح، محمدرضا عبداللهی*، حسن ساریخانی، اصغر میرزایی اصل، پیام پورمحمدی صفحات 119-134

    بهینه سازی روش های درون شیشه ای برای تولید گیاهان دابل هاپلویید ذرت نقش مهمی در برنامه های اصلاحی این گیاه دارد. در این مطالعه اثرات ماده 5-آزاسیتیدین بر روی صفات زراعی، کارایی القای آندروژنز و همچنین بیان ژن DNA متیل ترانسفراز (AF229183.1) در دو مرحله رشدی ذرت شامل مرحله 7 تا 8 برگی و مرحله گلدهی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. دو ژنوتیپ ذرت (DH5 × DH7 و ETMH-82) به عنوان عامل اول و تیمار بذور ذرت با 5-آزاسیتیدین (0، 5، 10 و 100 میکرومولار) به عنوان عامل دوم در نظر گرفته شدند. بذور تیمار شده در مزرعه کشت گردیده و در طول مراحل رشد، صفات مختلف مورفولوژیکی و زراعی اندازه گیری شدند. در آزمایش کشت بساک، بساک های حاوی میکروسپور هایی در مراحل تک هسته ای میانی تا تک هسته ای انتهایی انتخاب و در محیط کشت پایه YPm حاوی 1 میلی گرم در لیتر D-2,4 و 2 میلی گرم در لیتر BAP کشت گردیدند. اثرات متقابل ژنوتیپ × سطوح 5-آزاسیتیدین برای همه صفات مورد مطالعه به جز تعداد دانه در ردیف بلال، عمق دانه، قطر بوته، تعداد برگ در بوته و تعداد بلال اختلاف معنی داری را نشان دادند. بیشترین میزان وزن هزار دانه در تیمارهای 10 و 100 میکرومولار و همچنین بیشترین عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک در تیمار 100 میکرومولار 5-آزاسیتیدین برای هر دو ژنوتیپ مشاهده شد. بذور ژنوتیپ DH5 × DH7 تیمار شده با غلظت 5 میکرومولار 5-آزاسیتیدین بیشترین میانگین تعداد ساختارهای رویان مانند (1833/0) و گیاهچه باززایی شده (067/0) به ازای هر بساک را ایجاد کردند. بیان نسبی ژن DNA متیل ترانسفراز در گیاهان حاصل از بذور تیمار شده با غلظت های مختلف 5-آزاسیتیدین در هر دو ژنوتیپ و هر دو مرحله رشدی مورد مطالعه نسبت به گیاهان شاهد (غلظت صفر میکرومولار 5-آزاسیتیدین) کاهش معنی داری نشان داد که این کاهش بیان ژن می تواند منجر به بهبود القای آندروژنز در کشت بساک ژنوتیپ DH5 × DH7 شده باشد. به هر حال، علی رغم کاهش بیان این ژن در دو مرحله رشدی ژنوتیپ ETMH-82، القای آندروژنز در این ژنوتیپ مشاهده نگردید. نتایج تحقیق حاضر می تواند به تعیین نقش عوامل اپی ژنتیکی در القاء آندروژنز و بهبود تولید گیاهان هاپلویید در ذرت کمک کند.

    کلیدواژگان: آندروژنز، 5-آزاسیتیدین، DNA متیل ترانسفراز، ذرت، کشت بساک، گیاه هاپلوئید
  • سیده یلدا رئیسی ساداتی، سدابه جهانبخش گده کهریز*، علی عبادی، محمد صدقی صفحات 135-144

