فهرست مطالب

Plant Molecular Breeding - Volume:3 Issue: 1, Winter and Spring 2015

Journal of Plant Molecular Breeding
Volume:3 Issue: 1, Winter and Spring 2015

  • تاریخ انتشار: 1394/10/22
  • تعداد عناوین: 7
|
  • زینب محمدی، عاطفه صبوری*، صدیقه موسی نژاد صفحات 1-17
    تجزیه ارتباط به عنوان روشی برای تعیین نواحی ژنومی کنترل کننده صفات کمی و اقتصادی، نقش مهمی در اصلاح مولکولی گیاهان دارد. در پژوهش حاضر، شناسایی نشانگرهای مولکولی (هفت ترکیب آغازگری EcoRI/MseI) مرتبط با صفات تیپ آلودگی و درصد آلودگی با استفاده از 77 ژنوتیپ جو و نشانگرهای AFLP بررسی شد. در ارزیابی فنوتیپی، صفات تیپ آلودگی و درصد آلودگی به عنوان مهم ترین صفات مرتبط با مقاومت براساس مقیاس 9-0 بررسی شدند. هم چنین در این پژوهش تنوع ژنتیکی ژنوتیپ ها با استفاده از هفت ترکیب آغازگری بررسی شد. میانگین درصد چندشکلی و محتوای اطلاعات چندشکلی به ترتیب 37/92 درصد و 43/0 بود. بررسی کلی آمارهای تنوع ژنتیکی نشان داد که از بین هفت ترکیب آغازگری، سه ترکیبE90-M160، E100-M160 و E100-M150 نسبت به سایر ترکیبات مقادیر بالاتری را به خود اختصاص دادند و در حقیقت در تمایز ژنوتیپ ها نقش بارزتری ایفا نمودند. تجزیه ارتباط با استفاده از چهار مدل آماری GLM و MLM توسط نرم افزار TASSEL انجام شد. در مدل MLM کامل، 33 نشانگر ارتباط معنی داری در سطح احتمال پنج درصد با صفات ارزیابی شده نشان دادند و بالا ترین ضریب تبیین مربوط به نشانگر E80-M150-3 بود که 14 درصد از تغییرات شدت آلودگی را توجیه کرد. نشانگرهای E80-M150-3 و E80-M160-22 در سطح احتمال پنج درصد پیوسته به هر دو صفت شدت و تیپ آلودگی شناسایی شدند که می تواند بیانگر نقش موثر این ناحیه ژنومی در مقاومت به سفیدک پودری باشد. در صورت تایید نتایج مبنی بر تاثیر معنی دار این ناحیه ژنومی، این ناحیه می تواند کاندید مناسبی برای تبدیل به نشانگر اختصاصی SCAR باشد.
    کلیدواژگان: نشانگر AFLP، آنالیز همبستگی، جو، بیماری قارچی، سفیدک پودری
  • فرناز گودرزی، رضا درویش زاده*، عباس حسنی صفحات 18-34
    کرچک (Ricinus communis L.) یکی از قدیمی ترین گیاهان دارویی روغنی در جهان است. این گیاه به طور گسترده در قسمت های مختلف ایران پراکنده شده است. در مطالعه حاضر تنوع ژنتیکی در بین و درون 12 توده کرچک جمع آوری شده از 7 ناحیه کشور با استفاده از نشانگرهای بین ریزماهواره ای ارزیابی شد. در کل با 16 آغازگر ISSR تعداد 166 مکان تکثیر شد که از آنها 116 مکان (89/69 درصد) پلی مورف بودند که نشان دهنده تنوع ژنتیکی بالا در ژرم پلاسم کرچک است. در توده «29-80» یک نوار ISSR«ویژه ی توده» شناسایی شد. فاصله ژنتیکی بین توده ها در دامنه بین 2/0 تا 056/0 متغیر بود. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد 80 درصد از واریانس کل مربوط به درون توده ها و 20 درصد مربوط به بین آنهاست. بر اساس روش بیزی 60 ژنوتیپ متعلق به 12 توده در 6 زیر گروه قرار گرفتند. در تجزیه کلاستر با روش UPGMA بر اساس فاصله ژنتیکی Nei تعداد 12 توده مورد مطالعه در 4 زیر گروه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که ارتباطی بین الگوی ISSR و منشاء جغرافیایی توده ها وجود ندارد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که تکنیک ISSR یک ابزار مفید برای مطالعه تنوع ژنتیکی در ژرم پلاسم کرچک است.
