فهرست مطالب

مجله پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال نهم شماره 1 (بهار و تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/18
  • تعداد عناوین: 10
|
  • فاطمه کیخا آخر*، عبدالرضا باقری، نسرین مشتاقی، مسعود فخرفشانی صفحات 1-12

    رنگ گل یکی از مهم ترین اهداف برای به نژادگران گیاهی از دیدگاه باغبانی است. اخیرا ارقام جدیدی با رنگ گل تغییریافته با استفاده از فناوری های نوین از قبیل مهندسی ژنتیک حاصل شده اند که یکی از موثرترین روش های آن، کاهش مقدار رنگ دانه های داخلی گل به وسیله ممانعت از فعالیت آنزیم های ضروری مورد نیاز برای بیوسنتز آن ها می باشد. روش RNAi امکان بررسی ژن های دخیل در تولید رنگ گل را فراهم کرده است. در این پژوهش، نقش ژن چالکون ایزومراز (chi) به عنوان یکی از ژن های کلیدی در مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین ها با استفاده از روش RNAi بررسی شد. در این آزمایش، با طراحی و ساخت سازه RNAi ژن chi، انتقال پایدار سازه خاموشی به گیاه اطلسی مورد بررسی قرار گرفت. محتوای آنتوسیانین هر یک از گیاهان مورد بررسی نیز استخراج و اندازه گیری شد. بیشترین کاهش بیان ژن در فنوتیپ نوع 1 مشاهده شد که 5.6 برابر نسبت به شاهد کاهش نشان داد. مقدار نارنجنین نیز در لاین های تراریخت کاهش 24 درصدی را نسبت به شاهد نشان داد. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که روش RNAi می تواند به عنوان یک روش کارآمد در خاموشی ژن های مرتبط با مسیر تولید رنگ دانه گل های اطلسی عمل کند و از این طریق به نقش آن ژن ها در مسیر بیوسنتزی ترکیبات مختلف از جمله آنتوسیانین ها پی برد. علاوه بر این، نقش ژن چالکون ایزومراز به عنوان یکی از ژن های موثر در مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین ها در گیاه اطلسی مشخص شد که می تواند در تولید رنگ در این گیاه نقش داشته باشد.

    کلیدواژگان: آنتوسیانین، اطلسی، چالکون ایزومراز، خاموشی ژن، RNAi
  • راضیه قربانی، راحله قاسم زاده*، هادی علی پور صفحات 13-26

    به منظور شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده صفات مورفو-فیزیولوژیک گیاهچه در 88 رقم گندم نان، آزمایشی در شرایط نرمال و تنش شوری 120 میلی مولار (معادل 12 دسی زیمنس بر متر)، در قالب طرح آلفا لاتیس ساده در گلخانه دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه در سال زراعی 1400-1399 انجام شد. صفات میزان کلروفیل a، b و کل، کا روتنویید، پرولین، وزن تر و خشک گیاهچه، طول گیاهچه، محتوای نسبی آب برگ (RWC) و غلظت یون ها (سدیم، پتاسیم و نسبت پتاسیم به سدیم) اندازه گیری شدند. پس از ژنوتیپ سنجی به وسیله توالی یابی با فناوری Ion Torrent و حذف SNPهایی با بیش از 20 درصد داده گمشده و فراوانی آلل جزیی کمتر از 5 درصد، تعداد 5869 SNP شناسایی شد. بر اساس نقشه یابی ارتباطی با روش مدل خطی مخلوط (MLM) برای شرایط نرمال در مجموع 25 ارتباط نشانگر-صفت (MTA) شناسایی شد. ژنوم A بیشترین و ژنوم D کمترین تعداد MTA را به خود اختصاص دادند. در بین صفات مورد بررسی در شرایط نرمال، کلروفیل a بیشترین تعداد MTA را روی کروموزوم های 1A، 3B، 3D، 5B و 7A نشان داد و برای شرایط تنش شوری 21 MTA شناسایی شد که ژنوم B بیشترین تعداد MTA و ژنوم D کمترین تعداد MTA را به خود اختصاص دادند. برای وزن تر گیاهچه پنج MTA شناسایی شد که روی کروموزوم های 4A و 6B قرار داشتند. نتایج پژوهش حاضر، اطلاعات ارزشمندی در ارتباط با مکان های ژنی مرتبط با صفات مورد مطالعه ارایه می دهد که می توان پس از تایید در جمعیت های دو والدی و آزمایش های تکمیلی، در برنامه های به نژادی گندم در گزینش به کمک نشانگر از این یافته ها استفاده نمود.