    در شرایط تنش خشکی، سیستم ‏علامت دهنده موجب القای بیان ژن‏های مشخصی در مقابل اثرات زیان آور تنش ‏های محیطی می ‏شود. در میان ریزعناصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان، عنصر روی نقش مهمی در بسیاری از فرآیندهای متابولیکی گیاهان ازجمله بیان ژن و تحمل به تنش دارد. به منظور بررسی اثر تنش خشکی و نانواکسید روی بر الگوی بیان نسبی برخی ژن های دخیل در تنش های غیرزنده (شامل WRKY1، HMA2 و ZIP1) ارقام گندم، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در گلخانه اجرا شد. در این آزمایش، فاکتور اول تنش خشکی در سه سطح (35، 60 و 85 درصد ظرفیت زراعی)، فاکتور دوم شامل سه رقم گندم (حیدری، میهن و سای سونز) و فاکتور سوم شامل نانو اکسید روی در سه سطح (0، 5/0 و 1 گرم بر لیتر) بود. براساس نتایج بدست آمده، با افزایش شدت تنش خشکی، بیان نسبی ژن های WRKY1 و ZIP1 در رقم متحمل به خشکی (میهن) و نیز با افزایش غلظت نانوذره روی زمان تنش، بیان ژن ZIP1 در رقم حساس به خشکی (سایسونز) افزایش پیدا کرد. بیشترین میزان بیان نسبی ژن HMA2 در رقم حیدری تحت تنش خشکی ملایم ملاحظه شد. بطور کلی، بیان هر سه ژن مورد مطالعه در رقم متحمل (میهن) تحت تنش خشکی افزایش یافت. افزایش سطح بیان ژن های HMA2 و ZIP1، می تواند مرتبط با انتقال روی به بافت های مصرف کننده و همچنین افزایش مصرف روی در سوخت و ساز جاری گیاه باشد که در نتیجه در افزایش تحمل گیاه گندم به تنش خشکی موثر است.

    کلیدواژگان: بیان ژن، تنش خشکی، عوامل رونویسی، گندم، نانوذره روی
  • علی دولتشاه، احمد اسماعیلی*، هادی احمدی، کریم خادمی، داریوش گودرزی صفحات 145-162

    اساس تحقیقات به نژادی گیاهان بر پایه تنوع ژنتیکی وسیع استوار است و ارزیابی تنوع ژنتیکی یکی از مهم ترین گام ها در معرفی ارقام جدید است. در این تحقیق تنوع ژنتیکی 25 ژنوتیپ خلر برای صفات مختلف در شهرستان خرم آباد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که بین ژنوتیپ ها از لحاظ اغلب صفات مورد مطالعه اختلاف معنی داری وجود دارد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که ژنوتیپ IF1312 با بیشترین عملکرد دانه و ژنوتیپ های IF1332 و IF471 با بیشترین عملکرد علوفه خشک و تر، بهترین عملکرد را دارند. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که سه مولفه اول 62.64 درصد از تغییرات کل را توجیه می نمایند. بر اساس نتایج تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ های IF1307، IF1872 وIF471 که دارای عملکرد دانه و علوفه بیشتری نسبت به سایر ژنوتیپ ها بودند، در یک گروه قرار گرفتند. جهت برآورد همبستگی ژنتیکی و وراثت پذیری صفات مختلف در ژنوتیپ های خلر از روش REML استفاده شد. بیشترین وراثت پذیری (0.87) برای صفت تعداد دانه نارس و کمترین وراثت پذیری (0.10) برای صفت وزن خشک کل برآورد گردید. عملکرد دانه با عملکرد علوفه تر همبستگی ژنتیکی مثبت و بالایی داشت و صفات بیوماس، درصد برگ و عملکرد علوفه خشک نیز همبستگی ژنتیکی مثبت و بالایی با عملکرد علوفه تر نشان دادند. در مجموع، ژنوتیپ IF1307 از نظر بیشتر صفات دارای تظاهر بهتری نسبت به سایر ژنوتیپ ها بود و از نظر عملکرد علوفه تر بین ژنوتیپ ها عملکرد قابل قبولی داشت.

