فهرست مطالب

Journal of Plant Molecular Breeding
Volume:2 Issue: 1, Winter and Spring 2014

  • تاریخ انتشار: 1394/05/26
  • تعداد عناوین: 7
|
  • الهام یونسی ملردی، قربانعلی نعمت زاده*، احسان شکری صفحات 12-20
    تمایل کدنی به تفاوت در فراوانی وقوع کدون های مترادف در DNA کد شونده اطلاق می شود. الگوی استفاده از کدون و کدون های بهینه، به طور معنی داری بین موجودات متفاوت است. این اختلاف ناشی از کارکرد بلند مدت فرآیندهای انتخاب طبیعی و تکامل می باشد. رانش ژنتیکی، موتاسیون و تنظیم بیان ژن از دلایل اصلی وجود اریب کدونی است. در این مطالعه، تجزیه و تحلیل تمایل کدنی روی ژن های فسفو انول پیروات کربوکسیلاز (PEPC)، NADP- مالیک آنزیم (NADP-ME)، پیرووات ارتوفسفات دی کیناز (PEPDK) و گلیسرات کیناز (GK) (ژن های هسته ای)، روبیسکو، NADH دهیدروژناز زیر واحد F و سیتوکروم C مرتبط با فتوسنتز و تنفس از گیاه آلوروپوس لیتورالیس انجام شد. توالی ژن های هسته ای بعد از جداسازی جزیی و برای ژن های کلروپلاست از بانک داده های نوکلئوتیدی به دست آمدند. محاسبه شاخص سازگاری کدن (CAI) نشان داد که ژن های مورد مطالعه که به طور مستقیم یا غیر مستقیم با فتوسنتز در ارتباط هستند، از سطح بیان بالایی برخوردار بوده و همچنین تمایل به استفاده از کدون بهینه در آن ها وجود دارد. همچنین نتایج بدست آمده نشان دادند که تمایل کدونی بین ژن های کد شونده در هسته و کلروپلاست برای برخی از اسیدهای آمینه متفاوت است.
    کلیدواژگان: تمایل کدونی، ژن های فتوسنتز، شاخص سازگاری کدون، آلوروپوس لیتورالیس
  • مهدیه یوسفی آرا*، مریم جعفرخانی کرمانی، عبدالرضا باقری، علی اکبر حبشی، حمید عبداللهی صفحات 21-28
    اصلاح گلابی با استفاده از روش های سنتی به طور عمده بر اساس هیبریداسیون درون و بین گونه ای می باشد، که به علت سطح بالای هتروزیگوسی در گلابی، پلی ژنیک بودن صفات و دوره جوانی طولانی بکارگیری این روش ها مشکل است. بهبود ژنتیکی ارقام گلابی از طریق روش های القای موتاسیون و انتقال ژن با استفاده از مهندسی ژنتیک امکان پذیر است. پیش نیاز اساسی برای این روش ها پایه ریزی یک سیستم باززایی گیاهی کارآمد است. در مطالعه حاضر اثر دو محیط کشت پایه (MS و NN) و غلظت های مختلف TDZ (0، 5/2، 5، 5/7) میکرومولار و BAP (0، 4، 8، 16) میکرومولار همراه با NAA (1 میکرومولار) بر باززایی مستقیم شاخه ی دو ژنوتیپ گلابی «بارتلت» و«درگزی» بررسی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که در رقم درگزی میزان باززایی شاخه نسبت به رقم بارتلت بالاتر بود و در هر دو رقم بالاترین درصد باززایی شاخه از بخش های پایینی ریز نمونه برگ مشاهده شد. گرچه بالاترین درصد باززایی شاخه در رقم بارتلت (38%) در محیط کشت پایه NN حاوی 5/2 میکرومولار TDZ و1 میکرومولار NAA به دست آمد، تفاوت باززایی شاخه بین این محیط کشت و محیط کشت پایه NN حاوی 5 یا 5/7 میکرومولار TDZ و 1 میکرومولار NAA معنی دار نبود. بالاترین درصد باززایی شاخه در رقم درگزی (56%) در محیط کشت NN حاوی 5/7 میکرومولار TDZ و 1 میکرومولار NAA به دست آمد. مطالعه حاضر نشان داد که ژنوتیپ، نوع ریز نمونه و ترکیب محیط کشت می توانند بر باززایی مستقیم شاخه در گلابی موثر باشند.