    کلیدواژگان: ارقام گندم نان، تنش شوری، نشانگرهای SNP، نقشه یابی ارتباطی
  • میترا خادمی، مرضیه وارسته شمس، فرهاد نظریان فیروزآبادی* صفحات 27-42

    ریشه های مویین و نا به جا برای بیان پروتیین های نوترکیب کارآمد هستند. در مطالعه حاضر به بررسی مقایسه میزان پروتیین نوترکیب DrsB1-CBDAvr4 در ریشه های مویین و نا به جا پرداخته شد. برای این منظور ابتدا، تاثیر عوامل مختلف بر بهینه سازی شرایط کشت برای تولید ریشه هایی نا به جا و مویین در سه آزمایش جداگانه با ارزیابی تولید زیست توده در گیاه تراریخت DrsB1-CBDAvr4 مورد بررسی قرار گرفت. صحت تولید ریشه های القاء شده توسط اگروباکتریوم رایزوژنز و با آغازگر های اختصاصی ژن rolC تایید شد. همچنین با استفاده از PCR، ورود ژن های پپتید نوترکیب درماسپتین B1 در ژنوم کلون های ریشه های مویین و نا به جا اثبات شد. سطح پروتیین نوترکیب با استفاده از آنالیز ELISA عصاره های کلون ریشه های مویین و نا به جا اندازه گیری شد. تجزیه واریانس داده های حاصل از تولید و القا ریشه نا به جا نشان داد که بیشترین تعداد و بلندترین طول ریشه در محیط های MS حاوی 1 میلی گرم بر لیتر NAA و 0.5 میلی گرم بر لیتر IBA به دست آمد. نتایج حاصل از زیست توده ریشه نا به جا نشان داد که محیط MS مایع حاوی 1 میلی گرم بر لیتر از هورمون NAA روی میزان تولید زیست توده اثرات معنی داری (P ≤ 0.01) دارند. بیشترین زیست توده در محیط کشت MS حاوی میزان 1 میلی گرم بر لیتر هورمون NAA به دست آمد و کمترین وزن تر و خشک در محیط MS 1/4بدون هورمون NAA به دست آمد. همچنین نتایج این مطالعه نشان داد که سویه ATCC15834، در محیط MS همراه با ساکارز 3 درصد با مدت زمان تلقیح 10 دقیقه بهترین ترکیب تیماری جهت تحریک ریشه مویین در گیاه تراریخت بود. نتایج ELISA نشان داد که کلون های به دست آمده از هر دو ریشه تفاوت معنی داری از نظر میزان غلظت پروتیین کل نشان دادند. میزان پروتیین نوترکیب حاصل از کلون های ریشه مویین به مراتب بیشتر از پروتیین ریشه نابه جا بود.

    کلیدواژگان: پپتید نوترکیب، تنظیم کننده های رشد، ریشه مویین، ریشه نا به جا، زیست توده
  • سمیرا کریمی، مقصود پژوهنده*، کامبیز عزیزپور صفحات 43-56

    گیاهان تراریخت و محصولات آن ها با توجه به ویژگی های بهبودیافته، روز به روز در حال توسعه هستند و ارزیابی ایمنی این گیاهان قبل از ورود به سبد غذایی مردم الزامی می باشد. از این رو اهمیت موضوع ایمنی زیستی گیاهان تراریخت و استفاده از محصولات آن ها، سازمان های نظارتی را وادار به ایجاد قوانینی کرده است که از آن تحت عنوان ارزیابی این همانی یاد می شود. در پروتکل اجرایی آن ترکیبات مغذی مهم و ضروری گیاهان تراریخت بررسی و با شاهد مقایسه می شود. هدف پژوهش حاضر ارزیابی زیستی سیب زمینی تراریخت لاین F (مقاوم به شوری) با رقم اصلی و غیرتراریخت آن (آگریا) می باشد که این لاین تراریخت مقاوم به شوری با انتقال ژن SOS3 آرابیدوپسیس به سیب زمینی رقم آگریا تولید و مقاومت آن به شوری اثبات شده است. ابتدا حضور ژن AtSOS3 در گیاهان لاین F تایید شد و آزمایش های این همانی در قالب مقایسه میزان تولید پرولین، قند های محلول، کاروتنویید و کلروفیل های a و b، میزان بیان نسبی ژن Catalase 1و AtSOS3 بین لاین F و گیاه شاهد غیرتراریخت انجام گرفت. بر اساس ارزیابی های صورت گرفته در صفات فیزیولوژیک و برخی متابولیت ها (میزان پرولین، قند های محلول، کاروتنویید و کلروفیل های a و b) و صفات مورفولوژیک (ارتفاع بوته، وزن خشک و تر گیاه) بین لاین F و WT هیچ تفاوت معنی داری مشاهده نشد. در بررسی کلنی های میکروبیوم اطراف ریشه در لاین تراریخت و شاهد غیرتراریخت تفاوت غیرمعنی دار بود که حاکی از آن است که لاین تراریخت هیچ اثر تهدید آمیزی برای کاهش یا افزایش میکروارگانیسم ها در محیط زیست ندارد. میزان بیان نسبی ژن های AtSOS3 و Catalase1 در لاین F نسبت به WT دارای مقادیر بیشتری بود. دلیل افزایش بیان Catalase1، فعال شدن مکانیسم های دفاعی گیاه در برابر تنش می باشد. درنهایت نتایج هر یک از ارزیابی های صورت گرفته برابری لاین F و WT در صفات ارزیابی شده را اثبات کرد.