    کلیدواژگان: خلر، تجزیه خوشه ای، تجزیه به مولفه های اصلی، وراثت پذیری
  • پیمان شریفی*، ابوذر عباسیان، علی محدثی صفحات 163-180

    مدل های AMMI (اثرات اصلی جمع پذیر و برهمکنش ضرب پذیر) و BLUP (بهترین پیش بینی نااریب خطی)، از جمله روش های چندمتغیره کاربردی در ارزیابی آزمایش های چندمحیطی هستند. در این پژوهش، هفت لاین امیدبخش برنج، به همراه دو رقم شاهد در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار، در تنکابن، آمل و ساری و در سه فصل زراعی 1390-93 ارزیابی شدند. برای کمی سازی پایداری ژنوتیپی، بهترین پیش بینی های نااریب خطی، از برهمکنش های ژنوتیپ در محیط (GEI) برآورد شدند و تجزیه مقادیر منفرد (SVD) که اساس تجزیه AMMI است، بر روی ماتریس حاصله انجام شد. آزمون نسبت درست نمایی (LRT) نشان داد که برهمکنش ژنوتیپ در محیط بر عملکرد دانه، تعداد پنجه، وزن هزار دانه و طول خوشه معنی دار بود؛ بنابراین، با توجه به معنی دار بودن برهمکنش ژنوتیپ در محیط، می توان تجزیه BLUP را بر روی این داده ها انجام داد. بای پلات اولین مولفه اصلی محیط در برابر عملکرد اسمی نشان داد که ژنوتیپ های 7 ([IR 67015-22-6-2-(A37632) × (Amol3 × Ramzanalitarom)]39)، 6 ([IR 67015-22-6-2-(A37632) × (Amol3 × Ramzanalitarom)]126) و 2 ([IR 64669-153-2-3-(A8948) × (4 Surinam × Deylamani)]2) با توجه به کمترین نمره های مولفه اصلی اول، سهم ناچیزی در برهمکنش ژنوتیپ در محیط داشتند و از پایداری عملکرد دانه بیشتری برخوردار بودند. بای پلات عملکرد دانه در برابر میانگین وزنی نمرات مطلق (WAASB)، ژنوتیپ ها را در چهار ناحیه قرار داد، به طوری که ژنوتیپ های واقع در ناحیه چهارم شامل ژنوتیپ های 6، 7، 8 (لاین شاهد 843) و 9 (رقم شاهد شیرودی) به دلیل بزرگی متغیر پاسخ (داشتن عملکرد بالا) و پایداری بالا (مقادیر پایین WAASB)، بسیار پرمحصول و دارای پایداری گسترده ای بودند. شناسایی ژنوتیپ ها با معیار میانگین وزنی شاخص پایداری WAASB و متغیر وابسته (WAASBY) نشان داد که ژنوتیپ های 6 و 7 پرمحصول و پایدار بودند. همچنین بر اساس شاخص پایداری چندصفتی (MTSI)، ژنوتیپ 6 به عنوان برترین ژنوتیپ انتخاب شد. درمجموع، ژنوتیپ 6 بر اساس نتایج کل روش ها، ژنوتیپ پایدار و برتر بود.

    کلیدواژگان: سازگاری، پایداری چندصفتی، گزینش هم زمان، WAASB
|
  • Mehdi Rahimi* Pages 1-12

    The diallel mating design is an important tool used by plant breeding programs to obtain information on trait inheritance. Knowledge of gene action, heritability and genetic advance from selection is a prerequisite for starting a breeding program for developing varieties of maize. Five maize S7 lines and their F2 progenies were studied in a 5 × 5 half-diallel crossing design to evaluate the gene action and the heritability of biochemical and physiological traits. Parents and their F2 hybrids were planted in a randomized complete block design with three replications at the Research Farm of Graduate University of Advanced Technology (Kerman, Iran) in 2017 cropping year, and chlorophyll (Chl), proline, protein, carotenoid and reducing sugars traits were evaluated. Analysis of variance showed significant differences among genotypes for the studied traits at 1% probability level. The graphical results of Haymanchr('39')s analysis showed the role of over-dominance genes effects in controlling proline content, sugars content, Chl a, Chl b, total Chl and carotenoids traits whiles the protein content trait was controlled by the incomplete dominance of genes. The narrow-sense heritability for carotenoid and proline content traits were 0.14, for protein content was 0.44 and for other traits were varaied in this range. The results of this study showed that the use of heterozygosity and the production of hybrid varieties can be used to breeding traits such as proline content, sugars content, Chl a, Chl b, total Chl and carotenoids. However, for breeding of protein content, use of both methods (selection and production of hybrid) are proposed.