    کلیدواژگان: باززایی مستقیم شاخه، گلابی، تیدیازورون
  • مهدی عارف راد، نادعلی باباییان جلودار*، قربانعلی نعمت زاده، محمدرضا کریمی، سیدکمال کاظمی تبار صفحات 29-44
    کیفیت پروتئین های دانه سویا اهمیت زیادی در تولید فراورده های آن دارد. این کیفیت پروتئینی تحت تاثیر پروتئین های ضد تغذیه ای و سطوح پائینی از اسیدهای آمینه گوگرددار می باشد. در این مطالعه درصد پروتئین دانه و میزان پروتئین های قابل حل، در شش رقم از سویا مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین پروتئین های ذخیره ای دانه نیز با روش SDS-PAGE و آنالیز دنسیتومتری مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که شباهت زیادی بین پروفایل پروتئین های دانه این شش رقم از سویا وجو دارد، اما اختلاف معنی داری بین میزان تراکم پروتئین های بتا-کان گلایسینین (S7) و گلایسنین (S11) و زیر واحدهای پروتئینی آن ها وجود داشت. بر طبق این نتایج ارقام 033 و DPX به ترتیب بیشترین درصد پروتئین دانه (45/42 %) و بیشترین میزان پروتئین قابل حل (58/76 میلی گرم بر گرم) را نشان دادند. ارقام DPX و JK نیز بیشترین میزان نسبت S7/S11 را داشتند (39/1 و 43/1 %). از طرفی دیگر رقم JK کمترین میزان پروتئین S7 را به خود اختصاص داده بود (35/20 %). همچنین نتایج نشان داد که رابطه منفی و معنی داری بین میزان درصد پروتئین و پروتئین های قابل حل وجود دارد (66/0-=r). همبستگی مثبت و معنی داری نیز بین زیر واحدهای اسیدی و بازی با پروتئین S11 بدست آمد (به ترتیب 47/0 و 72/0=r). پروتئین های S11 و S7 نیز به ترتیب همبستگی مثبت و منفی معنی داری را با نسبت S7/S11 نشان دادند (به ترتیب 85/0- و 70/0=r). از طرفی دیگر زیر واحدهای اسیدی همبستگی مثبت معنی داری را با نسبت S7/S11 و همبستگی منفی و معنی داری را با پروتئین های ضد تغذیه ای نشان داد. این نتایج پیشنهاد می کند که توسعه ژنوتیپ های جدیدی از سویا با سطوح بالایی از زیر واحدهای اسیدی از بخش S11 می تواند بطور قابل توجه ای کیفیت پروتئین های دانه سویا را افزایش دهد.
