فهرست مطالب

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding
Volume:11 Issue: 2, Oct 2022

  • تاریخ انتشار: 1401/07/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فاطمه صدرایی فر، مسعود احمدی، افزدی*، سعید میرزایی، مریم عبدلی نسب صفحات 1-15

    سویا گلیسین ماکس یکی از مهم ترین محصولات دانه روغنی در جهان است. در حالیکه کشت و کار این گیاه در مناطق بسیاری از دنیا به دلیل کمبود آب و خسارت ناشی از خشکی محدود می باشد. این مطالعه بیان ژن های دخیل در تنش خشکی را در دو رقم سویا یعنی ویلیامز (متحمل) و L17 (حساس) پس از تنش خشکی و تیمار با متیل جاسمونات (MeJA) و اسید سالیسیلیک (SA) بررسی کرد. همچنین تاثیر تیمارهای خشکی و هورمونی با ارزیابی مورفوفیزیولوژیکی این دو رقم تایید شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد که بیان BZIP19، NAC8، DREB1 و VOZ1G در رقم مقاوم یعنی ویلیامز بیشتر است. بیان همه ژن ها پس از کاربرد همزمان SA و MeJA در رقم ویلیامز القا شد. با توجه به نتایج مورفوفیزیولوژیکی، ارتفاع بوته و طول ریشه، وزن تر و خشک ریشه و اندام هوایی، تعداد گره و تعداد ریشه های جانبی، تعداد غلاف و تعداد دانه در غلاف، سطح برگ و درصد رطوبت نسبی برگ، تعداد گره های ساقه و فاصله بین گره، وزن غلاف و شاخص برداشت بین دو رقم تفاوت معنی داری داشتند. افزایش بیان ژن VOZ تحت تیمار SA بر ارتفاع اندام هوایی و تشکیل گره رقم ویلیامز نسبت به رقم L17 موثرتر بود. نتایج این تحقیق باید برای توسعه ابزارهایی برای اصلاح ژنوتیپ جدید سویا با تحمل بهبود یافته به خشکی مفید باشد.

