فهرست مطالب

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding - Volume:11 Issue: 1, Apr 2022

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding
Volume:11 Issue: 1, Apr 2022

  • تاریخ انتشار: 1401/02/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حجت طاهری، رامین حسینی* صفحات 1-11
    فاکتور رشد فیبروبلاست بازی (bFGF) کاربردهای درمانی بالقوه ای به عنوان یک عامل درمانی برای ترمیم بافت، ترمیم زخم های پوستی و بهبود بیماری های عصبی دارد.در این پژوهش، پس از بهینه سازی تمام مراحل انتقال موقت توسط آگروباکتریوم، بیان ژن bFGF در برگ های شنبلیله آلوده شده با سویه های مختلف آگروباکتریوم تحت شرایط بهینه شامل غلظت 200 میکرومولاراستوسیرینگون، غلظت باکتریایی (OD) 1.0 OD600 و فاصله زمانی 10 روز پس از اینفیلتراسیون مورد بررسی قرار گرفت. بیان موقت در برگ های تزریق شده شنبلیله توسط آنالیز qRT-PCR تایید شد تولید پروتیین نوترکیب bFGF نیز توسط آنالیز وسترن بلات مورد تایید قرار گرفت. علاوه بر این، غلظت های پروتیین نوترکیب bFGF تولید شده توسط آنالیز الایزا در همه نمونه های برگی تزریق شده اندازه گیری شد. اگر چه تفاوت معنی داری در سطوح نسبی رونوشت bFGF در بین نمونه های مختلف وجود نداشت اما سطوح تجمع پروتیین نوترکیب bFGF به طور معنی دار تحت تاثیر سویه های اگروباکتریوم قرار گرفت که احتمالا به علت خاموشی ژن پس از رونویسی است. بیشترین پروتیین تولید شده bFGF در سویهEHA105 و به مقدار 85/3 نانو گرم در هر گرم وزن برگ به دست آمد. بیشترین پروتیین تولید شده bFGF در سویهEHA105 و به مقدار 3.85 نانو گرم در هر گرم وزن برگ به دست آمد.
    کلیدواژگان: اگروباکتریوم، فاکتور رشد فیبروبلاستی، فعالیت ژن بتاگلوکورونیداز، سنجش هیستوشیمیایی، بیان موقت
  • صلح الدین جمشیدی گولان، سید سعید موسوی، حمزه مظاهری لقب، مجید کزازی، حجت الله مظاهری لقب* صفحات 13-20

    پس از شناسایی ژنوتیپ های مقاوم، نیمه حساس و حساس از بین 42 ژنوتیپ یونجه (Medicago sativa L.) بر اساس صفات مزرعه ای، تعداد 9 ژنوتیپ انتخات گردیدند. ساپونین ناشی از سوسپانسیون یکنواخت بافت یونجه در شرایط اوج هجوم مزرعه ای آفت سرخرطومی برگ یونجه (Hypera postica Gyll.)، با استفاده از متانول استخراج و بعد به وسیله بوتانول اشباع از آب خالص سازی شد. محلول حاصل به وسیله آنزیم فعال استخراج شده از روده میانی آفت و آنزیم غیر فعال شده توسط حرارت، خوابانیده شد. تفکیک مواد متابولیکی ثانویه گلیکوسایدی استخراج شده از گیاه یونجه و همچنین، بررسی فعالیت هیدرولیزی آنزیمی آفت بر روی گلیکوساید های ژنوتیپ ها، به وسیله کروماتوگرافی لایه نازک مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش هضم آنزیمی از طریق TLC مشخص نمود که به غیر از اپیژنین گلیکوساید1، سایر ترکیب های موجود در محلول هضم شدند. بنابراین، باند فلاونوییدی اپیژنین گلیکوزاید1 در تمامی 5 ژنوتیپ مقاوم از جمله ژنوتیپ های تک بوته و رنجر دارای غلظت بالا و تقریبا مشابه بود و با حفظ پایداری ساختمان مولکولی، در نقطه 0.45 = Rf تفکیک و تجمع یافت. در دو ژنوتیپ حساس پلی کراس شیراز و محلی نیشابوری، ، باند ساپونینی سویا ساپونین 1 در نقطه 0.37 = Rf بالاترین تراکم را داشت. در شرایط طبیعی مزرعه و در زمان تنش بیولوژیکی، کمترین غلظت ساپونین، سویاساپونین 1 و بالاترین غلظت فلاونویید، اپیژنین گلیکوساید 1، نقش بیولوژیکی قابل توجهی در جهت مقاومت به آفت و کاهش میزان خسارت ارقام مورد مطالعه داشت .