    کلیدواژگان: این همانی، تراریخت، سیب زمینی، شوری، مقاومت
  • سیده شراره آریانژاد، حمید نجفی زرینی*، مهدی غفاری، غلامعلی رنجبر صفحات 57-70

    این ارزیابی به منظور برآورد اجزای واریانس ژنتیکی اسیدهای چرب آفتابگردان در دو شرایط جداگانه آبیاری معمولی و تنش خشکی در طی دو سال زراعی 1399 و 1400 در کرج اجرا شد. مواد گیاهی مورد بررسی شامل 12 هیبرید حاصل از تلاقی چهار لاین برگرداننده باروری با سه لاین نرعقیم (تستر) بود که در دو آزمایش جداگانه در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی شدند. تنش خشکی باعث کاهش عملکرد روغن (34 درصد)، درصد روغن (شش درصد)، اسید استیاریک (4.7 درصد) و اولییک (10.6 درصد) و افزایش اسیدهای پالمیتیک (12 درصد) و لینولییک (2.8 درصد) شد. در هر دو شرایط، اثر متقابل لاین × تستر نقش بیشتری را در توجیه واریانس هیبریدها از نظر میزان اسیدهای چرب داشت که نشان دهنده نقش بارز اثرات غیر افزایشی در کنترل ژنتیکی این خصوصیات است. در شرایط آبیاری مطلوب عملکرد روغن، درصد روغن و اسید استیاریک تحت تاثیر هر دو نوع اثرات افزایشی، غالبیت و اسیدهای چرب پالمیتیک، اولییک و لینولییک در کنترل اثرات غالبیت بودند. در شرایط تنش خشکی به جز درصد روغن که در کنترل اثرات افزایشی ژن بود، بقیه خصوصیات در کنترل اثرات غالبیت بودند. بر اساس نتایج این بررسی ترکیب اسیدهای چرب اصلی آفتابگردان عمدتا در کنترل اثرات ژنتیکی غیر افزایشی بوده و روش های مبتنی بر دورگ گیری و تهیه ارقام هیبرید می تواند در اصلاح آفتابگردان از نظر ترکیب اسیدهای چرب مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: اثر افزایشی، اولئیک، تستر، غالبیت، لاین، لینولئیک
  • الینا نظری خاکشور، امین آزادی*، پیمان فروزش، علیرضا اطمینان، اسلام مجیدی هروان صفحات 71-84

    تنش شوری یکی از مهم ترین عوامل محدودکننده محیطی در تولید انواع محصولات کشاورزی از جمله گندم است، به طوری که تولید ارقام جدید متحمل به شوری می تواند یکی از راه کارهای موثر در کاهش اثرات تنش در نظر گرفته شود. در این راستا، شناسایی ژن های موثر و مکانیسم های مولکولی درگیر در ایجاد تحمل شوری گامی مهم برای برنامه های بهنژادی به شمار می رود. در مطالعه حاضر، یک جمعیت از لاین های اینبرد نوترکیب (RIL) F12 شامل 186 ژنوتیپ برای شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده برخی ویژگی های فیزیولوژی و میزان عناصر در مرحله گیاهچه ای گندم در شرایط تنش شوری مورد بررسی قرار گرفتند. در مجموع دوازده QTL اصلی با استفاده از آنالیز مکان یابی فاصله ای مرکب (CIM) برای وزن تر، وزن خشک، طول، میزان سدیم و پتاسیم ریشه شناسایی شدند. بیشترین تعداد QTLهای شناسایی شده بر روی کروموزوم های B وD قرار داشتند. تجزیه هستی شناسی ژن ها (Gene ontology) انجام و ژن های کاندید در ناحیه QTL شناسایی شدند؛ اگرچه قابل ذکر است که ژن های کاندید (CG)، برای تایید، نیازمند شناسایی به کمک نشانگر هستند. در مجموع اولویت بندی ژن ها منتهی به تعیین 3486 ژن کاندید در 19 عبارت GO (شامل 8 فرآیند زیستی) شد که در فرآیندهای متابولیسم گلوتاتیون، کاتابولیک ال-فنیل آلانین، ترجمه سیتوپلاسمی، مسیر پیام رسانی فعال شده با اکسین، تنظیم رونویسی، DNA-الگو، پروتوپورفیرینوژن IX، سازمان و پیدایش دیواره سلولی، متابولیسم Xyloglucan، آمینوسیلاسیون لوسیل-tRNA، گلیکوزیلاسیون پروتیین، تنظیم رونویسی، بیوسنتز رنگ دانه و غیره نقش دارند. این روش (Gene ontology) ممکن است برای شناسایی CGهای جدید ارایه شود که QTL مربوطه، مسیول صفات پیچیده است.