    کلیدواژگان: سویا، پروتئین های ذخیره ای دانه، بتا، کان گلایسینین (S7)، گلایسنین (S7)، پروتئین های ضد تغذیه ای
  • غلامحسین حسینی* صفحات 45-63
    تلاقی دآی آلل کاملی بین 9 ژنوتیپ پنبه (Gossypium hirsutum L. & Gossypium barbadense L.) شامل ارقام دلینته، سیندوز- 80، عمومی، بلغار-539، ترمز-14، برگ قرمز (گونه بومی)، ب-557، الیاف قهوه ای و سای اکرا-324 که دارای تنوع ژنتیکی بالا بودند طی دو سال انجام گرفت. هدف تخمین پتانسیل های اصلاح صفات عملکرد و اجزای آن، روغن، کیفیت الیاف با استفاده از تجزیه ژنتیکی، قابلیت ترکیب پذیری، وراثت پذیری و اثرات هتروزیس بود. مطالعه و تجزیه واریانس، روی ژنوتیپ ها و خصوصیات گیاهان نسل اول انجام گرفت جائیکه بذور تلاقی یافته سال اول در سال دوم گیاهان F1 را بوجود آوردند. هیبریدهای موفق با استقاده از مارکر های مورفولوژیکی همچون رنگ گل، موقعیت و رنگ لکه های گلبرگ، رنگ الیاف، لینتر بذر، رنگ و شکل برگ تشخیص داده شد. تجزیه واریانس به روش طرح لاتیس مربع ساده ((SSLD اختلاف معنی دار بالائی را بین ژنوتیپ های بکار رفته نشان داد2(P ≤ 0.01) و همین اختلافات واریانس بدست آمده تجزیه واریانس ژنتیکی را با استفاده از روش های گریفینگ، هیمن و هیمن و جینکز میسر ساخت. مدل افزایشی- غالبیت و همبستگی مربوط به تست اپیستازی(Wr, Vr) برای اکثر صفات کافی و برای برخی صفات نسبتا کافی بود یعنی بیشتر صفات از عمل ژن های غیر افزایشی در نسل F1 متاثر بودند. این نتایج حاکی از بکارگیری اصلاح عملی پنبه از طریق برنامه های اصلاحی هیبریدی و ترکیبی برای عمل غیر افزایشی ژن و روش انتخاب برای صفات متاثر از عمل افزایشی ژن می باشد. تنوع و تفاوت های معنی دار ژنوتیپ ها از حیث اثرات قابلیت ترکیب پذیری عمومی (GCA) و خصوصی (SCA) و همچنین وراثت پذیری خصوصی بالا (P≤0.05) نشانگر توانایی اصلاح صفات از طریق انتخاب و از طرف دیگر عمل فوق غالبیت ژن، وراثت پذیری متوسط و پایین برای برخی از صفات، روش های اصلاحی هیبرید و ترکیبی را پیشنهاد می نماید.
    کلیدواژگان: پنبه، هیبرید، ژنتیک
  • نامدار مرادی*، هدیه بدخشان، هادی محمدزاده، محمدرضا ذاکری، قادر میرزا قادری صفحات 64-73
    آهن یکی از مهمترین مواد مغذی در جیره غذایی انسان است. با توجه به مصرف بالای مواد غذایی اصلی مانند گندم، کمبود آهن در این محصولات منجر به نارسایی های تغذیه ای و مشکلات مربوط به آن خواهد شد. برای شناسایی نشانگرهای ریزماهواره دارای پیوستگی با محتوی آهن دانه گندم، 38 ژنوتیپ گندم رایج در ایران با استفاده از 30 جفت نشانگر ریزماهواره ژنومی و EST مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج آزمایشات مزرعه ای اختلاف معنی داری را از نظر محتوی آهن دانه بین ژنوتیپ های مورد مطالعه نشان داده و محتوی آهن دانه در ژنوتیپ ها در دامنه 34 تا 53 میلی گرم بر کیلوگرم بود. در آزمایشات مولکولی، تعداد آلل به ازای جایگاه ریزماهواره در دامنه 2 تا 9 با میانگین 5/4 و میانگین محتوای اطلاعات چند شکلی (PIC) 55/0 برآورد شد. برای برآورد ارتباط بین نشانگرهای ریزماهواره و محتوی آهن دانه از تجزیه رگرسیون گام به گام استفاده شد. نتایج نشان داد که نشانگرهایXwmc617 (4A, 4B, 4D)، Xgwm160 (4A) و Xbarc146 (6D, 6B, 6A) دارای همبستگی معنی داری با محتوی آهن دانه گندم بودند. نتایج این پژوهش می تواند در مطالعات گسترده تر از جمله اصلاح به کمک نشانگر در گندم برای افزایش محتوی آهن دانه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: ریزمغذی، نشانگر ریزماهواره، رگرسیون گام به گام، گندم
  • ربابه ملاحیدری بافقی، امین باقی زاده*، قاسم محمدی نژاد، بابک ناخدا صفحات 74-89
    در این مطالعه، تنوع ژنتیکی 20 ژنوتیپ گندم با استقاده از 126 نشانگر ریزماهواره که هر 3 ژنوم گندم را تحت پوشش قرار می داد مورد ارزیابی قرارگرفت. در مجموع 1557 باند توسط 126 نشانگر مربوطه تشخیص داده شد. تعداد باندهای مربوط به هر نشانگر بین 4 تا 19عدد بوده و مقدار اطلاعات چند شکلی بین 66/0 تا 94/0 متغیر بود. بیش ترین میزان تنوع مربوط به نشانگرهای Xgwm212 و Xgwm515 با 19 باند بود. در حالی که کم ترین تنوع متعلق به نشانگر Xgwm429 با تعداد 4 باند بود. بیش ترین تعداد باندها مربوط به یک مکان ژنی در ژنوم A با 594 باند و مکان های دیگر با 552 و 411 باند به ترتیب مربوط به ژنوم های B و Dبودند. دندروگرام مربوطه با استفاده از ضریب تشابه دایس و روش UPGMAو با نرم افزار NTSYSpc2.0 رسم شد و ژنوتیپ های مورد بررسی در شش کلاستر گروه بندی شدند. دانش حاصل درباره ی ارتباطات ژنتیکی ژنوتیپ ها اطلاعات مفیدی را برای انجام پروژه های اصلاحی و مدیریت منابع ژنتیکی در اختیار قرار می دهد. همچنین این مطالعه نشان می دهد نشانگرهای ریزماهواره برای مطالعه ی تنوع ژنتیکی گندم مفید می باشد.