    کلیدواژگان: یونجه، سرخرطومی برگ، ساپونین ها، فلاونوئیدها، هضم آنزیمی، کروماتوگرافی لایه نازک
  • محمدطاهر حلاجیان*، علی اکبر عبادی، مجتبی کردرستمی صفحات 21-34

    کیفیت دانه در برنج نقش مهمی در پذیرش مصرف کنندگان دارد. هدف این پژوهش، مطالعه خصوصیات فیزیکوشیمیایی و پخت دانه 18 ژنوتیپ برنج ایرانی شامل 14 لاین برنج موتانت امیدبخش موتانت و چهار رقم برنج بومی و اصلاح شده تحت شرایط نرمال و 35 روز تنش خشکی بود. اختلافات معنی داری در صفات مورد مطالعه بویژه درصد تبدیل کل، دانه سالم و دانه شکسته که نشانگر اختلافات در میزان حفظ و آسیب دانه در خلال فرآوری می باشند، بین ژنوتیپ ها تحت این دو شرایط مشاهده شد. تنش خشکی تاثیر عمیقی بر بیان 9 خصوصیت پخت و غذایی ژنوتیپ های مورد مطالعه داشت و منتج به کاهش درصد تبدیل کل، درصد دانه سالم و طول دانه سالم بعد از پخت گردید در حالیکه درصد برنج شکسته بطور قابل ملاحظه ای در تمام ژنوتیپ های مورد مطاالعه افزایش یافت. برعکس، اثر تنش خشکی بر نسبت طول به عرض شلتوک، نسبت طول به عرض برنج سالم و نسبت طویل شدن قابل چشم پوشی بود. اکثر لاین های امیدبخش موتانت متحمل به خشکی ویژگی های فیزیکوشیمیایی و پخت دانه برتری نسبت به چهار رقم بومی و اصلاح شده مشهور ایرانی در شرایط نرمال و تنش خشکی نشان دادند. ارزیابی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و پخت دانه پیشنهاد کرد که دو لاین موتانت امیدبخش متحمل به خشکی موتانت یعنی TM-B-7-1 و HM-250-E-1-1 می توانند برای آزمایشات نهایی ثبت رقم مناسب باشند.