    کلیدواژگان: تنش شوری، گندم نان، ژن کاندید، نقشه برداری QTL
  • امیر قلی زاده، حسن امیری اوغان*، ولی الله رامئه، کمال پیغام زاده، بهنام بخشی، بهرام علیزاده، سید علیرضا دلیلی، شهریار کیا، فرناز شریعتی صفحات 85-98

    وجود تنوع ژنتیکی برای تداوم و پیشرفت برنامه های بهنژادی گیاهان زراعی و افزایش کارایی انتخاب ضروری است. در این مطالعه تعداد 19 لاین پیشرفته امیدبخش (نسل F7) به همراه دو رقم دلگان و RGS003 در سه ایستگاه تحقیقاتی (گرگان، ساری و زابل) در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1400-1399 مورد ارزیابی قرار گرفتند. بالاترین ضریب تغییرات فنوتیپی و ژنتیکی به ترتیب برای صفات تعداد شاخه های فرعی و تعداد خورجین در بوته به دست آمد. بیشترین درصد وراثت پذیری عمومی به ترتیب مربوط به روز تا پایان گلدهی و روز تا گلدهی بود و کمترین مقدار وراثت پذیری به ارتفاع بوته اختصاص داشت. ژنوتیپ های G16، G18، G15، G1، G2، G5 و G20 با داشتن مقدار شاخص انتخاب ژنوتیپ مطلوب SIIG (Selection index of ideal genotype) بالا و همچنین عملکرد دانه بالاتر از میانگین، به عنوان ژنوتیپ های برتر از نظر عملکرد دانه و سایر صفات زراعی شناخته شدند و می توان از آن ها برای انجام آزمایش های بیشتر از جمله آزمایش سازگاری استفاده نمود. همچنین نتایج تجزیه به عامل ها و ضرایب همبستگی ژنتیکی نشان دهنده ارتباط مثبت صفات تعداد شاخه های فرعی، تعداد خورجین در بوته و تعداد دانه در خورجین با عملکرد دانه بود. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که صفات تعداد شاخه های فرعی، تعداد خورجین در بوته و تعداد دانه در خورجین می توانند به عنوان شاخص های مناسب در برنامه های به نژادی برای انتخاب ژنوتیپ های با عملکرد بالا در کلزا مورد استفاده قرار گیرند.

    کلیدواژگان: ضریب تغییرات فنوتیپی و ژنتیکی، همبستگی ژنتیکی، عملکرد دانه، کلزا، لاین پیشرفته امیدبخش
  • داود کیانی*، غلامرضا قدرتی، سعدالله منصوری صفحات 99-116

    کنجد به دلیل مقاومت بالا به خشکی گیاهی مطلوب برای شرایط محیطی نامناسب است. آزمایش ژنوتیپ های مختلف در شرایط آب و هوایی مختلف نقش اساسی در انتخاب بهترین ژنوتیپ ها قبل از آزادسازی تجاری یک رقم و شناسایی صفات گیاهی دارد که باید در طول آزمایش های به نژادی برای آن محیط مورد پایش قرار گیرند. در مطالعه حاضر 10 لاین امید بخش حاصل از آزمایش های مقدماتی عملکرد به همراه 6 رقم محلی از مناطق گرم، جهت ارزیابی سازگاری به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دو سال زراعی 1398 و 1399 در اقلیم دشتستان در استان بوشهر بررسی شدند. در طول فصل رشد صفات فنولوژی، اجزای عملکرد دانه و عملکرد دانه اندازه گیری شد. تجزیه واریانس مرکب اختلاف معنی داری را بین ژنوتیپ های مختلف برای صفات ارتفاع بوته، ارتفاع اولین شاخه فرعی، ارتفاع اولین کپسول، تعداد شاخه فرعی، تعداد کپسول در گیاه، طول کپسول، طول ناحیه کپسول دهنده، تعداد دانه در کپسول و عملکرد دانه نشان داد. بر اساس مقایسه میانگین صفات و تجزیه بای پلات ژنوتیپ های شماره 12 (Local Dashtestan)، 2 (SES97-103)، 7 (SES97-110) و 15 (Local Jiroft) با عملکرد بالاتر شناسایی شدند. ژنوتیپ های شماره 5 (SES97-105) و 14 (SES97-124) با 5/104 روز و ژنوتیپ شماره 4 (Local Darab1) با 111 روز کمترین و بیشترین تعداد روز تا رسیدگی را نشان دادند. صفت ارتفاع اولین کپسول بیشترین همبستگی فنوتیپی (0.56) و ژنتیکی (0.78) مثبت و معنی دار را با عملکرد نشان داد. صفات روز تا انتهای گل دهی و روز تا رسیدگی فیزیولوژیک همبستگی ژنتیکی منفی را با عملکرد نشان دادند. تجزیه خوشه ای، 16 ژنوتیپ کنجد را به چهار گروه مجزا از هم تفکیک کرد. بر اساس تجزیه رگرسیون صفت ارتفاع اولین کپسول به عنوان حساس ترین صفت در پیش بینی عملکرد ژنوتیپ های کنجد در اقلیم دشتستان شناسایی شد که به نظر می رسد در طول برنامه های به نژادی باید مدنظر به نژادگران قرار گیرد.

