فهرست مطالب

Plant Molecular Breeding - Volume:4 Issue: 1, Winter and Spring 2016

Journal of Plant Molecular Breeding
Volume:4 Issue: 1, Winter and Spring 2016

  • تاریخ انتشار: 1395/04/26
  • تعداد عناوین: 7
|
  • نیر محمدخانی*، رضا حیدری، ناصر عباسپور، فاطمه رحمانی صفحات 1-9
    اطلاعات مولکولی انباشتگی K+ در انگور مورد نیاز است، تحت شوری ناقلین پتاسیمی به وسیله Na+ در انگور مهار می شوند. هدف این مطالعه بررسی اثرات شوری بر بیان ژن های ناقلین K+ در شرایط شوری در انگور بود. بر اساس مطالعه غربالگری ما روی 18 ژنوتیپ انگور«H6» و «قره شانی» (متحمل) و «شیرازی» و «قزل اوزوم» (حساس) انتخاب شدند. گیاهان با mM NaCl 50 به عنوان یک غلظت بحرانی که برای گیاهان انگور کشنده نیست، تیمار شدند. به طور جالبی بیان ژن های VvKUP1، VvKUP2 و VvK1.1 در برگ های ژنوتیپ های حساس بیشتر از متحمل بود. همچنین بیان ژن هایVvKUP1 و VvKUP2 در برگ ژنویپ های حساس مشابه بود. همبستگی مثبت معنی داری(P<0.05) بین بیان ناقلین K+و انباشتگی Na+ در برگ های ژنوتیپ های حساس وجود داشت. یافته های ما یک ارتباط قوی بین انباشتگی نسخه های خاص و درجه تحمل به تنش نشان داد.
    کلیدواژگان: ناقلین پتاسیمی، تنش شوری، Viti
  • مصطفی حق پناه*، سیدکمال کاظمی تبار، سیدحمیدرضا هاشمی، سید محمد علوی صفحات 10-16
    گزنه (Urtica dioica L.) یکی از گیاهان مهم دارویی بوده که بطور گسترده در استان مازندران (شمال ایران) می روید. در مطالعه انجام شده برای اولین بار از نشانگر AFLP و ISSR به منظور مطالعه چندشکلی ژنتیکی گیاه گزنه استان مازندران استفاده شد. از ده آغازگر AFLP و هفده آغازگر ISSR در این تحقیق استفاده گردید. از مجموع 830 باند قابل امتیازدهی نشانگر AFLP حدود 21/90 درصد چند شکل بودند. نشانگر ISSR 234 باند تولید کرد که 181 باند (3/77 درصد) آن چند شکل بودند. میانگین هتروزیگوسیتی نشانگرهای AFLP و ISSR به ترتیب 25/0 و 23/0 مشاهده شد. شاخص نشانگر بدست آمده 25/22 برای AFLP و 57/15 برای ISSR محاسبه شد. تعداد خوشه های حاصله در هر دو نشانگر برابر بود، اما محل قرار گیری افراد درون خوشه ها متفاوت بود. در مجموع مقایسه این دونشانگر نشان داد که نشانگر AFLP ابزار مناسب تری برای بررسی تنوع U. dioica می باشد.
    کلیدواژگان: گیاه دارویی، نشانگرهای مولکولی، تنوع ژنتیکی
  • مهرشاد زین العابدینی*، پرستو مجیدیان، جلیل دژم پور، مطهره خاکزاد، مریم فارسی صفحات 17-25
    دورگه های پرونوس نقش مهمی را در باغبانی مدرن و باغداری تجاری به دلیل سازگاری بالای ارقام دورگه به تنش های زیستی و غیر زیستی ایفاء می کنند. در این مطالعه، 30 دورگه پرونوس با استفاده از 25 نشانگر ریزماهواره جهت تعیین شناسنامه ژنتیکی و بررسی روابط ژنتیکی مورد مطالعه قرار گرفتند. بر اساس نتایج بدست آمده، 17 نشانگر ریزماهواره قدرت بالائی را جهت تمایز نمونه ها بر اساس شناسنامه های مولکولی منحصر به فرد خود نشان دادند. نمونه ها با کد های شناسائی مشابه نظیر (HS-401/HS-402/HS-403)، (HS811/HS507/HS737/GF677)، (HS126/HS-202)، (HS802/HS602) و (HS522/HS003/HS302) به عنوان درخت هائی که به طور اشتباه نام گذاری شده اند، شناسائی شدند. داده های حاصل از آنالیز RB نشان داد که نمونه ها در 6 گروه دسته بندی شدند. بزرگترین گروه شامل 9 ژنوتیپ (APPL، APU2 و APPU3) و دومین گروه بزرگ شامل 8 ژنوتیپ (AM، APL، APU1 ، APU3 و APH10) بود. دورگه های APH در گروه های 2، 3 و 6 قرار گرفتند و دورگه های APPU تنها در گروه 1 جای گرفتند. بیشترین و کمترین میزان متوسط شباهت داخلی به ترتیب برابر با 973/0 و 924/0 مربوط به گروه های 6 و 3 بود. کمترین میزان متوسط شباهت خارجی در گروه 1 و 6 به ترتیب به میزان 664/0 و 638/0 دیده شد که بیانگر بیشترین فاصله ژنتیکی در میان نمونه ها گزارش شد. بنابراین، از نتایج بدست آمده از پژوهش حاضر می توان به عنوان یک منبع جهت مطالعات اصلاحی بعدی و کشت و کار دورگه های امید بخش در آینده ای نزدیک استفاده کرد.