    کلیدواژگان: کیفیت پخت و غذایی، خشکی، لاین های امیدبخش موتانت، برنج (Oryza sativa)
  • فرزاد آهک پز* صفحات 35-52
    خشکی یکی از اصلی ترین تنش های غیرزیستی است که رشد و بهره وری گندم را در سراسر جهان محدود می کند. هدف اصلی این پژوهش تعیین ساختار جمعیت و نقشه ارتباطی 13 صفت مورفو-فیزیولوژیکی گندم نان جهت اصلاح تحمل به خشکی بود. بدین منظور، 25 رقم و لاین امیدبخش گندم با استفاده از نشانگرهای AFLP مورد بررسی قرار گرفتند. ژنوتیپ های گندم تحت شرایط عادی و تنش خشکی به مدت 3 سال بررسی شدند. وراثت پذیری پایینی برای طول سنبله، تاریخ خوشه دهی و زیست توده اندام هوایی (87/24-8/28٪) بدست آمد، در حالی که، برای تعداد دانه در سنبله (21/89-55/90٪) وراثت پذیری بالایی مشاهده شد. نتایج سطح بالای چندشکلی از 62/84 تا 100 را نشان داد که ثابت می کرد روش AFLP می تواند ابزاری موثر در برنامه های اصلاحی گندم باشد. تجزیه ساختار جمعیت، پنج زیرجمعیت با حداقل 65 درصد عضویت در زیرجمعیت ها را نشان داد که تطابق بالایی با نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای داشت. تجزیه ارتباط به روش خطی مختلط، 66 MTA معنی دار با مقادیر p-value از 6-10 تا 4-10 را شناسایی کرد که 8/7 تا 7/38 درصد از تغییرات فنوتیپی را در هر دو شرایط محیطی مورد مطالعه توجیه می کرد. دو نشانگر پلیوتروپیک برای عملکرد دانه و تعداد دانه در سنبله در شرایط عادی و یک نشانگر پلیوتروپیک برای عملکرد دانه، وزن هزاردانه و تعداد دانه در سنبله در شرایط تنش شناسایی شد. MTAهای مشترک برای تاریخ خوشه دهی، ارتفاع بوته، طول پدانکل و وزن هزاردانه در هر دو شرایط محیطی بدست آمد. نشانگرهای شناسایی شده مرتبط با عملکرد دانه و اجزای آن در این مطالعه می توانند کاندیدای مطلوب برای مطالعات آتی و انتخاب به کمک نشانگر جهت توسعه ژنوتیپ های مقاوم به خشکی در برنامه های اصلاحی گندم باشند
    کلیدواژگان: ارتباط نشانگر-صفت، تجزیه ساختار، تحمل خشکی، گندم نان
  • سمیه سنچولی، عباس بیابانی، حسین صبوری*، سید جواد سجادی، علی را حمی کاریزکی، معصومه نعیمی صفحات 53-69
    برای افزایش تولید جهانی گندم ، بررسی راه های مختلف افزایش عملکرد ضروری است. یکی از این راه حل ها شناسایی ژن هایی است که صغات مرتبط با تحمل به تنش را کنترل می کنند. به همین منظور و برای شناسایی ژن های کمی کنترل کننده تحمل به تنش شوری، آزمایشی در مرحله جوانه زنی در قالب طرح کاملا تصادفی با استفاده از 107 لاین گندم حاصل از تلاقی ارقام گنبد و زاگرس در دانشکده کشاورزی دانشگاه گنبدکاووس در سال 1400 انجام شد. نقشه پیوستگی با استفاده از 519 SSR، 8 CAAT ، 33 IJS ، 47 iPBS ، 3 IRAP ، 17 RAPD ، 8 ScOT و 12 نشانگر ISSR روی 21 کروموزوم گندم.SSR به دست آمد. در مجموع 31 QTL در شرایط نرمال و تنش شوری شناسایی شد که هفت QTL برای شرایط کنترل، 13 QTL برای تنش شوری 6 دسی زیمنس بر متر و 11 QTL شناسایی شد. برای تنش 12 دسی زیمنس بر متر qLR-B3، qMGT-A5، qR/SDW-B2، qR/SDW-A3، qR/SDW-B7، qLS-A5 و qILVS-A5 در شرایط عادی شناسایی شدند. qSLI-D6 به عنوان یک QTL اصلی برای SLI تحت شرایط تنش شوری 6 دسی زیمنس بر متر با توجیه بیش از 44 درصد از تغییرات فنوتیپی صفت شناسایی شد. در شرایط تنش شوری 12 دسی زیمنس بر متر، چندین جایگاه ژنی با QTLهای اثر بزرگ شناسایی شد که در میان آنها qIWVS-B3 بیش از 55 درصد از تنوع فنوتیپی صفت را توضیح داد. نتایج این تحقیق پس از تعیین اعتبار می تواند در برنامه های گزینش مورد استفاده قرار گیرد
    کلیدواژگان: تنش غیر زیستی، نقشه پیوستگی، ریزماهواره، QTL
  • مینا مکوندی، ابوذر قربانی*، مهسا رستمی، عاطفه رستمی، علی اکبر قاسمی سلوکلویی صفحات 71-86