    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، دانه های روغنی، عملکرد دانه، لاین امیدبخش
  • علیرضا اصغری میرک*، سید سیامک علوی کیا، سید ابوالقاسم محمدی صفحات 117-134

    بنگ دانه به  واسطه آلکالوییدهای هیوسیامین و اسکوپولامین از ارزش دارویی بالایی برخوردار است. بهبود کیفیت و کمیت آلکالوییدهای بنگ دانه با استفاده از روش های بهنژادی پیشرفته، مستلزم ارزیابی تنوع این گیاه است. تنوع ژنتیکی این گیاه با استفاده از نشانگرهای مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و مولکولی در مطالعات متعددی بررسی شده و برتری نشانگرهای مولکولی نسبت به سایر نشانگرها به اثبات رسیده است. به همین منظور، در سال 1398 تنوع ژنتیکی 96 ژنوتیپ بنگ دانه جمع آوری شده از رویشگاه های شمال غرب کشور، با استفاده از نشانگرهای مولکولی IRAP وREMAP مورد بررسی قرار گرفت. برای نشانگرهای IRAP از 36 ترکیب ممکن حاصل از هشت آغازگرLTR ، هفت ترکیب تکثیر مناسب و قابل امتیازدهی داشتند. در نشانگر REMAP از ترکیب 11 آغازگر ISSR با هشت آغازگر  LTR استفاده شد که از 88 ترکیب ممکن، 12 ترکیب قابل امتیازدهی بودند. متوسط میزان اطلاعات چندشکلی برای نشانگرهای IRAP و REMAP به ترتیب 0.30 و 0.32 و میانگین شاخص نشانگر برای این دو نشانگر برابر 2.59 و 2.47 برآورد شد. بر اساس این معیارها، نشانگر REMAP در برآورد تنوع ژنتیکی بنگ دانه کاراتر از IRAP بود. در تجزیه واریانس مولکولی با استفاده از این نشانگر ها، تنوع درون جمعیتی بیشتر از بین جمعیتی برآورد شد که نشان از تنوع بالای این توده ها در شمال غرب ایران می دهد. تجزیه خوشه ای بر اساس نشانگر IRAP نتوانست گونه ها و توده ها را از یکدیگر تفکیک نماید ولی بر اساس نشانگر REMAP، گونه های H.pusillus و H.reticulatus تا حد بالایی از هم تفکیک شدند. حصول شاخص شانون بالا در این پژوهش، نشان داد که نشانگرهای رتروترانسپوزونی IRAP و REMAP با درج بالای خود در ژنوم توده های بنگ  دانه، تنوع ژنتیکی بالایی را در درون توده های بنگ دانه القاء نموده اند.

    کلیدواژگان: بنگ دانه، تنوع ژنتیکی، نشانگرهای IRAP و REMAP
  • جمشید مرادپور، هادی احمدی*، محمود باقری، داریوش گودرزی صفحات 135-146

    بادمجان در ایران دارای تنوع ژنتیکی زیادی است و توده های بومی بسیاری از این گیاه در ایران وجود دارند. جهت انجام آزمایش های سازگاری و پایداری پنج توده بومی بادمجان میناب از مناطق عمده تولید این محصول جمع آوری و تحت برنامه اصلاحی گزینش لاین های خالص قرار گرفتند که در نتیجه 15 لاین برتر بادمجان از این توده ها انتخاب شدند. پانزده ژنوتیپ بادمجان به همراه دو توده مادری برتر (جمعا 17 ژنوتیپ) به مدت 2 سال و در 3 منطقه کشور شامل میناب، کرج و جیرفت مورد مطالعه قرار گرفتند. آزمایش در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی و در 3 تکرار انجام شد. در نهایت عملکرد کل در دو سال متوالی اندازه گیری و در پایان تجزیه مرکب داده ها صورت گرفت و با بررسی پایداری ژنوتیپ ها به روش های AMMI و GGE Biplot بهترین لاین (ها) برای اقلیم های مختلف معرفی شدند. بر اساس نتایج مقایسه میانگین عملکرد ژنوتیپ های مورد بررسی در هر منطقه از میانگین دو سال آزمایش، ژنوتیپ GHE12 در منطقه میناب، ژنوتیپ SA13 در منطقه جیرفت و ژنوتیپ های AM4، SA15 و SA5 در منطقه کرج از عملکرد قابل قبولی نسبت به بقیه ژنوتیپ ها برخوردار بودند. با این حال بر اساس نتایج تجزیه سازگاری و پایداری عمومی، دو ژنوتیپ Y7 و SA20 با داشتن کمترین میزان اثر متقابل، پایدارترین ژنوتیپ ها شناخته شدند. در نهایت بر اساس نتایج سازگاری و پایداری خصوصی، ژنوتیپ Y برای منطقه میناب، ژنوتیپ SA13 برای منطقه جیرفت و ژنوتیپ AM4 برای منطقه کرج قابل توصیه هستند.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ × محیط، بادمجان، تجزیه پایداری، AMMI
|
  • Fatemeh Keykha Akhar*, Abdolreza Bagheri, Nasrin Moshtaghi, Masoud Fakhrfeshani Pages 1-12

    have been bred with altered flower color using genetic engineering approaches. One of the most effective applications is the reduction of flower pigments by suppression of involved enzymes in their biosynthesis pathways. RNA interference (RNAi) has provided an effective tool for the knock down of genes involved in the production of flower pigments. In this study, a chi-RNAi construct was designed for chalcone isomerase (chi) gene to transform Petunia plants. Transgenic lines in one phenotype showed 5.6 fold reduction in chi expression in comparison to the control. Chalcone and naringenin were also extracted and quantified. A 24% reduction in naringenin content was obvious in all transgenic lines. Generally, the results of this research showed that RNAi technology can be used as an efficient method for silencing the flower pigments in petunia. In addition, the chalcone isomerase gene was identified as one of the effective genes in anthocyanin biosynthesis pathway in Petunia plants which is involved in the production of color in these plants; hence, chi gene silencing resulted in clear phenotypic alterations in this plant.