    کلیدواژگان: سویا، سالیسیلیک اسید، متیل جاسمونات، BZIP، VOZ، DREB
  • علی براتی*، الیاس آزرمجو، مهرداد محلوجی، سید علی طباطبایی صفحات 17-27
    تنش شوری یکی از مهمترین تنش های غیر زنده در مناطق خشک و نیمه خشک جهان می باشد. به منظور شناسائی ژنوتیپهای جو دارای عملکرد مطلوب و پایدار در شرایط متاثر از تنش شوری، 18 لاین امیدبخش جو به همراه دو شاهد (رقم مهر و لاین MBS-97-6) در سه ایستگاه متاثر از تنش شوری یزد، اصفهان و بیرجند برای دو سال زراعی 400-1399 و 401-1400 مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقایسه میانگین نشان داد که ژنوتیپهای G19، G17، G1، G20، G4 و G8 نسبت به سایر ژنوتیپ ها دارای عملکرد بالاتری بودند. نتایج تجزیه GGE بای پلات نشان داد که دو مولفه اصلی اول و دوم در مجموع دو سال 49/29 و 21/6 در صد و در متوسط دو سال 60/42 و 25/8 درصد از کل تغییرات عملکرد دانه را توجیه نمودند. ژنوتیپ های راس عبارت بودند از: G1، G2، G10، G11، G17، G18، G19 و G20. اصفهان به عنوان محیط دارای قابلیت نماینده بودن شناسائی شد که می تواند برای انتخاب ژنوتیپ های برتر مورد استفاده قرار گیرد. بر اساس نتایج حاصل، ژنوتیپ های G4 با پدیگری Rojo/3/LB.Iran/Una8271//Gloria"S"/Com"S"/4/Kavir و G8 با پدیگری Manal / Alanda-01 // 1-BC-0152 /4/ Rojo /3/ LB.Iran / Una8271 // Gloria"S" / Com"S" و G20 با پدیگری Roho / Mazorka // Trompilo /3/ Lignee527/Nk1272 // Jlb70-63 به عنوان نزدیک ترین ژنوتیپ ها به ژنوتیپ ایده آل شناسائی شدند. ژنوتیپهای G4 و G20 برای کشت در یزد و ژنوتیپ G8 برای کشت در اصفهان و بیرجند مناسب تشخیص داده شدند.
    کلیدواژگان: مناطق شور، ژنوتیپ های امید بخش، GGEبای پلات، محیط های ارزیابی
  • سهیلا احمدپور، رضا درویش زاده*، امید سفالیان، ناصر عباسپور، حسین عباسی هولاسو، محمد سجاد صفحات 29-46
    شوری یک مانع جدی برای تولید محصولات کشاورزی در جهان است. توسعه واریته های متحمل به شوری با استفاده از انتخاب به کمک نشانگر یک استراتژی پیشگام برای مبارزه با شوری است. بدین منظور برای تجزیه ارتباط تحمل به شوری در 84 لاین آفتابگردان از نشانگرهای مولکولی مبتنی بر رتروترنسپوزون استفاده شد و صفاتی مانند عملکرد دانه در بوته، RWC، غلظت پتاسیم، سدیم و کلر در برگ و دمبرگ اندازه گیری شد. تاثیر شوری بر عملکرد دانه، RWC، میزان سدیم در برگ و دمبرگ و همچنین بر نسبت پتاسیم به سدیم معنی دار بود. برای مطالعه تنوع ژنومی و بررسی فعالیت رتروترانسپوزون های LTR، لاین های خالص آفتابگردان با نشانگرهای DNA مبتنی بر رتروترنسپوزون نظیر IRAP و REMAP انگشت نگاری شدند. با استفاده از مجموع داده های نشانگرهای IRAP و REMAP، در تجزیه کلاستر به روش سلسله مراتبی 84 لاین در چهار گروه اصلی دسته بندی شدند؛ در حالی که لاین ها با روش بیزین در 2 زیرجمعیت (K=2) گروه بندی شدند. مدل خطی مخلوط برای شناسایی ارتباط نشانگر-صفت که ضریب عضویت افراد در هر زیرجمعیت و ضریب خویشاوندی را به عنوان متغیرهای کمکی در مدل ترکیب می کند، اجرا شد. در تجزیه ارتباط با استفاده از نشانگرهای REMAP+IRAP 8 و 12 جایگاه به ترتیب با صفات مورد مطالعه در شرایط نرمال و تنش شوری مرتبط بودند. نشانگرهای DNA شناسایی شده در این تحقیق می تواند در برنامه های انتخاب به کمک نشانگر برای دستیابی به لاین های مناسب والدین و همچنین بهبود صفات مورد مطالعه استفاده شود
    کلیدواژگان: تنش غیر زیستی، توالی طولانی تکراری، نشانگرهای مولکولی، تجزیه QTL، آفتابگردان
  • مژگان هاشمی، احمد معینی*، محمدصادق ثابت، علی مختصی بیدگلی صفحات 47-57