    Brassica napus محصولی با دانه های روغنی غنی از پروتیین است که در غذا، صنعت، دارو و خوراک دام استفاده می شود. استرس گرمایی بهره وری آن را محدود می کند و شناسایی ژن ها و مسیرهای دخیل در پاسخ به استرس را ضروری می کند. ما ژن های با بیان متفاوت را در B. napus تحت تنش گرمایی، تحلیل کردیم. آن ها برای تعاملات ژنی با استفاده از پایگاه داده STRING تحلیل شدند و با استفاده از Cytoscape مشاهده شدند. برای شناسایی ژن های کلیدی درگیر در پاسخ استرس گرمایی در از ابزار CytoHubba برای شناسایی ژن هاب استفاده کردیم. علاوه بر این، هستی شناسی ژن و مسیرهای مهمی که در آن دخیل هستند را تحلیل نمودیم تا بینشی در مورد نقش عملکردی و مسیرهای بیولوژیکی مرتبط با این ژن ها به دست آوریم. همچنین از MEME Suite برای تحلیل نواحی پروموتر ژن های هاب استفاده کردیم. نتایج کاهش فعالیت کمپلکس b6-f، یک جزء کلیدی از زنجیره انتقال الکترون، تحت تنش گرمایی را نشان داد و ATPase ناقل کلسیم غنی شده و خانواده پروتیینی تنش حرارتی را شناسایی کردیم. تحلیل های KEGG و خوشه بندی، اهمیت لیپیدهای غشایی، متابولیسم گالاکتوز و پردازش پروتیین در شبکه آندوپلاسمی را در تنش و انتقال سیگنال برجسته کردند. مطالعه ما ژن های کلیدی، از جمله فاکتورهای رونویسی و چاپرون ها را برای رشد گیاهان مقاوم در برابر حرارت از طریق اصلاح ژنتیکی ارایه کرد. این نتایج از طریق تحلیل بیوانفورماتیکی به دست آمده و نیاز به اعتبار سنجی بیشتر با استفاده از رویکردهای تجربی دارد.

    کلیدواژگان: شبکه های بیولوژیکی، Brassica napus، استرس گرمایی، ژن هاب، تجزیه و تحلیل پروموتر، برهمکنش های پروتئین-پروتئین
  • عارفه اصلی بیگی، رحیم حداد، قاسمعلی گروسی، سید محسن حسینی*، محمدرضا نظری صفحات 87-98

    استفاده از گیاهان هاپلویید در برنامه های بهنژادی به منظور تولید گیاهان کاملا خالص در تعداد زیادی از گونه های زراعی میسر شده است. با توجه به پیشرفت های اخیر در روش های آزمایشگاهی، می توان لاینهای خالص را در مدت زمان کوتاهی تولید کرد. در این مطالعه به منظور تولید گیاهان هاپلویید از طریق کشت تخمدان، آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی در آزمایشگاه کشت بافت دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) انجام شد. تیمارها شامل سطوح مختلف تنظیم کننده های رشد گیاهی بودند. تخمدانها یک هفته پس از گلدهی برداشت و در محیط MS حاوی غلظت های مختلف 0، 8/0 و 2/1 میلی گرم بر لیتر TDZ و BAP کشت داده شدند. بهترین کالوس ها و درصد بالای کالوس زایی در محیط کشت حاوی 8/0 میلی گرم بر لیتر TDZ و BAP حاصل شد. سپس ریزنمونه ها 3 هفته بعد به محیط تمایز شامل محیط MS تکمیل شده با 5 هورمون اکسین (NAA, IBA, IAA, 2,4-D, Pic) با غلظت 05/0 میلی گرم بر لیتر و 3 هورمون سیتوکینین (TDZ, BAP, Kin) با 3 غلظت متفاوت (5/0، 1 و 5/1 میلی گرم بر لیتر) در مجموع 15 تیمار هرکدام با 3 تکرار منتقل و هر دو هفته یک بار واکشت شدند. با توجه به نتایج مقایسه میانگین، بیشترین درصد کالوس زایی در حضور هورمون اکسین NAA با غلظت 05/0 میلی گرم بر لیتر و هورمون سیتوکینین TDZ با غلظت 5/1 میلی گرم بر لیتر حاصل شد. بیشترین درصد جنین زایی(33/93درصد) در حضور هورمون های IAA با غلظت 05/0 میلی گرم بر لیتر و Kin با غلظت 5/0 میلی گرم بر لیتر مشاهده گردید. وجود هورمون IBA به میزان 05/0 میلی گرم بر لیتر همراه با Kin به میزان 5/0 میلی گرم بر لیتر سبب افزایش کالوس های جنین داده شد. هم چنین بیشترین درصد باززایی(33/83درصد) در 4 تیمار شامل 05/0 میلی گرم بر لیتر هورمون IBA با 5/0 میلی گرم بر لیتر هورمون TDZ، 05/0 میلی گرم بر لیتر هورمون IBA با 5/0 میلی گرم بر لیترBAP، 05/0 میلی-گرم بر لیتر هورمون 2,4-D با 5/1 میلی گرم بر لیتر هورمون BAP و 05/0 میلی گرم بر لیتر هورمون Pic با 5/1 میلی-گرم بر لیتر هورمون BAP حاصل گردید. بعد از انتقال ریزنمونه ها به محیط کشت دوم ساختارهای جنین مانند به گیاهچه تبدیل شدند و در نهایت گیاهچه های کامل بعد از ریشه دار شدن روی محیط کشت MS بدون هورمون به دست آمد. علاوه بر این، نتایج شمارش کروموزوم نشان داد که در میان 10 گیاهچه باززا شده یک گیاهچه هاپلویید و 9 گیاهچه دیگر دیپلویید بودند.