    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، نشانگرهای ریزماهواره، چندشکلی، گندم نان
|
  • Behnaz Dolatabadi*, Gholamali Ranjbar, Masoud Tohidfar, Ali Dehestani Pages 1-11
    Fusarium wilt caused by Fusarium oxysporum f.sp. Lycopersici is one of the major obstacles to the production of tomato which causes huge losses in tomato products worldwide. In order to increase the tolerance to this disease, a triple structure containing PR1, chitinase and glucanase genes controlled by 35S promoter was transferred to tomato. Eight days after planting on pre-culture medium, explants were inoculated by Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 containing the aforementioned plasmid. When the regenerated shoots grew to 2-3 cm, they were cut and transferred to rooting medium.The plantlets were then transferred to pots filled with a soil mixture of peat moss and perlite for further acclimatization. The putative transgenic plant lines were analyzed by multiplex PCR and the transcription of the transgenes was confirmed by RT-PCR method using the specific primers. The estimated value for the frequency of the simultaneous transfer of chitinase, glucanase and PR1 genes to tomato was 2.7%. Protein extracts of transgenic plants expressing chitinase, glucanase and PR1 genes inhibited in vitro hyphal growth of F. oxysporum f.sp. lycopersici. Compared with non-transgenic control plants, despite some alterations in chlorophyll content no other morphological changes were observed in transgenic plants. The total content of chlorophyll “a” and “b” in transgenic plants were 31.8 and 36.2 % higher than that of control plants, respectively, which may be attributed to metabolic changes due to simultaneous expression of three transgenes.
    Keywords: Chitinase, fusarium oxysporum, glucanase, PR1, Transgenic Tomato
  • Elham Younesi Melerdi, Ghorbanali Nematzadeh *, Ehsan Shokri Pages 12-20
    Codon bias refers to the differences in the frequency of occurrence of synonymous codons in coding DNA. Pattern of codon and optimum codon utilization is significantly different between the lives. This difference is due to the long term function of natural selection and evolution process. Genetics drift, mutation and regulation of gene expression are the main reasons for codon bias. In this study, the codon bias analysis was done on photosynthesis and respiratory related genes of phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC), NADP-malic enzyme (NADP-ME), pyruvate orthophosphate dikinase (PPDK), glycerate kinase (GK) (nuclear genes), rubisco, NADH-dehydrogenase subunit F and cytochrome-C (chloroplast genes) from Aeluropus littoralis plant. Nuclear gene sequences were obtained after partial isolation and for chloroplast genes obtained from nucleotide database. Calculation of codon adaptation index (CAI) showed that studied genes with direct or indirect association with photosynthesis, had high level of gene expression and had also a tendency to optimum codon utilization. The results also showed the difference in codon bias between genes encoded in nucleus and chloroplast for some amino acids.