    کلیدواژگان: تجزیه کلاستر به روش بیزی، تنوع ژنتیکی، ISSR، Ricinus communis
  • هاجر عابدین پور*، نادعلی باباییان جلودار، غلامعلی رنجبر، بهروز گلعین صفحات 35-49
    داشتن اطلاعات در مورد روابط ژنتیکی در میان ارقام برای توسعه استراتژی های اصلاحی به منظور تولید ارقام اصلاح شده ضروری است. در این پژوهش، تنوع ژنتیکی و روابط خویشاوندی بین 29 ژنوتیپ مرکبات با استفاده از نشانگر مورفولوژیکی و مولکولی RAPD مورد بررسی قرار گرفت. تنوع قابل ملاحظه ای در بین ژنوتیپ های مرکبات با استفاده از 61 صفت کمی و کیفی بدست آمده از برگ، میوه و بذر مشاهد شد. همچنین نشانگر RAPD چند شکلی بالایی (82/91 درصد) را نشان داد. تشابه بین ژنوتیپ ها در محدوده بین 14/0 تا 97/0 با میانگین 62/0 بود. هم نشانگر مورفولوژیکی و هم نشانگر مولکولی تنوع بالایی را در بین ژنوتیپ های مورد مطالعه نشان دادند. در پژوهش حاضر، ژنوتیپ های نارنگی و پوملو به عنوان گونه های حقیقی مرکبات در خوشه های مجزا قرار گرفتند. نتایج پژوهش حاضر بیانگر آن است که هر دو نشانگر دارای پتانسیل بالقوه ای در تعیین تنوع و روابط ژنتیکی ژنوتیپ های مرکبات می باشند و می توانند در برنامه های اصلاحی مرکبات استفاده گردند.
    کلیدواژگان: مرکبات، تجزیه خوشه ای، تنوع ژنتیکی، نشانگر مولکولی
  • مهدی یونسی حمزه خانلو، علی ایزدی دربندی*، محمد علی ملبوبی، محسن ابراهیمی صفحات 50-60
    باززایی از طریق گره لپه ای منجر به یک سیستم باززایی مستقیم سریع در گیاهان شده است که نیاز به زمان کمتری داشته و یک روش موثر می باشد. در این تحقیق پروتوکل باززایی اندام هوایی با استفاده از ریزنمونه گره لپه ای به عنوان پروتوکل سریع و کارآمد برای دو رقم تجاری و یک لاین جهش یافته سویا ارزیابی گردید. ریزنمونه های گره لپه ای از گیاهچه های 7روزه به دست آمدند که در شرایط درون شیشه ای رشد یافته بودند. بعد از 28 روز، درصد باززایی و بعد از 42 روز، سطح باززایی محاسبه شد. نتایج نشان داد که درصد باززایی و سطح باززایی لاین جهش یافته به طور معنی داری بیشتر از دو رقم تجاری سویا، L17 و ویلیامز می باشد. بعد از القای شاخه زایی، گیاهان به محیط طویل شدن شاخه و در ادامه آنها به محیط القای ریشه منتقل شدند. نتایج نشان داد که درصد ریشه زایی به طور معنی داری تحت تاثیر ژنوتیپ قرار نمی گیرد. در آزمایش جداگانه دیگری برای آزمون حساسیت شاخه های باززا شده به کانامایسین، مشخص گردید که غلظت 150 میلی گرم در لیتر کانامایسین برای شاخه های باززا شده از ریزنمونه گره لپه ای کشنده می باشد. نتایج نشان داد که کارایی باززایی لاین جهش یافته به طور معنی داری بیشتر از دو رقم تجاری دیگر می باشد. حساسیت به کانامایسین شاخه های باززا شده نشان داد که غلظت های بالای 150 میلی گرم در لیتر کانامایسین می تواند به عنوان عامل انتخابی در تراریزش لاین جهش یافته و دو رقم تجاری دیگر استفاده شود.