    Keywords: Gene action, Over-dominance, Chlorophyll, Heredity
  • Abouzar Abouzari*, Ahmad Reza Dadras, Behrouz Golein, Yahya Tajvar Pages 13-24

    In breeding programs, it is necessary having knowledge of the relatedness and genetic diversity in germplasm pools. The spread of cultivated regions and the high levels of production indicates citrus importance in the global economy. Therefore, 110 citrus genotypes were evaluated using 12 ISSR markers. Overall, 154 polymorphic bands were scored with an average of 12.8 alleles per primer. The polymorphism percentage ranged from 57 for the ISSR1 to 82 for the ISSR9. Averages of polymorphic information content (PIC), marker index (MI), gene diversity index (Nei), Shannon index (I) and number of effective alleles (Ne) were 0.48 ± 0.002, 6.14 ± 1.17, 0.42 ± 0.11, 0.61 ± 0.12 and 1.78 ± 0.27, respectively. Based on genetic diversity statistics, the studied population had high genetic diversity, and four markers (ISSR11, ISSR9, ISSR4, and ISSR5) had more potential for differentiation of genotypes. Cluster analysis and model-based structure analysis, divided the genotypes into five groups and four subpopulations based on the Neighbor-Joining method (NJ) and Bayesian approach, respectively. Based on both analyses, grouping of unknown genotypes and control cultivars in the same group probably confirms the assumption of a common genetic background between these genotypes. Results from the two analyses showed that Pummelo (C. maxima), Mandarin (C. reticulate), and Citron (C. medica), as three true citrus species, separated in different groups. In addition to the three true species, at least one species or another genus of citrus relatives is involved in the genetic makeup of the studied population. In this study, although both used analyses were effective in completing each otherchr('39')s information, by considering the degree of genetic mixing and the information of the origin of the genotypes, the effectiveness of model-based structure analysis in evaluating genetic relationships could be achieved.

    Keywords: ISSR markers, Population structure analysis, Citrus, Phylogenetic relationships
  • Rahmatollah Karimizadeh*, Tahmasb Hosseinpour, Jabbar Alt Jafarby, Kamal Shahbazi Homonlo, Mohammad Armion Pages 25-40

    There are different methods for study the genotype × environment interactions and determining stable genotypes such as parametric, non-parametric and multivariate methods. In this research, 19 selective genotypes from advanced trials of durum wheat at 2011-2012 agronomic year, have been cultivated with Dehdasht check cultivar for three growing years (2012-2015) in five locations (including Gachsaran, Gonbad, Khorramabad, Moghan and Ilam) in a randomized complete block design with four replications in each location. Combined analysis of variance indicated significant effects of genotype, environment and interactions of genotype × environment. In parametric uni-variate methods, genotypes 7, 12, 18 and 20 were determined as stable genotypes. In non-parametric uni-variate methods, genotypes 2, 7, 12, 13, 18, 19 and 20 had the lowest genotype × environment interaction and they were determined as stable genotypes. In AMMI method, genotypes 2, 7, 12, 19 and 20 had the lowest rank in different environments and highest grain yield, and these genotypes seems more stable genotypes. It can be concluded that genotypes 7, 12, 18 and 20 could be considered as promising genotypes and candidate for introducing new durum cultivar.

    Keywords: Yield stability, AMMI method, Genotype, Durum wheat, Nonparametric
  • Sahar Dashchi, Hassan Rahnama*, Kianoosh Cheghamirza, Katayun Zamani Pages 41-54

    In oilseed crops, a number of genes involved in the production of triacylglycerol have been identified that changes in their expression have increase the seed oil content. WRI1 and LPAAT are key genes in this synthetic pathway that their overexpression can increase the oil content. In this study, the expression vectors carrying WRI1 and LPAAT genes were designed and constructed for genetic transformation of tobacco (Nicotiana tabaccum) plants. The synthetic WRI1 and LPAAT genes were isolated from the PGH.WRI1 and PGH.LPAAT cloning vector using specific restriction enzymes and then cloned in the PGH.O3.2.2 intermediate vector under the control of SBP and Napin promoters and E9 terminator. Finally, the genetic cassettes were transferred to the plant transformation pBin19 binary vector. The resulting constructs were transferred to Agrobacterium tumefacience strain EHA105 and were used for genetic transformation of tobacco plants. Molecular analysis of transgenic plants confirmed the presence and activity of WRI1 and LPAAT genes. Seeds from transgenic plants were selected on the medium containing kanamycin and developed strong and healthy seedlings.