    کلیدواژگان: دورگه امید بخش پرونوس، شناسنامه ژنتیکی، ریزماهواره
  • علی اعلمی*، محمد علیزاده، رضا شیرزادیان خرم آباد، علی اکبر عبادی، حیدر عزیزی صفحات 26-34
    شناسایی مکان های ژنومی دخیل در کنترل صفات کمی در اصلاح مولکولی گیاهان روز به روز در کانون توجه بیشتری قرار می گیرند. مطالعه حاضر به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی بین 48 ژنوتیپ برنج و تعیین مناطق ژنومی مرتبط با 10 صفت مهم مربوط به دانه انجام گرفت. در کل تعداد 63 آلل با استفاده از 18 نشانگر SSR انتخاب شده از کروموزوم های مختلف با میانگین 5/3 آلل برای هر نشانگر آشکارسازی شد. روش مبتنی بر مدل بیزین با در نظر گرفتن حداکثر مقدار ΔK، 48 ژنوتیپ مورد ارزیابی را در سه زیر گروه اصلی تقسیم بندی کرد. میانگین مقدار r2 برای کلیه جفت مکان های روی کروموزوم های مشابه، 053/0 بود. در کل 38 ارتباط نشانگر-صفت معنی دار (P< 0.05) شناسایی شد که بیشتر از 32 درصد کل تغییرات را توجیه نمودند. نشانگرهای RM315، RM3428، RM289، RM16، RM574 و RM156 به ترتیب دارای بیشترین مقدار R2 و بنابراین مرتبط ترین نشانگرها با صفات مورد ارزیابی بودند. یافته های حاصل از این مطالعه ارتباط خصوصیات دانه در برنج را با برخی از نشانگرهای SSR آشکار نمود که می توانند به عنوان مکان های ژنومی هدف برای تحقیقات بیشتر مانند گزینش به کمک نشانگر، نقشه یابی دقیق و کشف ژن های کاندید در برنامه های اصلاح برنج بکار گرفته شوند.
    کلیدواژگان: تجزیه ارتباطی، عدم تعادل پیوستگی، برنج، SSR
  • جیتین توماس*، ومپالا دومینیک صفحات 35-42
    برنج (Oryza sativa L.) یکی از مهمترین گیاهان زراعی است که حدود سه میلیارد نفر از جمعیت دنیا برای زنده ماندن به ان وابسته بوده و80 درصد انرژی مورد نیاز روزانه در اکثر کشور های آسیایی از آن تامین می شود. اگاهی از نحوه توزیع گسترده و الگوی تغییرات ژنتیکی برای تخمین هر نقصان احتمالی تنوع ژنتیکی و نقش ان در برنامه های اصلاحی سودمند می باشد. در تحقیق حاضر تنوع ژنتیکی میان 25 جمعیت برنج ساحلی پنج منطقه از کرالا (در جنوب هند ) با استفاده از 18 مارکر ریزماهواره مورد ارزیابی قرار گرفته است. میانگین مقدار PIC برابر با 37/0 و میانگین 5/3 آلل برای هر جایگاه مشاهده شد. میانگین مقدار هتروزیگوسیتی برابر با 29/0 و ارزش تنوع ژنی 41/0 بدست آمد. تجزیه تحلیل اختلاف مولکولی (AMOVA) نشان داد که تفاوت ژنتیکی در سطح p<0.001 معنی دار بوده و مقدار شاخص FST برابر با 035/0 می باشد. از مجموع تنوع، 76/57 درصد در میان افراد و 71/38 درصد بین جمعیت ها مشاهده گردید. اطلاعات بدست آمده نشان دهنده میزان تنوع ژنتیکی در این ارقام متحمل به نمک و روابط خویشاوندی ژنتیکی میان ژنوتیپ ها می باشد. برای طراحی برنامه های اصلاحی موثر ضروری بوده و برای دستیابی به اهدافی مانند اصلاح برای افزایش عملکرد، تطبیق پذیری گسترده تر، کیفیت مطلوب تر و مقاومت به آفات و بیماری ها می توان از آنها استفاده کرد.