    در بسیاری از گیاهان ، آندروژنز یکی از رایج ترین روش های درون شیشه ای برای القای هاپلوئیدی است. کشت میکروسپور موثرترین روش آندروژنز است. در کشت میکروسپور بادمجان، پروسه جنین زایی در مرحله جنین کروی شکل متوقف شده است و تلاش ها برای غلبه بر این مشکل ادامه دارد. در این مطالعه، اثرات غلظت های مختلف صمغ عربی، ساکارز و تنظیم کننده های رشد گیاهی (6- بنزیل آمینوپورین (BAP) و 1-نفتالن استیک اسید (NAA)) روی کشت میکروسپور دو رقم بادمجان بررسی شدند. در رقم ریکاردا، بیشترین کالوس های مشتق شده از میکروسپور (711/4 کالوس در هر پتری دیش) زمانی تولید شد که 2000 میلی گرم در لیتر صمغ عربی، 2 درصد ساکارز، 0/5 میلی گرم در لیتر BAP و 0/5 میلی گرم در لیتر NAA استفاده شد. رقم شانتال با ترکیبی از 2600 میلی گرم در لیتر صمغ عربی، 2 درصد ساکارز و 0/5 میلی گرم در لیتر از BAP و NAA، بیشترین تعداد کالوس را تولید کرد (230/33 کالوس در هر پتری دیش؛ 5/27 برابر بیشتر از شاهد (43/73). نتایج همچنین نشان داد که جنین های قلبی شکل می توانند در بادمجان تولید شوند. کشت میکروسپور رقم ریکاردا در محیط کشت NLN حاوی 2600 میلی گرم در لیتر صمغ عربی، 2 درصد ساکارز و 0/5 میلی گرم در لیتر BAP و 0/5 میلی گرم در لیتر NAA منجر به پیشرفت روند تکاملی برخی از ساختارهای کروی شکل شد. در واقع، جنین های کروی به جنین های قلبی شکل تبدیل شدند که یک گام امیدوارکننده در مسیر جنین زایی میکروسپور بادمجان است.

    کلیدواژگان: کالوس زایی میکروسپور، جنین زایی میکروسپور، صمغ عربی، 6- بنزیل آمینوپورین، 1-نفتالن استیک اسید، ساکارز
  • مهسا صدری، مختار جلالی جواران*، مژگان سلیمانی زاده صفحات 59-67
    این تحقیق به‎منظور بررسی اثر الیسیتور متیل جاسمونات (MeJA) روی تجمع پروتئین های نوترکیب GFP و Anti-VEGFR2 انجام شد. ابتدا به منظور ارزیابی اثر MeJA و روزهای نمونه برداری پس از مایه کوبی روی بیان GFP در کلزا و توتون آزمایش فاکتوریلی در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. برای تایید رونویسی ژن GFP در سطح RNA، RT-PCR و آزمون qRt-PCR انجام شد. آزمون الیزا برای بررسی اثر الیسیتور روی تجمع GFP و Anti-VEGFR2 انجام شد. به منظور تایید بیان ژن GFP در سطح پروتئین و سپس تعیین بهترین ترکیب تیماری، بیان ژن GFP تحت تاثیر تمام ترکیبات با استفاده از الیزا بررسی شد. سپس بهترین ترکیب تیماری برای بررسی تجمع Anti-VEGFR2 استفاده شد. بیان GFP به طور معنی داری با استفاده از ترکیب M1D10 (بهترین ترکیب تیماری) در هر دو گیاه افزایش یافت. این افزایش در گیاه کلزا بیشتر از توتون بود. بنابراین بهترین ترکیب تیماری برای بیان ژن Anti-VEGFR2 در گیاهان کلزا استفاده شد. در آزمایش qRT-PCR سطوح رونوشت GFP و Anti-VEGFR2 هیچ گونه تفاوت معنی داری بین تیمارهای شاهد و بهینه نشان نداد، اما مقدار پروتئین Anti-VEGFR2 تجمع یافته در تیمارهای بهینه شده بیشتر از کنترل بود. توضیح ساده برای تجمع افزایش یافته نانوبادی Anti-VEGFR2 و GFP کاهش بیان پروتئین RuBisCO در برگ ها و در نتیجه افزایش دسترسی منابع متابولیکی و سلولی برای تولید پروتئین های با فراواتی کمتر (از جمله پروتئین های نوترکیب) می‎باشد. این تحقیق نشان داد که الیسیتور تجمع هر دو پروتئین نوترکیب GFP و Anti-VEGFR2 را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: الیسیتور، بیان موقت، پروتئین نوترکیب، زراعت مولکولی
  • مریم خورسندی، جمالعلی الفتی*، هدایت زکی زاده، محمدرضا خالدیان، محمدباقر فرهنگی، صدیقه موسی نژاد، عادل بخشی پور، سیما داودی صفحات 69-76