    Keywords: Agrobacterium tumefacience, Oil seed, Tobacco, WRI1, LPAAT
  • Mahnaz Katouzi, Saeid Navabpour, Hossein Sabouri*, Ali Akbar Ebadi Pages 55-64

    In order to identify QTLs controlling agronomically traits, landrace Tarom and rice Tarom mutant were crossed. SSR, ISSR, iPBS and IRAP markers were amplified in 250 F2 individuals to prepare the linkage map. Number of tillers, 100 grain weight, number of filled grains, number of unfilled grains, plant height, panicle length, number of branches, stem diameter, grain length, grain width, grain shape, straw weight, days to maturity, flag leaf length and flag leaf width were measured for 250 individuals. The linkage map covered 970.9 cM of rice genome. The distance between two adjacent markers was calculated to be 12.77 cM. Based on the results, a total of 13 QTLs were identified for the evaluated traits. For all studied traits, alleles transferred from the parents to the QTLs detected increased grain yield. Most QTLs were detected for days to flowering. Three QTLs were located on chromosomes 10 and 4 (two QTLs) for days to flowering. qLDF-4a and qLDF-4b had a negative additive effect and the parent alleles of the mutant landrace Tarom reduced the number of days to flowering. These QTLs explained 11.6% of the phenotypic variance. Since the population under study was derived from a cross between landrace and mutant Tarom cultivars and the resulting population varied only in the mutated genes; so, the QTLs detected in this study were more accurate in location and expression levels, and after validation of them, they could be recommended for marker assistant selection breeding programs.

    Keywords: Rice, Mutant, Molecular marker, Linkage map, QTL
  • Bahram Alizadeh*, Abbas Rezaizad, Mohammad Yazdandoost Hamedani, Gholamhossein Shiresmaeili, Farshad Nasserghadimi, Hamid Reza Khademhamzeh Pages 65-82

    The genotype × environment interaction is a major challenge in the study of quantitative characters because it reduces yield stability in different environments and also it complicates the interpretation of genetic experiments and makes predictions difficult. In this regard to analysis of genotype × environment interaction and determine the yield stability of winter rapeseed genotypes in cold and mild cold regions of the country, 9 lines and 4 cultivars were evaluated in a randomized complete block design with three replications in six experimental field stations (Isfahan, Hamedan, Karaj, Kermanshah, Khoy and Zarghan) during 2015–2017 growing seasons. Results of combined analysis of variance indicated that the effects of environments, genotypes and genotype × environment interaction were significant, suggesting that the genotypes responded differently in the studied environment conditions. So, there was the possibility of stability analysis. The Nafis cultivar and BAL-92-1 line with seed yields 4086 and 3829 kg.h-1, respectively, were better than overall mean and had lower ranks and rank variance than others. According to the results of stability analysis using Eberhart and Russel method, the BAL-92-1 line with higher seed yield than overall mean and regression coefficient equal one (bi=1) was identified as the genotype with high general stability for all regions. Based on the simultaneous selection method for yield and stability (YSi), the lines of HW-92-1, BAL-92-1, HW-92-1 and Nafis cultivar with the lowest values were stable, whereas lines BAL-92-4, HW-92-2, HW-92-3 and Ahmadi cultivar with highest values were unstable. Also, based on the SIIG index, the lines of HW-92-1, BAL-92-1, BAL-92-6, BAL-92-11 and Nafis cultivar with having high SIIG value as well as higher seed yield that total average were recognized as superior genotypes from the point of stability and seed yield. Finally, BAL-92-1 line with high yield and broad adaptability was selected as superior line for supplementary studies to introduce the new commercial cultivar in cold and mild cold regions of Iran.