    کلیدواژگان: گره لپه ای، جهش یافته، باززایی، سویا
  • محبوبه داوودی پهنه کلایی، لیلا سمیعی*، علی تهرانی فر، محمود شور صفحات 61-71
    نسترن وحشی (Rosa canina L.) یکی از گیاهی زینتی و دارویی با اهمیت است که به عنوان پایه برای اکثر رزهای زینتی نظیر رزهای هیبرید و رزهای خوشه ایمورد استفاده قرار می گیرد. تکثیر درون شیشه ای رز نقش بسیار مهمی در تکثیر سریع گونه هایی با خصوصیات مطلوب و تولید گیاهان سالم و عاری از بیماری دارد. در این تحقیق ریزازدیادی گونه نسترن وحشی با استفاده از ریزنمونه گره در غلظت های مختلف تنظیم کننده های رشد در مرحله پرآوری شامل ترکیبات بنزیل آمینو پورین (0، 5/0، 1، 5/1 و 2 میلی گرم در لیتر)، جیبرلیک اسید (0 و 5/0 میلی گرم در لیتر) و نفتالین استیک اسید (0 و 5/0 میلی گرم در لیتر) در دو محیط کشت موراشی و اسکوگ (MS) و وندر سالم (VS)و در مرحله ریشه زایی شامل دو تنظیم کننده نفتالین استیک اسید و ایندول بوتیریک اسید (0، 3/0، 6/0 و 9/0 میلی گرم در لیتر) در دو محیط کشت VS و 1⁄2 VS در شرایط درون شیشه ای مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین پرآوری شاخه در محیط کشت VS و در غلظت 2 میلی گرم در لیتر BAP بدست آمد. علاوه بر این، بیشترین القای ریشه زایی در محیط 1⁄2 VS و در غلظت 9/0 تا 6/0 میلی گرم در لیتر IBA یا NAA بدست آمد. تحقیق حاضر پروتوکل تکثیری بهینه برای گونه نسترن وحشی را ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: ریزازدیادی، گیاهان بومی، تنظیم کننده های رشد، نسترن وحشی (Rosa canina L، )
  • آزاده محسنی*، قربانعلی نعمت زاده، علی دهستانی، بهزاد شاهین، الهام سلیمانی صفحات 72-80
    گیاهان به طور طبیعی در معرض تغییرات محیطی بسیاری از جمله شوری هستند که رشد و نمو آنها را تحت تاثیر قرار داده و سبب کاهش قابل توجهی در میزان محصولات خواهد شد. مونودهیدرو آسکوربات ردوکتاز (MDHAR)، یکی از آنزیم های کلیدی در چرخه ی گلوتاتیون-آسکوربات است که نقش مهمی را به عنوان آنزیم های آنتی اکسیدان در پاکسازی گونه های فعال اکسیژن (ROS) بر عهده دارد. در این مطالعه، ژن MDHAR از گیاه آلوروپوس لیتورالیس با پرایمرهای اختصاصی با روش RT-PCR جدا شده و تغییرات بیان آن در شرایط شوری با غلظت های 0، 150، 300، 450 و 600 میلی مولار NaCl از طریق Real-Time مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که MDHAR از 1436 جفت باز بدون اینترون تشکیل شده است و بیشترین شباهت را با گیاه سورگم نشان داده است. مطالعات بیانی ژن MDHAR نیز حاکی از آن بود که بیان این ژن هم در شاخساره و هم در ریشه تنها در غلظت 300 میلی مولار به ترتیب به میزان 3/1 و 4/1 برابر نسبت به گیاه کنترل افزایش یافته است و در غلظت های بالاتر افزایش بیانی مشاهده نشد. از نتایج به دست آمده می توان نتیجه گرفت که بیان ژن مذکور در غلظت های بالاتر از 300 میلی مولار کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: آلوروپوس لیتورالیس، چرخه ی آسکوربات، گلوتاتیون، مونودهیدروآسکوربات رداکتاز، Real، Time PCR، گونه های اکسیژن فعال
  • بهزاد شاهین کلیبر*، سارا کبیرنتاج، قربانعلی نعمت زاده، سیدکمال کاظمی تبار، سیده مونا سلیم بهرامی صفحات 81-91