    Keywords: Codon bias, Photosynthesis genes, Codon adaptation index, Aeluropus littoralis
  • Mahdieh Yousefiara, Maryam Jafarkhani Kermani, Abdolreza Bagheri, Aliakbar Habashi, Hamid Abdollahi Pages 21-28
    Conventional methods of pear breeding, largely based on intra- and inter-specific hybridization, are difficult because pear is highly heterozygous, polygenic and has a long juvenile period. Genetic improvements of pear cultivars are possible through induction of mutations and gene transfer by genetic engineering. A general prerequisite for these approaches is to establish an efficient plant regeneration system. In the present study, the effect of two basal media (MS and NN) and different concentrations of TDZ (0, 2.5, 5, 7.5 μM) or BAP (0, 4, 8, 16 μM) in combination with NAA (1 μM) on direct shoot regeneration of two pear (Pyrus communis L.) genotypes 'Bartlett' and 'Dargazi' was investigated. The obtained results showed that 'Dargazi' had higher rates of shoot regeneration than 'Bartlett' and in both cultivars the highest percent of shoot regeneration was observed from lower sections of the leaves. Although the highest percent of shoot regeneration in 'Bartlett' (38%) was attained in the NN medium containing 2.5 µM TDZ and 1 µM NAA, the differences in shoot regeneration between this medium and the NN media containing 5 or 7.5 µM TDZ and 1 µM NAA were not significant. The highest percent of shoot regeneration in 'Dargazi' (56%) was obtained in NN medium containing 7.5 µm TDZ and 1 µm NAA. It can be concluded that genotypes, explant types and culture media composition could effect on direct shoot regeneration of pear.
    Keywords: direct shoot regeneration, pear, thidiazuron
  • Mehdi Arefrad, Nadali Babaian Jelodar*, Ghorbanali Nematzadeh, Mohammadreza Karimi, Seyedkamal Kazemitabar Pages 29-44
    Seed protein quality is an important topic in the production of soybean. The quality of soybean proteins is limited by anti-nutrient proteins and low levels of essential sulfur amino acids. In this study, protein content and solubility of six cultivars were evaluated and seed storage proteins were analyzed using SDS-PAGE and scanning densitometry. The results showed that seed storage protein bands were similar among soybean cultivars. However, concentration of β-conglycinin (7S), glycinin (11S) proteins and related subunits were statistically different among the soybean cultivars. According to the results of this study, 033 and DPX cultivars were characterized by high levels of protein content (42.45 %) and protein solubility (76.58 mg g-1) respectively. Two cultivars DPX and JK were also identified by high 11S/7S ratio (1.39 and 1.43 % respectively). Besides, the JK was considered by the lowest concentration of 7S protein (20.35 %). The results showed that a significant negative correlation existed between protein content and solubility (r= -0.66). A significant and moderate positive correlation was found between acidic and basic subunits with 11S protein (r= 0.72 and 0.47 respectively). The 11S and 7S proteins also showed positive and negative correlation with 11S/7S ratio (r= 0.70 and -0.85 respectively). On the other hand, acidic subunits were characterized by significant positive and negative relationship with 11S/7S ratio and some anti-nutrients protein respectively. Thereupon, these results suggested that the development of new genotypes of soybean with high level of acidic subunits of 11S protein can be notable in increasing seed storage protein quality in soybean breeding programs.