    Keywords: Broad adaptability, Eberhart, Russel method, SIIG index, Winter rapeseed
  • Jamal Rahimi Darabad, Varahram Rashidi*, Hossein Shahbazi, Mohammad Moghaddam Vahed, Ebrahim Khalilvand Pages 83-96

    In order to determine the heritability and genetic parameters of some agronomic traits in barely (Hordeum vulgare L.) cultivars, a seven-parent half diallel (F1 crosses + parents) was conducted in the non-stress and salt stress (8 and 12 ds m-1) conditions in a randomized complete block design with three replications. Genetic analysis was performed by Hayman’s method and Griffing’s fixed model, method 2. The slope of linear regression of Wr on Vr were significantly higher than 0 and had not significant difference with 1 indicating the additive-dominant model was satisfied in all cases. The narrow-sense heritability of traits was medium to high (0.4-0.8) but their broad-sense heritability was estimated relatively high (0.7-0.9). Results of regression graphs showed that Afzal parent had the most dominant allele. The significance of “a” component in most of the studied traits indicated the presence of the additive effects in controlling of traits. The significance of “b” component in most of the studied traits indicated the presence of the dominance effects in controlling of traits. The proportion of positive and negative genes was lower than 0.25 in all of the traits (except for grain weight per spike in 12 ds m-1 salinity), indicating the presence of asymmetry in the distribution of the positive and negative alleles in the parents. Based on general combining ability effects, it was concluded that under salinity, cultivar “Kavir” had favorable alleles in plant height, grain weight per spike and 100 grain weight traits and can be used as a general parent in breeding programs. Estimates of high broad-sense heritability and narrow-sense heritability in most traits indicated that these genetic materials were promising for breeding under normal and salinity stress conditions.

    Keywords: Additive, dominance effects, Combining ability, Hayman's approach, Heritability
  • Mahdi Rezaei*, Abdoreza Kavand Pages 97-108

    Cultivar identification in micro-propagated date palm seedlings is laborious so that application of molecular markers to facilitate and acceleration of the procedure seems inevitable. Given the need for control the originality of micro- propagated date palm seedlings, the aim of this study was evaluation of SSR markers usability to cultivar identification in micro-propagated date palm seedlings. Original samples of Green Ghanami, Red Ghanami, Gantar, Deiry, Ostaemran, Barhi, Medjool, Zahedi and Piarum cultivars were used control. Taking into account the rigidity of leaves and subsequently high consumption of liquid nitrogen to powder leaves, an efficient method for powdering of leaves using Tissue Lyser II instrument was optimized. Eight SSR primer pairs were used for polymerase chain reaction. The Results showed that by using these molecular markers and reliable controls, determination of micro- propagated date palm cultivars is feasible. Clustering of cultivars showed that all of them were differentiated using five SSR primer pairs including mPdCIR025, mPdCIR057, mPdCIR070, PDAG1003 and DP175. Also, barcoding of scored band illustrated that c1 allele (230 to 240 bp) for Piarum cultivar and d3 allele (220 to 230 bp) for Medjool cultivar were exclusive. Totally to make the results referable, cultivar identification diagram was drawn up.

    Keywords: Specific allele, Cultivar identification diagram, Micro-propagation, Molecular markers, Genetic fidelity
  • Abbas Gholipour*, Seyed Kamal Kazemitabar, Sara Sharifi Soltani Pages 109-118

    Sweet flag (Acorus calamus) is a perennial, semi-aquatic and aromatic plant of the family Acoraceae that, in addition to its multiple medicinal properties, is used in health, food and agricultural industries (as pest control). This research was conducted to comparasion study of genetic diversity of natural and regenerated plants from tissue culture of Arzefon, Pelesk and Alandan populations of Sweet flag by using ISSR molecular markers. Out of 15 screened primers, 9 primers produced the most polymorphic bands. Totally, these primers generated 83 bands, of which 52 bands (62.65%) were polymorphic. The percentage of polymorphic locus for natural and regenerated plants was 43.37% and 55.42%, respectively, and Nei’s genetic diversity (H) was calculated to be 0.239 for the two studied groups. The Shannon’s index (I) for natural and regenerated plants was estimated to be 0.251 ± 0.033 and 0.299 ± 0.031, respectively. Among the natural and regenerated groups, the highest genetic similarity was observed between the samples of Alandan population (0.63), and the lowest value was observed between the samples of Pelesk population (0.44). Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that 94 % of genetic variation attributed to whithin groups and 6 % to between groups. Based on the results, the genetic diversity of the regenerated plants was higher than the natural plants. According to the results of the present research, the lowest rate of genetic divergence was observed between natural and regenerated plants of Alandan populatiuon, so the plants of this population could be suitable for domestication and cultivation in Iran.