    Keywords: Anthocyanin, Petunia hybrida, Chalcone isomerase, Gene silencing, RNAi
  • Razieh Ghorbani, Raheleh Ghasemzadeh*, Hadi Alipour Pages 13-26

    In order to identify loci controlling seedling morpho-physiologic characteristics in 88 bread wheat cultivars, a greenhouse experiment based on simple alpha lattice was conducted under both normal and 120 mM (12 ds/m) salt stress condition of the Faculty of Agriculture, Urmia University in 2020-2021 cropping season. Chlorophyll a, b and carotenoid content, proline, plant fresh and dry weight, plant height and leaf relative water content (RWC), Na+, K+ and K+/Na+ concentrations were measured. After genotyping by sequencing with Ion Torrent technology and removal of SNPs with more than 20% of missing data and minor allele frequency less than 5%, a total of 5869 SNP markers were identified. Based on association mapping with the mixed linear model (MLM) method, a total of 25 marker-trait associations were detected under normal conditions. The A and D genomes had the highest and lowest number of significant marker-trait associations (MTAs). Among the studied traits under normal conditions, chlorophyll a had the highest number of MTAs on 1A, 3B, 3D, 5B, 7A chromosomes with eight MTAs. A total of 21 MTAs were identified under salt stress conditions which the genome B and D had the highest and lowest number of MTAs, respectively. Five MTAs were identified for plant fresh weight, which were located on chromosomes 4A and 6B. The results of this study provide valuable information about the loci associated with the studied traits, which can be used in marker assisted selection in wheat breeding programs after confirmation in biparental populations and additional experiments.

    Keywords: Bread wheat cultivars, GWAS, Salt stress, SNP markers
  • Mitra Khademi, Marzih Varasteh-Shams, Farhad Nazarian-Firouzabadi* Pages 27-42

    Hairy and adventitious roots are efficient systems for expressing recombinant proteins. In the present study, the amount of DrsB1-CBDAvr4 recombinant protein in hairy and adventitious root systems was compared. To this end, the effect of different factors on the optimization of culture conditions to obtain adventitious and hairy roots was evaluated in three separate experiments by assessment of biomass production in T1 transgenic plants expressing DrsB1-CBDAvr4 recombinant protein. The efficacy of Agrobacterium rhizogenesis in producing hairy roots was ensured using rolC gene specific primers. The insertion of DrsB1-CBDAvr4 recombinant peptide transgene in the genome of hairy and adventitious roots was confirmed by PCR analysis. Also, the level of DrsB1-CBDAvr4 protein was measured in hairy and adventitious roots by ELISA analysis. Analysis of the variance of data showed that the highest number of roots and the longest roots were obtained in MS media supplemented with 1 mg/L NAA and 0.5 mg/L IBA. The results of adventitious root biomass showed that liquid MS medium containing 1 mg/L of NAA hormone had a significant effect (P <0.01) on biomass production. More biomass was obtained in MS medium supplemented with 1mg/L NAA, whereas a lower fresh and dry weight was obtained in a 1/4 MS medium with no NAA. The results also showed that ATCC15834 strain with MS media supplemented with 3% sucrose, 10 minutes inoculation time was high efficiency to induce hairy roots in tobacco plants. The results of ELISA analysis showed that clones obtained from both roots showed a significant difference in terms of total protein content. The amount of recombinant protein from hairy roots was much higher than that of adventitious roots.

    Keywords: Recombinant peptides, Growth regulator, Hairy root, Adventitious root, Biomass
  • Samira Karimi, Maghsoud Pazhouhandeh*, Kambiz Azizpour Pages 43-56

    Transgenic plants and their products are being developed day by day due to their improved characteristics, and it is necessary to evaluate the safety of these plants before releasing them. Hence, the importance of the issue of biosafety of transgenic plants and the use of their products has led the regulatory agencies to create some laws called substantial equivalence. based on that, the essential nutrients of transgenic plants are examined and compared with the control. The present study aimed to compare the transgenic potato line F (salinity-resistant) with non-transgenic Agria cultivar plants. The salt resistant potato line was produced by transferring Arabidopsis SOS3 gene to potato (Agria variety) and its resistance was confirmed. First, the presence of AtSOS3 gene in F-line plants was confirmed and then the substantial equivalent experiments were performed by comparing the production of proline, soluble sugars, carotenoids and chlorophylls a and b, the relative expression of Catalase1 (CAT1) and AtSOS3 gene between F and non-transgenic WT Agria plants. Based on evaluations of physiological traits and some metabolites (proline content, soluble sugars, carotenoids and chlorophylls a and b) and morphological traits (plant height, dry and fresh weight of plant) between line F and WT, no significant difference was observed. The number of microbiome colonies around the root in the transgenic F and non-transgenic WT plants was a non-significant difference, which indicates that the transgenic line has no threatening effects on the environment and human pathogenicity. The relative expression of AtSOS3 and Catalase1 genes in line F had higher values than WT. The reason for such increase in the expression of Catalase1 is the activation of plant defense mechanisms against stress. Finally, the results of the evaluations proved the equality of line F and WT