    سفیدک پودری یکی از مهم ترین بیماری های کدو در جهان و ایران است. این بیماری در خیار، خربزه، طالبی، کدو و هندوانه هم در شرایط مزرعه و هم در شرایط گلخانه ای دیده می شود و منجربه خسارت شدیدی می گردد. کشت ارقام مقاوم یا مبارزه شیمیایی با قارچ کش می تواند برای کنترل این بیماری استفاده شود. در این مطالعه 28 ژنوتیپ مختلف کدو تخم کاغذی مورد مطالعه قرار گرفت و از نظر مقاومت به سفیدک پودری در شرایط گلدانی در گلخانه مقایسه شدند. برای رسیدن به این هدف، ژنوتیپ های موجود در گلخانه با اسپور سفیدک پودری اسپری شدند و هنگامی که علائم سفیدک پودری روی گیاهان ظاهر شد، شدت بیماری با پردازش تصویر با استفاده از یک برنامه نوشته شده در نرم افزار متلب تعیین شد. مقایسه میانگین نشان داد که کمترین سطح آلودگی مربوط به لاینهای 11 و 23 و هیبریدهای 16×7، 16×2 و 23×2 بود. بالاترین ترکیب پذیری عمومی منفی مربوط به لاین 11 و بالاترین قابلیت ترکیب پذیری خصوصی منفی مربوط به هیبریدهای14×7 ، 16×2، 23×2 و 14×11 بود. بالاترین هتروزیس منفی در مقایسه با والد برتر مربوط به هیبریدهای 14×11، 23×2 و 16×2 بود.  با توجه به مقادیر قابل توجه به دست آمده برای ترکیب پذیری خصوصی و هتروزیس قابل توجه در هیبریدها، نقش واریانس غالبیت در کنترل این صفت برجسته است و تولید هیبرید برای بهبود مقاومت در برابر سفیدک پودری توصیه می شود.

    کلیدواژگان: دی آلل، ترکیب پذیری عمومی، پردازش تصویر، ترکیب پذیری خصوصی
|
  • Fatemeh Sadraeifar, Masoud Ahmadi-Afzadi *, Saeid Mirzaei, Maryam Abdoli Nasab Pages 1-15

    Soybean (Glycine max) is one of the most important oilseed crops in the world. However, its cultivation is limited in many areas with water shortage, and is affected by drought. This study investigated the expression of genes involved in drought stress in two soybean cultivars, i.e. Williams (tolerant) and L17 (sensitive) after drought stress and treatment with methyl jasmonate (MeJA) and salicylic acid (SA). In addition, the impact of drought and hormone treatments were validated with morpho-physiological evaluation of these two cultivars. Experiment was conducted in a factorial basis with completely randomized design. The results showed that the expression of basic-leucine zipper (BZIP19), NAM-ATAF1, 2-CUC2 (NAC), dehydration-responsive element-binding (DREB1), and vascular plant one zinc finger protein (VOZ1G) was higher in the resistant cultivar, i.e. Williams. Gene expression was induced after simultaneous application of SA and MeJA in Williams cultivar. According to the morpho-physiological results, plant height and root length, fresh and dry weight of roots and shoots, nodes and number of lateral roots, number of pods and number of seeds per pod, leaf area, and percentage of relative leaf moisture, number of stem nodes and internode distance, pod weight and harvest index were significantly different between the two cultivars. Increase in the expression of VOZ gene, under treatment with SA was more effective on shoot height and nodule formation of Williams than in L17. Results of this investigation should be useful for developing tools for breeding new soybean genotypes with an improved tolerance to drought.