    کلیدواژگان: تخمدان، کالوس، کشت بافت، هاپلوئید، هورمون
|
  • Hojat Taheri, Ramin Hosseini * Pages 1-11
    The basic fibroblast growth factor (bFGF) has the potential applications as a therapeutic agent for tissue repair, skin wound healing, and recovery of the neurodegenerative diseases. In this study, after the optimization of all steps in transient transformation by Agrobacterium, the bFGF gene expression was examined in fenugreek leaves infiltrated with different Agrobacterium strains under optimal conditions. These include the AS concentration of 200 μM, bacterial density (OD) of 1.0 OD600, and co-cultivation time for 10 days. The transient expression of the insert was verified in the infiltrated leaves by qRT-PCR analysis. The production of the recombinant bFGF protein was also rectified by Western blot analysis. In addition, the production titers of the recombinant bFGF protein were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in all infiltrated leaf samples. Although, there were no significant differences in relative levels of bFGF transcript among the different treatments, but the accumulation levels of recombinant bFGF were significantly affected by Agrobacterium strains. It is possibly due to the post-transcriptional gene silencing. The highest accumulation level of recombinant protein was obtained in leaf samples infiltrated by the EHA105 strain, estimated to be about 3.85 ng bFGF g−1 FW.
    Keywords: Agrobacterium, Fibroblast growth factor, GUS activity, Histochemical assay, Transient expression
  • Solhaddin Jamshidi-Golan, Sayyed Saeed Moosavi, Hamze Mazahery-Laghab, Majid Kazzazi, Hojatollah Mazahery-Laghab * Pages 13-20

    After the identification of resistant, semi-susceptible, and susceptible genotypes among 42 alfalfa (Medicago sativa L.) genotypes concerning farm traits, nine genotypes were selected. Saponins obtained as a result of homogenous suspension of alfalfa tissue under maximum alfalfa weevil (Hypera postica Gyll.) attack were extracted using methanol and were purified using water-saturated butanol. The resulting solution was immobilized using the active enzyme extracted from the midgut of the pest and the thermally deactivated enzyme. In addition to the isolation of secondary glycosidic metabolites extracted from alfalfa, the enzymatic hydrolysis activity of the pest in the glycosides of genotypes were monitored using thin layer chromatography. The results of the enzymatic digestion test using TLC indicated that other than glycosides1 epigenin, other compounds were digested in the solution. The flavonoidal band of epigenin glycoside1 in all five resistant genotypes, including Tak Buteh and Ranger, was high in density and nearly equal. While maintaining the stability of the molecular structure, this compound was isolated and revealed at Rf=0.45 on a TLC plate. Therefore, midgut enzymes of alfalfa weevil were not able to digest the above compound in alfalfa. In two susceptible genotypes of Poly Cross Shiraz and Mahali Neyshaburi, the saponin band of soysaponin1 at Rf=37 had the highest density. In natural field conditions and at the time of biological stress, the lowest concentrations of saponin, soysaponin 1, and the highest concentration of flavonoids, epigenin glycoside 1, had a significant biological role in resistance to pests, and reduced damage to the cultivars under study.