    Keywords: Substantial equivalence, Transgenic, Potato, Salinity, Resistance
  • Seyede Sharare Arianezhad, Hamid Najafi Zarini*, Mehdi Ghaffari, Gholamali Ranjbar Pages 57-70

    This research was carried out to estimate the genetic variance components for sunflower fatty acids in two separate optimum and drought stressed conditions in Karaj during 2020 and 2021 growing seasons. The plant materials consisted of 12 hybrids derived from crossing of four restorer lines by three cytoplasmic male sterile lines (Testers) that were evaluated in two separate experiments as randomized complete block design with three replications. Drought stress made a reduction in oil yield (34 percent), oil content (six percent), stearic acid (4.7 percent) and oleic acid (10.6 percent) and an increase in palmitic acid (12 percent) and linoleic acid (2.8 percent). Line × tester interaction effect had a major role in explanation of the variance of the hybrids in terms of fatty acid content in both conditions, indicating the critical role of non-additive effects in genetic control of these traits. Under optimum irrigation, oil yield, oil content and stearic acid content were under control of both additive and dominant gene action and palmitic, oleic and linoleic acids were under control of dominant gene action. Under drought stress, except oil content which was under control of additive effects, all the other traits were under control of dominant gene action. According to the results of this study, fatty acid composition of sunflower was under control of non-additive genetic effects and the crossing-based methods and hybrid breeding could be used for improvement of sunflower in terms of fatty acid composition.

    Keywords: Additive effect, Dominance, Line, Linoleic, Oleic, Tester
  • Elina Nazari Khakshoor, Amin Azadi*, Peyman Fourozesh, Alireza Etminan, Eslam Majidi Hervan Pages 71-84

    Salinity stress falls into the major environmental factors that limit the production of various crops, including wheat. An effective approach to reducing the impacts of stress is the production of new salinity-tolerant cultivars. Accordingly, identifying effective genes and molecular mechanisms responsible for salinity tolerance is an essential step for breeding programs. In this investigation, a population of F12 recombinant inbred lines (RIL) comprising 186 genotypes was studied to identify the loci that control some physiological traits and element concentrations in the wheat seedling stage under salinity stress. Totally, 12 quantitative traits loci (QTLs) were identified for wet weight, dry weight, length, and sodium and potassium contents using the composite interval mapping (CIM) analysis. Most of the identified QTLs were located on chromosomes B and D. A gene ontology (GO) analysis specified candidate genes in QTL regions. However, it is noteworthy that candidate genes need confirmation using marker-assisted identification. The prioritization of genes resulted in determining 3486 candidate genes in 19 GO phrases (including eight biological processes). These genes are involved in the processes of glutathione metabolism, L-phenylalanine catabolism, cytoplasmic translation, auxin-activated signaling pathway, transcriptional regulation, DNA-patterning, protoporphyrinogen IX, cell wall organization and genesis, xyloglucan tRNA metabolism, protein glycosylation, pigment biosynthesis, etc. GO may be introduced for identifying novel CGs in which the associated QTL is responsible for complicated traits.

    Keywords: Salinity stress, Bread wheat, Candidate genes, QTL mapping
  • Amir Gholizadeh, Hassan Amiri Oghan*, Valiollah Rameeh, Kamal Payghamzadeh, Behnam Bakhshi, Bahram Alizadeh, Seyed Alireza Dalili, Shahriar Kia, Farnaz Shariati Pages 85-98

    Genetic diversity is key to breeding programs and increasing selection efficiency. In this study, 19 promising advanced lines (F7 generation) along with two cultivars, Dalgan and, RGS003 were evaluated in a randomized complete block design with three replications in three experimental field stations (Gorgan, Sari and, Zabol) during the 2020–2021 growing season. The highest phenotypic and genotypic coefficient of variations was found for number of lateral branches and number of pods per plant, respectively. The highest broad sense heritability was estimated for days to end of flowering, and days to start of flowering and the lowest broad sense heritability was estimated for the plant height. The genotypes G16, G18, G15, G1, G2, G5, and G20 with a higher SIIG values as well as a higher seed yield above average were introduced as superior genotypes with respect to yield and other agronomic traits. Therefore, these genotypes can be used for further testing, including adaptation tests. Also, the results of factor analysis and genetic correlation coefficients indicated a positive relationship between number of lateral branches, number of pods per plant and number of seeds per pod with seed yield and seed yield. Generally, it can be concluded that number of lateral branches, number of pods per plant and number of seeds per pod traits could be used as the appropriate criteria to select for increasing seed yield in rapeseed breeding programs.