    برنج به عنوان یکی از مهمترین محصولات کشاورزی دارای پتانسیلی بالقوه جهت مبارزه با فقر و تامین امنیت غذایی در جهان است. در این مطالعه به منظور بدست آوردن اطلاعات پایه در برنامه های اصلاحی برنج از مارکر Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) برای انگشت نگاری و تعیین روابط خویشاوندی بین 32 رقم برنج استفاده شد. از میان 17 پرایمر استفاده شده 12 پرایمر، 184 قطعه ی مجزا و تکرارپذیر با پلیمرفیسم 88% را تکثیر کردند و از این بین 29 لوکوس که دارای بیشترین میزان پلیمرفیسم بودند جهت انگشت نگاری ارقام انتخاب شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که میزان شباهت ارقام مابین 39% -88.4% و مقدار PIC با میانگین 23% مابین 0.1 (برای پرایمر 3#) تا 0.34 (برای پرایمر 2#) متغیر است. خوشه بندی براساس ضریب Jaccard و الگوریتم UPGMA ارقام را به شش گروه در نقطه ی برش 64% تقسیم کرد که دو رقم ایتالیایی Ribe و Roma کمترین فاصله ی ژنتیکی و ارقام Vialonenano و Anbar Bou بیشترین فاصله ی ژنتیکی را نسبت به یکدیگر نشان دادند. در کل بررسی روابط ژنتیکی با استفاده از مارکر ISSR تنوع بالایی میان ارقام مورد مطالعه نشان داد و پرایمرهای واجد تکرارهای GA بیشترین تعداد باندهای حاصل از تکثیر لوکوس ها را به خود اختصاص دادند که بیانگر فراوانی موتیفی بیشتر این تکرارها در ژنوم گیاه برنج است. نتایج بدست آمده از ماتریکس تشابه و آنالیز خوشه اینشان داد که که رقم عنبربو دارای بیشترین فاصله ی ژنتیکی در مقایسه با سایر ارقام مورد بررسی است و می تواند به عنوان والد در برنامه های اصلاحی مورد استفاده قرار گیرد. نتایج بدست آمده از این تحقیق می تواند به عنوان مارکری ژنتیکی جهت شناسایی ارقام برنج و منبعی برای تحقیقات آینده با هدف بهبود و اصلاح ارقام برنج باشد.
    کلیدواژگان: دندروگرام، شباهت ژنتیکی، آنالیز ژنوم، مارکر مبتنی بر PCR، چند شکلی
|
  • Zeinab Mohammadi, Atefeh Sabouri *, Sedigheh Mousanejad Pages 1-17
    Association analysis is a useful method for evaluation of significant association between molecular marker and phenotype of trait. This study was performed to evaluate association between traits related with powdery mildew resistance and molecular markers. This investigation was performed using 77 barley genotypes and AFLP markers. In phenotypic evaluation, reaction of seedlings to powdery mildew was evaluated and the infection type and intensity were assessed based on 0-9 scale as the most important traits associated with resistance. Also in this study, the genetic diversity of genotypes was evaluated using seven combination primers EcoRI/MseI. The average percentages of polymorphism and polymorphic information content were 92.37% and 0.43, respectively. General evaluation of the statistics of genetic diversity showed that among seven primer combinations, three combinations of E90-M160, E100-M160, and E100-M150 were higher value than others and had a more obvious effect in the detection and separation of barley genotypes. Association analysis was performed using four statistical models of GLM and MLM applying TASSEL software. In the complete MLM model, 33 markers showed significant association in the 5 percent probability level with traits and the highest coefficient of determination was related to marker E80-M150-3 that explained 14% of variations of infection intensity. E80-M510-3 and E80-M160-22 markers were showed significant association (pr<0.05) with both characteristic the severity and type of infection that can represent the effective role of this genomic region in resistance to powdery mildew. If the results are confirmed, it can be a suitable candidate for conversion to SCAR specific marker.