    Keywords: soybean, Seed storage proteins, β, conglycinin, Glycinin, Anti, nutrient proteins
  • Gholamhossein Hosseini* Pages 45-63
    A complete diallel cross of nine cotton genotypes (Gossypium hirsutum L. & Gossypium barbadense L.) viz Delinter, Sindose-80, Omoumi, Bulgare-539, Termez-14, Red leaf (Native species), B-557, Brown fiber and Siokra-324 having diverse genetic origins was conducted over two years to determine the potential for the improvement of yield, its components, oil and fiber quality traits by means of genetic analysis, combining ability, heritability and heterotic effects. The detailed studies were based on F1 generations where crossed seeds in the first year were used for F1 generation in the second year. The successful hybrids were recognized and distinguished by morphological markers such as flower color, spot position and their colors in petal, fiber color, seed linter, leaf color and their shapes. Analysis of variance for Simple Square Lattice Design (SSLD) showed highly significant differences (P ≤ 0.01) among various genotypes which allowed genetic analysis by Griffing, Hayman and Hayman-Jinks, method. Additive- dominance model and related correlation (Wr, Vr) were adequate for majority of the traits and partially adequate for some traits. Majority of the traits were influenced by non-additive gene action in F1 generation. These results are encouraging for practical improvement through hybrid breeding programs and the contributions of additive genes through selection method. Significant variation for general combining ability (GCA) effects, specific combining ability (SCA) effects (P ≤ 0.05) and high narrow sense heritability indicates the potential for improvement through selection. On the other hand, over-dominance gene action, low and moderate rate of narrow-sense heritability for some traits suggests that improvements should be made utilizing a combination and hybrid breeding approach.
    Keywords: cotton, Hybrid, Genetics
  • Namdar Moradi *, Hedieh Badakhshan, Hadi Mohammadzadeh, Mohammadreza Zakeri, Ghader Mirzaghaderi Pages 64-73
    Iron is one of the most important nutrients in the human diet. According to the high consumption of staple foods such as wheat, the deficiency of iron in these crops would lead to nutritional disorders and related complications. To identify microsatellite markers associated with wheat grain iron content,38Iranian prevalent wheat genotypes were assessed using 30 pairs of genomic and EST microsatellite markers. Based on field experiments, significant difference was observed among studied genotypes for grain iron content which ranged from 34-53 mg/Kg. in the molecular experiment, the range of alleles per SSR locus was 2-9 with a mean of 4.5 and the mean of polymorphism information content (PIC) was 0.55. The stepwise regression analysis has been used for estimating the relationship between microsatellite markers and grain iron content. The results indicated that Xwmc617 (4A, 4B, 4D), Xgwm160 (4A) and Xbarc146 (6D,6B,6A) were significantly correlated with wheat grain iron content. The results of this research can be used in further studies and marker assisted breeding of wheat to increase grain iron content.
    Keywords: micronutrient, microsatellite marker, stepwise regression, Wheat
  • Robabeh Mollaheydari Bafghi, Amin Baghizadeh *, Ghasem Mohammadi, Nejad, Babak Nakhoda Pages 74-89
    In this study, genetic diversity of 20 wheat genotypes was evaluated using 126 simple sequence repeats (SSR) alleles, covering all three wheat genomes. A total of 1557 allelic variants were detected for 126 SSR loci. The number of alleles per locus ranged from 4 to 19 and the allelic polymorphism information content (PIC) varied from 0.66 (Xgwm429) to 0.94 (Xgwm212 and Xgwm515). The high­est polymorphism was observed in Xgwm212 and Xgwm515 primerswith 19 alleles, while the lowest polymorphism belonged to Xgwm429 with 4 alleles. The highest number of alleles per locus was detected in the genome A with 594, compared to 552 and 411 for B and D genomes, respectively. Dendrogram was constructed using Dice similarity coefficient and UPGMA algorithm by NTSYSpc2.0 software and genotypes were grouped in to six clusters. The knowledge about the genetic relationships of genotypes provides useful information to address breeding programs and germplasm resource management. This study also confirms the usefulness of SSR markers to study wheat genetic diversity.
    Keywords: Genetic diversity, Microsatellite markers, Polymorphism, Wheat (Triticum aestivum L.)