    Keywords: BZIP, DREB, Methyl jasmonate, Salicylic acid, Soybean, VOZ
  • Ali Barati *, Elias Arazmjoo, Mehrdad Mahlooji, Seyyed Ali Tabatabaei Pages 17-27
    Salinity stress is one of the most important abiotic stresses in the arid and semi-arid areas of the world. To identify superior genotypes of barley with high grain performance and stability under salinity stress conditions, 18 promising genotypes along with two local checks (Mehr cultivar and MBS-97-6 line) were investigated in three saline regions (Yazd, Isfahan, and Birjand) in the 2020-21 and 2021-22 cropping seasons. Based on the results of means comparison, genotypes G19, G17, G1 (Check 1), G20 (Check 2), G4 and G8 genotypes showed the highest grain yield compared to the other genotypes. The results of the GGE biplot analysis indicated that the first two principal components in total and in averaged data of two years, accounted for 49.29% and 21.6%, 60.42% and 25.8% of the total variation of grain yield, respectively. The vertex genotypes were identified as G1, G2, G10, G11, G17, G18, G19 and G20. Isfahan had representativeness ability and was identified as the ideal location for the selection of superior genotypes. On the basis of results, genotypes Rojo/3/LB.Iran/Una8271//Gloria”S”/Com”S”/4/Kavir (G4), Roho / Mazorka // Trompilo /3/ Lignee527/Nk1272 // Jlb70-63 (G20) and Manal / Alanda-01 // 1-BC-0152 /4/ Rojo /3/ LB.Iran / Una8271 // Gloria”S” / Com”S”(G8) were recognized as the closest genotypes to the ideal genotype. Genotypes G4 and G20 were recognized as the best genotypes for cultivation in Yazd and G8 was recognized as the best genotype for cultivation in Isfahan and Birjand.
    Keywords: GGE biplot, Promising genotypes, Saline Regions, Test locations
  • Soheila Ahmadpour, Reza Darvishzadeh *, Omid Sofalian, Naser Abbaspour, Hossein Abbasi Holasou, Muhammad Sajjad Pages 29-46
    Salinity is a serious impediment to agricultural production in the world. Development of salt tolerant hybrid varieties using marker aided selection (MAS) is a pioneering strategy to combat salinity stress. Here we used retrotransposon based molecular markers and salinity tolerance related characters in a panel of eighty-four sunflower inbred lines for marker-trait association (MTA) analysis. Characters such as grain yield per plant, leaf relative water content (RWC), K+, Na+ and Cl- concentration in leaf lamina and petiole were measured separately under normal and 8 ds/m salt stress conditions. The impact of salinity was significant on grain yield, RWC, Na+ concentrations in lamina and petiole as well as on K+ to Na+ ratio. To study genomic variability and survey of LTR retrotransposons activity, the lines were fingerprinted with retrotransposon-based DNA markers; IRAP and REMAP. In hierarchical cluster analysis using IRAP+REMAP markers data, the 84 inbred lines were categorized in four main groups, whereas in Bayesian model-based cluster analysis, the lines were assigned into 2 subpopulations (K=2). A mixed linear model was implemented to detect marker–trait associations incorporating membership coefficient of individuals in the subpopulation (Q matrix) and relationship coefficient (kinship matrix) as covariates in the model. In association analysis by using IRAP+REMAP markers; 8 and 12 loci were identified to be significantly linked with the studied characters in normal and salt stress states, respectively. After developing specific primers for identified markers, they could be potentially applied in marker aided selection (MAS) programs to achieve suitable parental lines and also the improvement of traits of interest.
    Keywords: Abiotic stress, LTR, Molecular markers, QTL analysis, Sunflower
  • Mozhgan Hashemi, Ahmad Moieni *, MohammadSadegh Sabet, Ali Mokhtassi-Bidgoli Pages 47-57