    Keywords: Phenotypic, genotypic coefficient of variation, Genetic correlation, Seed yield, Rapeseed, Promising advanced line
  • Davood Kiani*, Gholamreza Ghodrati, Sadollah Mansouri Pages 99-116

    Sesame is an important crop plant for harsh environmental conditions because it is relatively resistance to drought stress. Evaluation of different genotypes in different climate condition plays a fundamental role in selection of the best genotypes before the commercial release of a variety and helping in identify plant traits that should be monitored during breeding experiments. In the present study, 10 promising lines obtained from the preliminary yield test were investigated to evaluate the yield compatibility along with 6 local cultivars in a randomized complete block design experiment with three replications in two cropping years (2018 and 2019) in Dashtestan climate condition in Bushehr province. During the growing season, phenology traits, grain yield components and grain yield were measured. Based on the results of ANOVA, statistically significant difference was observed between different genotypes for plant height, height of the first sub branch, height of the first capsule, number of sub branches, number of capsules per plant, length of capsule, length of capsule bearing zone, number of seeds in capsule and grain yield. Based on the mean comparison and biplot analysis the genotype 12 (Local Dashtestan), 2 (SES97-103), 7 (SES97-110) and 15 (Local Jiroft), were identified as superior genotypes for grain yield. Genotype 5 (SES97-105) and genotypes 14 (SES97-124) with 104.5 days and 4 (Local Darab1) with 111 showed the highest and lowest number of days to maturity, respectively. First capsule height showed the highest positive and significant phenotype (0.56) and genetic (0.78) correlation with grain yield. Days to the end of flowering and days to physiological maturity traits showed a negative genetic correlation with yield. Cluster analysis separated 16 sesame genotypes into four separate groups. Based on regression analysis, the height of the first capsule was identified as the most sensitive trait in predicting the yield of sesame genotypes in Dashtestan region in Bushehr province, which seems it can be considered during breeding programs.

    Keywords: Cluster analysis, Oil seeds, Grain yield, Promising line
  • Alireza Asghari Mirak*, Seyed Siamak Alaviakia, Seyed Abolghasem Mohammadi Pages 117-134

    Henbane has a high medicinal value due to the presence of hyoscyamine and scopolamine alkaloids. Improving the quality and quantity of henbane alkaloids using modern breeding methods requires evaluating the genetic diversity. The genetic diversity of henbane has been investigated using morphological, biochemical and molecular markers in several studies and the superiority of molecular markers over other markers has been proven. To this end, in 2018, the genetic diversity of 96 henbane genotypes collected from the habitats of northwest Iran was investigated using IRAP and REMAP molecular markers. For IRAP markers, out of 36 possible combinations obtained from eight LTR primers, seven combinations had a fine and scalable amplification. In the REMAP technique, the combination of 11 ISSR primers with eight LTR primers was used, and 12 combinations could be scored out of 88 possible combinations. The average amount of polymorphic information for IRAP and REMAP markers was 0.30 and 0.32, respectively, and the average marker index for these two markers was estimated as 2.59 and 2.47. Based on these criteria, REMAP marker was more efficient than IRAP in estimating the genetic diversity of henbane. In the analysis of molecular variance using IRAP and REMAP markers, intra-population variability was estimated to be higher than inter-population, which indicates the high diversity of these populations in northwestern Iran. Cluster analysis based on IRAP marker failed to separate species and populations, but REMAP marker was able to separate H. pusillus and H. reticulatus species to a high degree. A high shannon index in this research suggests that IRAP and REMAP retrotransposon markers resulted in a high genetic diversity within henbane populations with a high insertion in the genome of henbane populations.

    Keywords: Henbane, Genetic diversity, IRAP, REMAP markers
  • Jamshid Moradpour, Hadi Ahmadi*, Mahmoud Bagheri, Daryoush Goudarzi Pages 135-146

    Eggplant (Solanum melongena L.) has a high genetic variation in Iran and there are many landraces of this crop in Iran. In the present study, 15 superior genotypes of eggplant which were selected from Minab landraces accompanying two superior mother landraces (totally 17 lines) were studied for two successive years in three regions of Iran including Minab, Karaj and Jiroft. The experiment was conducted in Randomized complete block design with three replications. Finally, total yield of both years was measured and the combined analysis was done and the best line(s) for different climates were introduced using evaluation the stability of the lines via AMMI and GGE biplot procedures. Based on the results of means comparison of yield in the studied lines in each region from average of two years, GHE12 line in Minab region, SA13 line in Jiroft region and AM4, SA15 and SA5 lines in Karaj region have higher fruit yield than the other lines. Based on the results of yield comparison of the examined genotypes in each region from the average of two years of testing, GHE12 genotype in Minab region, SA13 genotype in Jiroft region and AM4, SA15 and SA5 genotypes in Karaj region had acceptable yield compared to other genotypes. However, according to the results of special adaptability and stability analysis, Y genotype for Minab region, SA13 genotype for Jiroft region and AM4 genotype for Karaj region are recommended

    Keywords: Genotype × environment interaction effect, Eggplant, Stability analysis, AMMI