    کلیدواژگان: AMOVA، تنوع ژنتیکی، هتروزیگوسیتی، مارکرهای ریز ماهواره
  • محرمعلی دلیجم، قاسمعلی گروسی*، اسمعیل نظامی آلانق، رامین حسینی صفحات 43-54
    در این پژوهش یک دستورالعمل کاربردی برای ریزازدیادی پایه رویشی پسته قزوینی cv. Ghazvini Pistacia vera ، یکی از پایه های مهم رویشی در باغ های پسته ایران، توسعه داده شد. در این مطالعه، تاثیر محیط کشت جدید GNH (Garoosi, Nezami and Hadda ) در مقابل برخی محیط کشت های استاندارد مورد بررسی قرار گرفت. منابع مختلف ویتامین، کلسیم و تنظیم کننده های رشدی گیاهی در ساقه زایی و القای ریشه در شرایط درون شیشه آزمایش گردید. نتایج نشان داد که استفاده از محیط کشت GNH به عنوان محیط-کشت پایه، منجر به افزایش معنی دار میانگین ساقه زایی (25/0 ± 25/4) و میزان پرآوری (19/9 ± 87/69) در مقایسه با محیط-کشت های استاندارد مثل محیط کشت های Murashige and Skoog (MS)، Juglans (DKW) و McCown Woody Plant Medium(WPM) گردید. مناسب ترین غلظت منابع کلسیم و ویتامین جهت ساقه زایی 3/0 میلی مولار کلسیم گلوکونات و ویتامین-های محیط کشت DKW بود که اختلاف معنی داری با تیمارهای شاهد داشت. مناسب ترین تنظیم کننده های رشدی گیاهی و بهترین غلظت آن ها ترکیبی از 5/0 یا 1/0 میلی گرم بر لیتر BAP و 1/0 میلی گرم بر لیتر IBA بودند. زمانیکه 3/0 میلی مولار کلسیم گلوکونات یا Fe-EDDHA ( دارای 2/0 میلی مولارFe) داخل محیط کشت GNH حاوی 2/0 میلی گرم بر لیتر نفتالن استیک اسید (NAA) افزوده شد، بیشترین میزان ریشه زایی حاصل گردید. در نهایت، حدود 70 درصد گیاهچه ها برای سازگاری در گلخانه مورد مطالعه قرار گرفتند. بر اساس نتایج، محیط کشت GNH (حاوی کلسیم گلوکونات و ویتامین های محیط کشت DKW)، به عنوان محیط کشت قابل توجه واختصاصی برای ریزازدیادی سریع Pistacia vera cv. Ghazvini پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: ریزازدیادی، Pistacia vera، Ghazvini، محیط کشت GNH، ریزمغذی ها، ویتامین ها، کلسیم گلوکونات
  • مهدی یونسی، حمزه خانلو، علی ایزدی دربندی*، محسن ابراهیمی، محمد علی ملبوبی صفحات 55-69
    تنش کمبود فسفر به عنوان فاکتور محدود کننده کلیدی رشد و تولید گیاهان در اغلب خاک های کشاورزی متداول می باشد. اغلب فسفات به کار برده شده در خاک به سرعت تثبیت شده و اغلب کودهای فسفاته که سالانه به زمین های زراعی اضافه می شود توسط فرآیندهایی مانند جذب سطحی، رسوب و ترانسفورماسیون به شکل آلی تثبیت می شود. به هر حال کاربرد بیش از حد فسفر می تواند توسط غنی سازی آب های زیر زمینی با عناصر غذایی منجر به آلودگی منابع آبی شود که باعث به وجود آمدن پدیده یوتریفیکاسیون می شود. بنابراین درک مکانیسم هایی که توسط گیاهان برای مقابله با تنش کمبود فسفر استفاده می شود، می تواند برای توسعه برنامه-های مناسب مهندسی ژنتیک و به نژادی گیاهان با بهبود کارایی فسفر کمک کند. برای مقابله با کمبود فسفر و حفظ همئوستازی فسفات، گیاهان مکانیسم های سازگاری متفاوتی را توسعه داده اند که از جمله می توان به تغییر در مورفولوژی ریشه، بازیافت فسفات معدنی و القای اسید فسفاتازها اشاره کرد. برای تثبیت این استراتژی ها، ژن های متعددی در مسیرهای متابولیسمی جایگزین درگیر می باشند که توسط شبکه های پیچیده پیام رسان فسفر تنظیم می شوند. در این مقاله، ما می خواهیم پیشرفت های اخیر در تحقیقات مربوط به مکانیسم های گیاهان با بهبود کارایی فسفر و استراتژهای اصلاحی آنها را جمع بندی کنیم که تاکید مخصوصی روی نقش اسید فسفاتاز و معماری ریشه در پاسخ به کمبود فسفر خواهیم داشت.