    Keywords: AFLP marker, Association analysis, Barley, Fungal disease, Powdery mildew
  • Farnaz Goodarzi, Reza Darvishzadeh*, Abbas Hassani Pages 18-34
    Castor (Ricinus communis L.) is one of the most ancient medicinal oil crops in the world. It has been vastly distributed in different parts of Iran. In the present study, the inter simple sequence repeat (ISSR) markers were used to evaluate the molecular genetic diversity among and within 12 castor accessions collected from 7 regions of Iran. Totally, 16 ISSR primers amplified 166 loci, of which 116 loci (69.89 %) were polymorph, indicating high genetic variability in castor germplasm. An accession-specific ISSR band was detected in ‘80-29’accession. Genetic distance among accessions ranged from 0.2 to 0.056. Analysis of molecular variance revealed a higher level of genetic variation within (80%) than between (20%) accessions. A model-based Bayesian approach subdivided 60 genotypes from 12 accessions into 6 subgroups. UPGMA dendrogram based on Nei’s genetic distance classified 12 accessions into 4 groups. The result indicates that there was no association between geographical origin and ISSR patterns. The results suggest that ISSR technique is a useful tool for studying genetic diversity in castor germplasm.
    Keywords: Bayesian clustering, Genetic diversity, ISSR, Ricinus communis
  • Hajar Abedinpour*, Nad Ali Babaeian Jelodar, Gholam Ali Ranjbar, Behrouz Golein Pages 35-49
    Having knowledge about genetic relationships among accessions is necessary for developing breeding strategies to produce improved cultivars. In present study, genetic diversity and inter-relationship among 29 genotypes of citrus were comparatively analyzed using morphological and RAPD markers. Significant variability was observed among citrus genotypes for 61 quantitative and qualitative morphological characters of leaves, fruits and seeds. Furthermore, the RAPD markers revealed a high polymorphism rate (91.82 %). A pair-wise similarity value between genotypes ranged from 0.14 to 0.97 with average of 0.62. Both morphological and molecular analysis indicated a high degree of variation among studied genotypes. In current research, genotypes “pummelo” and “mandarin” were confirmed as true species of citrus in distinct cluster. Results of present study proved that both of morphological and molecular markers are potential tools for determining genetic diversities and genetic relationships of citrus genotypes and can be used in citrus breeding programs.
    Keywords: Citrus, Cluster analysis, Genetic variability, Molecular markers
  • Mehdi Younessi, Hamzekhanlu, Ali Izadi Darbandi*, Mohammad Ali Malboubi, Mohsen Ebrahimi Pages 50-60
    Direct regenerations by using mature cotyledonary node as a explants has been shown to be time-saving and convenient strategy for micropropagation of soybean. So we have evaluated regeneration protocol through single shoot using cotyledonary node as a rapid and efficient protocol for two soybean cultivars and one mutant line. Cotyledonary nodes explants obtained from 7-days-old in vitro seedlings. After 28 days, the percent of regeneration and after 42 days, regeneration area were calculated. The results showed that percent of regeneration and regeneration area of mutant line was significantly more than two cultivars, L17 and Williams. After shoot induction, plants were transferred to shoot elongation medium followed by transferring plants to rooting medium. The results showed that the percent of rooting was not significantly affected by genotypes. In another experiment to test kanamycin sensitivity of regenerated shoots, it was found that kanamaycin with 150 mg/L concentration is lethal for regeneration of soybean shoots from cotyledonary node explants. The results showed that regeneration efficiency of mutant line was significantly more than two other cultivars. Kanamaycin sensitivity of regenerated shoots showed that kanamycin at 150 mg/L or above can be used as a selective agent for all three tested cultivars transformation.