    Keywords: Domestication, Genetic similarity, Nei’s genetic diversity, Medicinal plant, Acorus calamus
  • Razieh Azizian Mosleh, Mohammad Reza Abdollahi*, Hassan Sarikhani, Asghar Mirzaie-Asl, Payam Pour Mohammadi Pages 119-134

    Optimization of in vitro methods for the production of maize double haploids plays an important role in the breeding programs of this plant. In this study, the effects of 5-azacytidine on agronomic traits, androgenesis induction efficiency and also, DNA methyltransferase gene expression (AF229183.1) in two growth stages of maize were investigated. This experiment was performed as factorial based on a completely randomized block design with three replications. Two maize genotypes (DH5 × DH7 and ETMH-82) were considered as the first factor and treatment of maize seeds with 5-azacytidine (0, 5, 10, and 100 μM) was considered as the second factor. The maize seeds were sowed in the field and during the growth stages, various morphological and agronomic traits were recorded. In the anther culture experiment, the suitable anthers containing microspores at mid to late-uninucleate stages were selected and cultured in an YPm culture medium containing 1 mg/l 2, 4-D, and 2 mg/l BAP. Interaction effects of genotype and 5-azacytidine concentrations showed significant differences for the majority of studied traits except for number of kernel per ear row, kernel depth, plant diameter, number of leaves and number of ears. The highest amounts of 1000-kernel weight were obtained with treatments of 10 and 100 μM and the highest ones for grain yield and biological yield traits were obtained with 100 μM 5-azacytidine treatment for both genotypes. Seeds of DH5 × DH7 genotype treated with 5 μM 5-azacYtidine produced the highest mean number of embryo-like structures (0.1833) and regenerated plantlets (0.067) per each anther. Relative expression of DNA methyltransferase gene in maize seeds treated with different concentrations of 5-azacytidine showed a significant decrease in both genotypes and both growth stages compared to control plants (treated with 0 μM 5-azacytidine), that this decrease in gene expression could lead to improved androgenesis induction in anther culture of DH5 × DH7 genotype. However, despite the decrease in expression of this gene in two growth stages of ETMH-82 genotype, androgenesis induction was not observed in this genotype. The results of the present study can help to determine the role of epigenetic factors in androgenesis induction and improving the production of haploid plants in maize.

    Keywords: Androgenesis, 5-Azacytidine, DNA methyltransferase, Maize, Anther culture, Haploid plant
  • Seyede Yalda Raeesi Sadati, Sodabeh Jahanbakhsh Godehkahriz*, Ali Ebadi, Mohammad Sedghi Pages 135-144

    Under drought stress condition, the signaling system induces expression of certain genes to counteract the deleterious effects of environmental stress. Among the essential micronutrients for plant growth and development, zinc has an important role in many plant metabolic processes including gene expression and stress tolerance. In order to investigate the effect of drought stress and ZnO on relative expression pattern of some genes involved in abiotic stresses (including WRKY1, HMA2 and ZIP1 genes) in wheat cultivars, a factorial experimental was conducted in pot condition based on a completely randomized design with three replications. In this experiment, the first factor was three levels of drought stress (35, 60 and 85% of field capacity), the second factor was three wheat cultivars (including Heidari, Meihan and Sysons), and the third factor was three levels of ZnO (0, 0.5 and 1 g/l-1). According to the results, with increasing the level of drought stress, the relative expression of WRKY1 and ZIP1 genes in drought tolerant cultivar (Meihan), and also with increasing nanoparticle concentration over stress time, the expression of ZIP1 gene in drought sensitive cultivar (Sysons) increased. The highest relative expression of HMA2 gene was observed in Heidari cultivar under mild drought stress. Generally, the expression of all three genes studied in tolerant cultivar (Meihan) increased under drought stress. Increasing the expression level of HMA2 and ZIP1 genes could be related to the transfer of zinc to consuming tissues and also, to increase the consumption of zinc in current metabolism of plant, which is important in tolerance of wheat to drought stress.