    کلیدواژگان: شرایط کمبود فسفر، معماری سیستم ریشه، فعالیت اسید فسفاتاز، گیاهان با کارایی موثر P، جذب Pi
|
  • Nayer Mohammadkhani*, Reza Heidari, Nasser Abbaspour, Fatemeh Rahmani Pages 1-9
    Molecular information of K accumulation in grapes is strongly required. Under salinity condition potassium transporters are inhibited by Na. The aim of this study was to investigate the effects of salinity on the expression of K transporter genes in grape. Based on the previous screening study on 18 grape genotypes, ‘H6’ and ‘Gharashani’ (tolerant) and ‘Shirazi’ and ‘GhezelUzum’ (sensitive) were selected. Plants were treated with 50 mM NaCl as a critical concentration that was not lethal for grapevine plants. Interestingly, the expression of VvKUP1, VvKUP2 and VvK1.1 genes highly increased in leaves of sensitive genotypes compared to tolerant ones. Also the expression of VvKUP1 and VvKUP2 genes were similar in the leaves of sensitive genotypes. There was a significant positive correlation (P
    Keywords: Gene expression, Potassium transporters, Salt stress, Vitis
  • Mostafa Haghpanah*, Seyed Kamal Kazemitabar, Seyed Hamidreza Hashemi, Seyed Mohammad Alavi Pages 10-16
    Urtica dioica is an important medicinal plant which is widely distributed in Mazandaran province (North of Iran). In this study for the first time Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) and Inter-simple Sequence Repeat (ISSR) markers were used for detection of genetic polymorphism in Mazandaran nettle. Ten AFLP primer combinations and seventeen ISSR markers were utilized. AFLP produced 830 scorable bands out of which 90.21% were polymorphic. ISSR primers amplified 234 bands, 181 being polymorphic (77.3%). Average heterozygosity for AFLP and ISSR markers were 0.25, 0.23 respectively. Marker Index obtains 22.25 for AFLP and 15.57 for ISSR. The number of cluster computed was same for both molecular makers but location of samples in branch were different. The total compare of these two marker systems shown AFLP marker was a useful tool for detection of U. dioica’sgenetic diversity. This plant is very variable and is genetically distinct in east, west and north of Mazandaran.
    Keywords: medicinal plant, molecular markers, genetic variation
  • Mehrshad Zeinalabedini *, Parastoo Majidian, Jalil Dezhampour, Motahareh Khakzad, Maryam Farsi Pages 17-25
    Prunus rootstocks play an important role in modern horticulture and commercial orchards owing to their responsibility for a wide range of characters from compatibility with cultivars to adaptation to biotic and abiotic stresses. In this study, Thirty Prunus rootstock samples were tested by 25 microsatellite markers in order to identify the genetic identity and relationships among them.17 SSR markers were useful in the discrimination of the samples on the basis of their unique molecular identities. Samples with similar codes such as (HS-401/HS-402/HS-403), (HS811/HS507/HS737/GF677), (HS126/HS-202), (HS-802/HS602) and (HS522/HS003/HS302) were shown mislabeled trees. Based on partial repeated bisection (RB ) data, the samples were grouped into six clusters which the largest cluster contained nine genotypes (all APPL, APU2 and APPU3). The second largest cluster consisted of eight genotypes (all AM, all APL, APU1, APU3 and APH10). APH rootstocks were placed into clusters two, three and six as well as cluster one which included only APPU rootstocks. The highest amount of the average internal similarities (Isim ) (0.973) belonged to cluster six, whereas the minimum amount of Isim (0.924) belonged to cluster three. The minimum level of the average external similarities (Esim ) was related to groups one (0.664) and six (0.638) indicating the highest genetic distance from other groups. The genetic identities and relatedness generated in this study provide a standard for further breeding attempts and will be used as a reference the cultivation of these promising newly released genotypes.