    Keywords: cotyledonary node, mutant, Regeneration, soybean
  • Mahboubeh Davoudi Pahnekolayi, Leila Samiei *, Ali Tehranifar, Mahmoud Shoor Pages 61-71
    Dog rose (Rosa canina L.) is one of the most important ornamental and medicinal plants which are used as a rootstock for ornamental roses such as Rosa hybrid and Rosa floribunda. In vitro propagation of rose has a very important role in rapid multiplication of species with desirable traits and in production of healthy and disease-free plants. Micropropagation of Rosa canina L. was revised, using its nodal segments under different combinations of BAP (0, 0.5, 1, 1.5 and 2 mgl⁻1), GA3 (0 and 0.5 mgl⁻1) and NAA (0 and 0.5 mgl⁻1) on Murashige and Skoog (MS) and Van der Salm medium (VS) in proliferation stage and using different combinations of NAA and IBA (0, 0.3, 0.6 and 0.9 mgl⁻1) and ½ VS medium in rooting stage. The highest shoot proliferation was obtained on VS medium containing 2 mgl⁻1 BAP. Furthermore, the highest root induction obtained in ½ VS containing 0.6– 0.9 mgl⁻1 of NAA or IBA. The present study presents an in vitro protocol for R. canina.
    Keywords: Micropropagation, native plants, Plant growth regulators (PGRs), Rosa canina L
  • Azadeh Mohseni *, Ghorban Ali Nematzadeh, Ali Dehestani, Behzad Shahin, Elham Soleimani Pages 72-80
    Plants are naturally exposed to frequent changes in environmental conditions such as salt stress affecting their growth and development, and consequently a considerable reduction in total productivity. Monodehydroascorbate reductase (MDHAR), a key enzyme in ascorbate-glutathione cycle, serves as an important antioxidative enzyme in scavenging of reactive oxygen spices (ROS). In this study, MDHAR gene from Aeluropus littoralis was isolated using specific primers by RT-PCR and its expression variation was investigated at 0, 150, 300, 450 and 600 mM of NaCl through Real-time PCR. The results indicated that A. littoralis MDHAR gene compromised 1436 bp without any introns, showing a high similarity with Sorghum bicolor. The only alteration of MDHAR expression was observed at 300 mM NaCl, i.e. cytosolic MDHAR in both shoot and root was increased 1.3 and 1.4 fold compared to control samples. It could be concluded that accumulation of MDHAR reduces at Nacl concentrations higher than 300 mM.
    Keywords: Aeluropus littoralis, Ascorbate, glutathione cycle, MDHAR, Real, time PCR, ROS
  • Behzad Shahin Kaleybar *, Sara Kabirnattaj, Ghorban Ali Nematzadeh, Seyyed Kamal Kazemitabar, Seyede Mona Salim Bahrami Pages 81-91
    Rice as one of the most important agricultural crops has a putative potential for ensuring food security and addressing poverty in the world. In the present study, in order to provide basic information to improve rice through breeding programs, Inter Simple Sequence Repeat marker (ISSR) was used For DNA fingerprinting and finding genetic relationships among 32 different cultivars. In this study, 12 out of 17 used primers amplified 184 distinct and reproducible fragments with high value of polymorphism (88%). also, for fingerprinting the cultivars 29 loci were used that generated high polymorphic bands among the cultivars. Results indicated that similarity index varied between 39% and 88.4 %, furthermore, PIC value with an average of 23% ranged between 0.1 (for primer #3) to 0.34 (for primer #2). Clustering based on Jaccard coefficient similarity index and UPGMA algorithm divided the cultivars into 6 main sub-clusters in cut-off point of 64% similarity index. The two Italian rice cultivars ‘Ribe’ and ‘Roma’ were the closest cultivars in addition, ‘Vialone nano’ and ‘Anbarbu’ showed the highest dissimilarity. In total, high genetic divergence was observed among the cultivars also, poly (GA)-containing 3-anchored primers amplified the highest number of bands. According to similarity and cluster analysis, it could be inferred that crosses involving Anbarbu cultivar are the most promising ones to improve rice through breeding programs. In fact, results of this study would be promising as a genetic marker for the identification of rice cultivars and an important source of knowledge for subsequent rice researches.
    Keywords: Dendrogram, Genetic Similarities, Genome analysis, PCR based Marker, Polymorphism