    Keywords: Gene expression, Drought stress, Transcription factors, Wheat, Zinc nanoparticle
  • Ali Dowlatshah, Ahmad Ismaili*, Hadi Ahmadi, Karim Khademi, Daryoush Goudarzi Pages 145-162

    Plant breeding researches is based on genetic diversity and evaluation of genetic diversity is also one of the most important steps in introduction of new cultivars. In this study, genetic diversity of 25 grass pea genotypes was studied based on randomized complete block design with three replicates in Khorramabad (Iran). Analysis of variance showed significant differences among genotypes for most of traits. Mean comparison showed that genotype IF1312 with the highest grain yield and genotypes IF1332 and IF471 with the highest dry and fresh forage yield had the best yield. Principal component analysis showed that the first 3 factors explained 62.64% of total variance. Based on cluster analysis, genotypes IF1307, IF1872 and IF471 with the highest grain and forage yield are belonged to one cluster. REML method was used to estimate genetic correlation and heritability of different traits. The highest amount of heritability (0.87) was estimated for number of immature grains and the least heritability (0.10) was estimated for total dry weight. Grain yield had a high and positive genetic correlation with forage yield, and biomass, percentage of leaf and dry forage yield also had a high and positive genetic correlation with fresh forage yield. Totally, genotype IF1307 had the best performance for most of traits compared to the other genotypes and had an acceptable forage yield among genotypes.

    Keywords: Grass pea, Cluster analysis, Principal components analysis, Heritability
  • Peyman Sharifi*, Abouzar Abbasian, Ali Mohaddesi Pages 163-180

    Additive main effect and multiplicative interaction (AMMI) and best linear unbiased prediction (BLUP) are two methods for analyzing multi-environment trials (MET). In this study, seven selected rice lines were evaluated along with two check varieties based on randomized complete block design in Tonekabon, Amol and Sari (Iran) in three growing seasons of 2011-14. To quantify the genotypic stability, the best linear unbiased predictions of the genotype by environment interactions (GEI) were estimated, and singular value decomposition (SVD), which is the basis of AMMI analysis, was performed on the resulting matrix. The likelihood ratio test (LRT) showed that the effect of GEI was significant on grain yield, number of tillers, thousand grains weight and panicle length. Therefore, due to the significant interaction of genotype by environment, BLUP analysis can be performed on this data. The biplot of first principal component (PC1) of the environment versus nominal yield showed that genotypes 7 ([IR 67015-22-6-2-(A37632) × (Amol3 × Ramzanalitarom)]39), 6 (IR67015-22-6-2-(A37632) × (Amol3 × Ramzanalitarom)]126) and 2 ([IR64669-153-2-3 - (A8948) × (4Surinam Deylamani)]2), due to the lowest scores of the PC1, had a small share in the GEI and had more grain yield stability. The biplot of grain yield versus WAASB, placed genotypes in four regions, so that genotypes in the fourth region, including genotypes 6, 7, 8 (Line 843, check variety), and 9 (Shirodi, check variety), were due to large value of response variable (high grain yield) and high stability (low values of WAASB) were very productive and had extensive stability. Identification of genotypes with weighted average of WAASB and response variable (WAASBY) criteria showed that genotypes 6 and 7 were high yields and stable. Based on the multi-trait stability index (MTSI), G6 was also selected as the best genotype in terms of grain yield, evaluated traits and stability of each trait. Totally, genotype 6 was stable and superior based on the results of all methods.

    Keywords: Compatibility, Multi-trait stability index (MTSI), Simultaneous selection, WAASB