    Keywords: Alfalfa, Alfalfa Weevil, Glycosides, Gut Enzymes, Saponin Hydrolysis
  • Mohammadaher Hallajian *, AliAkbar Ebadi, Mojtaba Kordrostami Pages 21-34

    Grain quality in rice plays a critical role in consumer acceptance. This research aimed to investigate the grain physicochemical and cooking characteristics of 18 Iranian rice genotypes under both normal conditions and 35 days of drought stress. Significant differences were observed in the studied traits specially percentage of total conversion, head rice, and broken rice indicating differences in the extent of grain retention and damage during processing among the genotypes under both normal and drought stress conditions. The drought stress markedly influenced the expression of nine cooking and nutritional properties and resulted in decreased total conversion percentage, head rice percentage, and cooked head rice length, while the percentage of broken rice increased considerably across all studied genotypes. Conversely, the impact of drought stress on the rough rice length/width ratio, head rice length/width ratio, and elongation ratio were negligible. Most drought-tolerant promising mutant lines exhibited superior grain physicochemical and cooking properties under both drought stress and normal conditions compared to four well-known Iranian rice landraces and cultivars. Evaluation of the grain physicochemical and cooking properties suggested that two drought-tolerant promising mutant lines, namely TM-B-7-1 and HM-250-E-1-1, could be suitable for final cultivar registration experiments.

    Keywords: Cooking, nutritional quality, Drought, Mutant promising lines, Rice (Oryza sativa)
  • Farzad Ahakpaz * Pages 35-52
    Drought is one of the main abiotic stresses limiting wheat growth and productivity worldwide. The main objective of this work was to determine population structure and marker-trait association (MTA) of 13 morpho-physiological traits of bread wheat for drought-tolerance breeding. To this end, twenty-five diverse wheat cultivars and promising lines were genotyped using AFLP. The phenotype evaluation steps of studding wheat genotypes were performed under normal and drought-stress conditions during 3 years. Low heritability estimates were obtained for spike length, heading date (DTH), and shoot biomass (24.87-28.8%) while, a high heritability was observed for the number of kernels per spike (KPS) (89.21-90.55%). The results exhibited high polymorphic level ranged from 84.62 to 100%, proving that AFLP method can be an effective tool in assessing genetic variability in any wheat breeding programs. Population structure analysis showed five subpopulations with at least 65% membership ancestry to their allocated sub-clusters, which was highly consistent with the results of cluster analysis. Mixed linear method association analysis identified 66 significant MTAs with p-values 10−06 to 10−04, justifying 7.8 to 38.7% of the phenotypic variation, observed under both environmental conditions. There were two pleiotropic markers for grain yield (GY) and KPS under normal and one pleiotropic marker for GY, thousand kernel weight (TKW) and KPS under stress conditions. The common MTAs were detected for DTH, plant height, peduncle length, and TKW under both environmental conditions. The identified linked markers with GY and its components in this study could be desirable candidate genes for future studies and marker assisted selection to develop drought-tolerant genotypes in wheat breeding programs.
    Keywords: Bread wheat, Drought tolerance, marker-trait association, structure analysis
  • Somayyeh Sanchouli, Abbas Biabani, Hossein Sabouri *, Seyed Javad Sajadi, Ali Rahemi Karizaki, Masoumeh Naeimi Pages 53-69
    In order to increase global wheat production, it is necessary to examine different ways of increasing yield. One of the solutions is to identify the genes that control different stress tolerance indices. This research aims to identify the genes controlling quantitative traits under normal conditions and salt stress in the germination stage. The experiments were carried out in a factorial form using a completely randomized design with 3 replications, on 107 lines resulted from the crossing of Gonbad and Zagros cultivars at Gonbad Kavous University, 2021. A linkage map was obtained using 519 SSR, 8 CAAT, 33 IJS, 47 iPBS, 3 IRAP, 17 RAPD, 8 SCoT and 12 ISSR markers on 21 wheat chromosomes. The length of the linkage map was 4918.94 cM and the distance between two adjacent markers about 5.55 cM. A total of 84 QTLs were detected in normal and salinity stress conditions (control, 6 dS/m, 12 dS/m), of which seven QTLs were related to control condition, 42 QTLs were related to 6 dS/m salinity stress and 35 QTLs were related to 12 dS/m stress condition. qLR-B3, qMGT-A5, qR/SDW-B2, qR/SDW-A3, qR/SDW-B7, qLS-A5 and qILVS-A5 were detected under control condition. qSLI-D6 was identified as a major QTL for SLI under 6 dS/m salinity stress by explaining more than 44% of the phenotypic variation of the trait. In the 12 dS/m salinity stress, several gene loci of large effect QTLs were detected, among which qIWVS-B3 explained more than 55% of the phenotypic diversity of the trait. After validation, the results of this research can introduce suitable candidates for marker-assisted selection programs in the population of Iranian wheat RILs.
    Keywords: Abiotic stress, Linkage map, SSR, QTL
  • Nina Makvandi, Abozar Ghorbani *, Mahsa Rostami, Atefe Rostami, AliAkbar Ghasemi-Soloklui Pages 71-86