    Keywords: promising Prunus rootstock, genetic identity, SSR
  • Mohammad Alizadeh, Ali Aalami *, Reza Shirzadian, Khorramabad, Ali Akbar Ebadi, Heydar Azizi Pages 26-34
    The identification of genomic loci involved in control of quantitative traits receives growing attention in plant molecular breeding. The present study was carried out to evaluate the genetic variability among 48 rice genotypes and determine the genomic regions associated with ten grain related important traits. A total number of 63 alleles were detected by 18 selected SSR markers from different chromosomes with an average of 3.5 alleles per marker. A model-based Bayesian approach subdivided 48 evaluated rice genotypes into three major subgroups with the consideration of the highest value of ΔK. The mean r2 value for all loci pairs on the same chromosome was 0.053. A total of 38 significant marker-trait associations were identified (P
    Keywords: Association analysis, Linkage disequilibrium, Rice, SSR
  • Jithin Thomas *, V.J. Dominic Pages 35-42
    Rice (Oryza sativa L.) is one of the most significant cereal crops, about 3 billion people, nearly half the world's population; depend on rice for survival and it offers up to 80% of daily energy intake in most of the Asian countries. Knowledge of the distribution, extent and pattern of genetic variation is useful for estimation of any possible loss of genetic diversity and its role in breeding programs. This work assessed the genetic diversity among 25 coastal rice populations of five regions of Kerala (South India) using 18 microsatellite markers. A mean PIC value of 0.37 and an average of 3.5 alleles per loci were observed. Mean Heterozygosity value of 0.29 and gene diversity value of 0.41 was attained. AMOVA demonstrated that genetic differentiation was significant at P
    Keywords: AMOVA, Genetic Diversity, Heterozygosity, Microsatellite markers
  • Ghasemali Garoosi *, Moharram Ali Delijam, Esmaeil Nezami Alanagh, Ramin Hosseini Pages 43-54
    A complete micropropagation protocol was developed for Pistacia vera cv. Ghazvini, an important rootstock in Pistachio orchards in Iran. In present study, the efficiency of a new medium called GNH (Garoosi, Nezami and Haddad) was investigated against some standard media. Different vitamins, calcium (Ca) sources and plant growth regulators (PGRs) were tested on in vitro shoot multiplication and root induction. Results indicated that mean number of shoots (4.25 ± 0.25), and productivity (69.87 ± 9.19 mm) increased significantly when GNH medium formed the basal medium, compared to the standard media including Murashige and Skoog medium (MS), Juglans Medium (DKW), and McCown Woody Plant Medium (WPM). The most suitable concentration Ca and vitamin sources for shoot multiplication were 3.0 mM Ca gluconate and DKW-vitamins. The most suitable PGRs were a combination of 0.5 or 1.0 mg l-1 BAP and 0.1 mg l-1 IBA. The highest rooting parameters were obtained when 3.0 mM Ca gluconate or Fe-EDDHA (with 0.2 mM Fe) were incorporated into the GNH medium containing 2.0 mg l-1 α-naphthalenacetic acid (NAA). Finally, nearly 70% of the plantlets survived acclimatization in the greenhouse. The results suggested the GNH medium (supplemented with Ca gluconate and DKW-vitamins), as a considerable and specific medium for the rapid micropropagation of Pistacia vera cv. Ghazvini.
    Keywords: Pistacia vera, Ghazvini, GNH medium, minerals, Vitamins
  • Mehdi Younessi Hamzekhanlu, Ali Izadi Darbandi*, Mohammad Ali Malboobi, Mohsen Ebrahimi Pages 55-69
    Low-phosphorus (P) stress as a key factor limiting plant growth and production is common in most agricultural soils. Most of the soil-applied phosphate will be rapidly immobilized and most of annually applied phosphate fertilizers are fixed in the soil in organic forms by adsorption, sedimentation and transformation. However, excess P application may lead to contamination of water sources by enriching of water bodies with nutrients that cause eutrophication. Thus understanding the mechanisms that are used by plants to cope with low-P stress will be supportive to develop more competent breeding and genetic engineering schemes for generating improved phosphorus efficient crops. To cope with P deficiency and maintenance of phosphate homeostasis, plants have developed different adaptive mechanisms, including alterations in root morphology, recycling of inorganic phosphate (Pi) and induction of acid phosphatases (APases). To establish these strategies, numerous genes are involved in alternative metabolism pathways that are regulated by complex Pi signaling networks. In this review, we intend to summarize current advances in research on the mechanisms of P efficient crops and its breeding strategies, with a particular emphasis on APase and root architecture roles in response to low-P stress.
    Keywords: low, P conditions, root system architecture, APase activity, P, efficient plants, Pi acquisition