    In many crops, androgenesis is one of the most common methods for in vitro haploid induction. The most effective technique in this system is the isolated-microspore culture, in which haploid cells are reprogrammed to follow the sporophytic pathway. But this pathway has been stopped at the globular shape stage of embryogenesis in eggplant, and efforts are still being made to overcome this problem. In this study, the effects of different concentrations of gum arabic, sucrose, and plant growth regulators (6-Benzylaminopurine, BAP, and 1-Naphthaleneacetic acid, NAA) were evaluated on isolated microspore cultures from two cultivars of eggplant. In cultivar Ricarda, the highest number of microspore-derived calli (711.4 per Petri dish) was produced when 2000 mg/l gum arabic, 2% sucrose, 0.5 mg/l BAP, and 0.5 mg/l NAA were used together. By combining 2600 mg/l gum arabic, 2% sucrose, and 0.5 mg/l BAP and NAA, the cultivar Chantale produced the most calli (230.33 per Petri dish; 5.27-fold higher than the control (43.73 per Petri dish). In addition, the results showed that heart-shaped embryos could be produced in eggplant. The culture of microspores of cultivar Ricarda in NLN medium supplemented with 2600 mg/l of gum arabic, 2% sucrose, 0.5 mg/l BAP, and 0.5 mg/l NAA led to the developmental progression of some of the globular structures. In fact, the globular embryos were induced to develop into heart-shaped embryos, which is a promising step forward in the process of eggplant microspore embryogenesis.

    Keywords: BAP, Gum arabic, Microspore callogenesis, Microspore embryogenesis, NAA, Sucrose
  • Mahsa Sadri, Mokhtar Jalali Javaran *, Mojgan Soleimanizadeh Pages 59-67
    This study was performed to investigate the effect of methyl jasmonate (MeJA) elicitor on green fluorescent protein (GFP) and Anti vascular endothelial growth factor (Anti-VEGFR2) proteins accumulation. A factorial experiment based on completely randomized design (CRD) was performed primarily to evaluate the effect of MeJA and days after inoculation on GFP expression in Brassica napus and Nicotiana benthamiana. RT-PCR and qRt-PCR assay was performed for GFP gene transcription confirmation at mRNA level. ELISA was done to investigate effect of the elicitor on GFP and Anti-VEGFR2 accumulation. The optimum treatment combination was then used to check Anti-VEGFR2 accumulation. GFP expression was significantly enhanced using M1D10 combination (the best treatment combination) in the two plants. This increase was greater in Brassica napus than in Nicotiana benthamiana. GFP and Anti-VEGFR2 transcript levels showed no significant differences between the optimized and control treatments in the qRT-PCR experiment, but the quantity of Anti-VEGFR2 protein accumulated in optimized treatments was higher than in control. A simple explanation for the improved accumulation of GFP and Anti-VEGFR2 would be a low ‘sink pressure’ on amino acid pools towards RuBisCO biosynthesis in RuBisCO-depleted leaves, and a resulting increased availability of metabolite and cellular resources for the production of less abundant (e.g., recombinant) proteins. This research showed that MeJA elicitor increased the accumulation of both proteins.
    Keywords: Elicitor, GFP, Molecular farming, Recombinant Protein, Transient expression
  • Maryam Khorsandi, Jamal-Ali Olfati *, Hedayat Zakizadeh, Mohammadreza Khaledian, MohammadBagher Farhangi, Sedigheh Mousanejad, Adel Bakhshipour, Sima Davoodi Pages 69-76

    Powdery mildew is one of the most important diseases of cucurbits in the world and Iran. The disease is found in cucumbers, melons, cantaloupes, squash, and watermelons in both farm and greenhouse conditions and causes great damage. Cultivating resistant cultivars or chemical control with fungicides can be used to control this disease. In this study, 28 different genotypes of hull-less seed pumpkin were studied and compared for powdery mildew resistance in potted conditions in a greenhouse. To achieve this, the genotypes in the greenhouse were sprayed with powdery mildew spores, and when signs of powdery mildew appeared through infection on the plants, the severity of the disease was determined by image processing using a program written in MATLAB software. The mean comparison showed that the lowest level of infection was related to lines 11 and 23 and hybrids of 7×16, 2×16, and 2×23. The highest negative general combining ability was related to line 11 and the highest negative specific combining ability was related to hybrids 7×14, 2×16, 2×23, and 11×14. The highest negative heterosis compared to the high parent was related to 11×14, 2×23, and 2×16 hybrids. Due to the significant values obtained for specific combining ability and significant heterosis in hybrids, the role of dominance variance in controlling this trait is prominent, and hybrid production is recommended to improve resistance to powdery mildew.

    Keywords: Diallel, general combining ability, Image processing, specific combining ability