    Brassica napus is a versatile crop with oil and protein-rich seeds, used in food, industry, medicine, and animal feed. However, heat stress limits its productivity, making it essential to identify genes and pathways involved in stress response. We analyzed differentially expressed genes (DEGs) in B. napus under heat stress using bioinformatics tools to identify key genes and pathways. Firstly, DEGs were analyzed for gene interactions using the STRING database and visualized using Cytoscape. To identify key genes involved in heat stress response in B. napus L., we employed the CytoHubba tool for hub gene identification. Additionally, we conducted Gene Ontology and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway analyses to gain insights into the functional roles and potential biological pathways associated with these genes. We also used MEME Suite to analyze the promoter regions of hub genes. Our results showed decreased activity of the b6-f complex, a key component of the electron transport chain, under heat stress. We also identified significantly enriched calcium transporter ATPase and heat shock protein family (HSP20). KEGG and cluster analyses highlighted the importance of membrane lipids, galactose metabolism, and protein processing in the endoplasmic reticulum in stress and signal transduction. Our study provided key genes, including transcription factors and chaperones for developing heat-resistant plants via genetic modification. However, these promising results were obtained through rigorous bioinformatics analysis and require further validation using experimental approaches, such as gene editing, phenotypic characterization, and field trials.

    Keywords: Biological networks, Brassica napus, Heat stress, Hub genes, Promoter analysis, Protein-protein interactions
  • Arefeh Aslibeigi, Raheem Haddad, Ghasemali Garoosi, Sayyed Mohssen Hossaini *, MohammadReza Nazari Pages 87-98

    In order to produce haploid plants through ovary culture in cucumber (Cucumis sativus L.), a factorial experiment based on randomized design was conducted with three replicates under in vitro conditions. The ovaries of Sina, a hybrid variety of cucumber were harvested one week after flowering. They were cultured in the MS medium containing different concentrations of (0, 0.8 and 1.2 mg/L) TDZ and BAP, respectively. The best calli and the highest percentage of calli were obtained in the culture medium containing 0.8 mg/L TDZ and BAP. Then, 3 week-old explants were transferred to the differentiation medium; MS medium, supplemented with NAA, IBA, IAA, 2,4-D, Pic at 0.05 mg/L and 3 cytokinins including TDZ, BAP, Kin with 0.5, 1 and 1.5 mg/L, respectively, with a total of 15 treatments and 3 replicates. They were subcultured once every two weeks. The highest percentage of callus formation was obtained in the presence of 0.05 mg/L NAA and 1.5 mg/L TDZ. The highest percentage of embryogenesis (93.33%) was observed in the presence of IAA at 0.05 mg/L and 0.5 mg/L Kin. Application of IBA at 0.05 mg/L with 0.5 mg/L Kin increased the embryogenic calli formation. Also, the highest regeneration percentage (83.33%) was found in all 4 treatments including 0.05 mg/L IBA, with 0.5 mg/L TDZ, 0.05 mg/L IBA with 0.5. 0 mg/L BAP, 0.05 mg/L 2,4-D with 1.5 mg/L BAP and 0.05 mg/L Pic, with 1.5 mg/L BAP. After transferring the explants to the second step culture media, the embryo-like structures (ELS) developed into plantlets. Finally, complete plantlets were obtained after rooting the plantlets on the MS medium with no supplement. In addition, the results of chromosome counting showed that among 10 regenerated plantlets, one plantlet was haploid, and 9 plantlets were diploid.

    Keywords: Callus, Haploid, Hormone, Ovary, Tissue culture