امین ارجمند
-
هدف
هدف از انجام این تحقیق بررسی کارایی نشانگر مولکولی ISSR در تمایز جمعیت های هندوانه مورد مطالعه ، تعیین میزان تشابه و فاصله ژنتیکی جمعیت ها به منظور استفاده از پدیده هتروزیس و انتخاب والدین مناسب در برنامه های تولید بذر هیبرید هندوانه می باشد .
مواد و روش هادر این تحقیق تنوع ژنتیکی 24 جمعیت مختلف هندوانه از سراسر ایران با استفاده از 10 پرایمر ISSR مورد بررسی قرار گرفت . استخراج DNA با استفاده از روش CTAB انجام گرفت. پس از انجام PCR امتیاز دهی داده های مولکولی به صورت صفر و یک داده شد. شاخص های مرتبط با نشانگر شامل تعدادکل باندها، تعدادباندهای چندشکل، درصدچندشکلی، شاخص نشانگری (MI) ، شاخص قدرت تفکیک ( RP ) و محتوای اطلاعات چندشکلی ( PIC ) اندازه گیری شد. به منظور انجام تجزیه خوشه ای، از نرم افزار NTSYS و Excel و به منظور تجزیه واریانس مولکولی و تجزیه به مختصات اصلی نیز از نرم افزار GenALEx استفاده شد .
نتایجدر این تحقیق در مجموع 202 باند تولید شد که از این تعداد 184 باند چندشکل بود. میانگین تعداد کل باند و باندهای چندشکل در این مطالعه به ترتیب 2/20 و 4/18 به دست آمد. بیشترین درصد چندشکلی مربوط به آغازگر ISSR6 با 100 درصد و کمترین میزان چندشکلی مربوط به آغازگر ISSR5 با 80 درصد بود. میانگین درصد چندشکلی در این مطالعه نیز 90/0 به دست آمد. مقدار شاخص PIC در این تحقیق بین 26/0 تا 44/0 متغییر و میانگین PIC نیز 35/0 بود. پس از انجام تجزیه خوشه ای جمعیت های مورد مطالعه در سطح تشابه 55 درصد در پنج گروه قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مولکولی و تجزیه به مختصات اصلی در جمعیت های مورد مطالعه نتایج نشان داد 14 درصد از تنوع مربوط به بین جمعیت های مورد مطالعه و 86 درصد از تنوع مربوط به درون جمعیت های مورد مطالعه می باشد. نتایج تجزیه به مختصات اصلی نیز نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای را تایید کرد .
نتیجه گیریبا توجه به نتایج به دست آمده نشانگر مولکولی ISSR کارایی لازم جهت تمایز جمعیت های مورد مطالعه را دارد و از طرفی با توجه به تنوع ژنتیکی قابل ملاحظه بین و درون جمعیت های مورد مطالعه از ژنوتیپ های استفاده از شده در این تحقیق می توان به عنوان جمعیت اولیه در برنامه های تولید بذر هیبرید هندوانه استفاده کرد و همچنین از جمعیت های فاریاب و میناب با توجه به اینکه بیشترین فاصله ژنتیکی را داشتند به منظور استفاده از هتروزیس در پروژه های تولید بذر هیبرید هندوانه به عنوان والدین تلاقی می توان استفاده کرد.
کلید واژگان: تشابه ژنتیکی، فاصله ژنتیکی، هتروزیس، هیبریدObjective The purpose of this research is to investigate the efficiency of the ISSR molecular marker in distinguishing the studied watermelon populations, to determine the degree of similarity and genetic distance of the populations in order to use the phenomenon of heterosis and to select suitable parents in watermelon hybrid seed production programs.
Materials and methodsIn this research, the genetic diversity of 24 different watermelon populations from all over Iran was investigated using 10 ISSR primers. DNA extraction was done using the CTAB method. After PCR, molecular data were scored as zero and one. Indexes related to markers include total number of bands, number of polymorphic bands, polymorphic percentage, marker index (MI), resolution strength index (RP) and polymorphic information content (PIC). It was measured. In order to perform cluster analysis, NTSYS and Excel software were used, and GenALEx software was used to analyze the molecular variance and to analyze the main coordinates.
ResultsIn this research, a total of 202 bands were produced, of which 184 were polymorphic bands. The average number of total bands and polymorphic bands in this study was 20.2 and 18.4, respectively. The highest percentage of polymorphism was related to the ISSR6 primer with 100% and the lowest polymorphism was related to the ISSR5 primer with 80%. The average percentage of polymorphism in this study was also 0.90. The value of PIC index in this research varied between 0.26 and 0.44 and the average PIC was 0.35. After cluster analysis, the studied populations were divided into five groups at a similarity level of 55%. The results of molecular variance analysis and principal coordinate analysis in the studied populations showed that 14% of the variation is between the studied populations and 86% of the variation is within the studied populations. The results of analysis to main coordinates also confirmed the results of cluster analysis.
ConclusionAccording to the obtained results, the ISSR molecular marker has the necessary efficiency to distinguish the studied populations, and on the other hand, considering the considerable genetic diversity between and within the studied populations, the genotypes used in this research can be considered as the population The first one was used in watermelon hybrid seed production programs and also Faryab and Minab populations can be used as cross parents considering that they had the least genetic similarity in order to use heterosis in watermelon hybrid seed production projects.
Keywords: Genetic distance, genetic similarity, heterosis, hybrid -
سابقه و هدف
گل ختمی متعلق به جنس Althaea و خانواده Malvaceae است. مهمترین گونه گل ختمی که دارای کاربرد دارویی است گونه Althaea officinalis می باشد. سایر گونه ها مانند A. rosea و A. ficifolia نیز دارای کاربردهای دارویی هستند. اندام های مختلف گونه های گل ختمی (گل، میوه، دانه، ریشه و برگ) به دلیل وجود موسیلاژ بالا، ترکیبات فنولی و خواص آنتی اکسیدانی کاربرد دارویی فراوانی دارند. هدف از انجام این تحقیق، یافتن بهترین اکوتیپ ها از نظر صفات فیتوشیمیایی مورد بررسی و تعیین فاصله و تشابه ژنتیکی بین اکوتیپ های گل ختمی مورد مطالعه به منظور استفاده در پروژه های به نژادی است.
مواد و روش هااجرای پژوهش در سال 1401 در گلخانه تحقیقاتی، آزمایشگاه زراعت و گیاهان دارویی و آزمایشگاه ژنومیکس در دانشکده فناوری کشاورزی ابوریحان (دانشگاه تهران) واقع در شهرستان پاکدشت با طول جغرافیایی 51 درجه شرقی و عرض جغرافیایی 33 درجه شمالی و ارتفاع 1013 متری از سطح دریا و در فاصله 36 کیلومتری جنوب شرقی تهران انجام شد. در این تحقیق تنوع مولکولی و صفات فیتوشیمایی میزان فنول کل، میزان موسیلاژ و ظرفیت آنتی اکسیدانی در 9 اکوتیپ از سه گونه گل ختمی بررسی شد. در ارزیابی فیتوشیمیایی عصاره گیری از ریشه، به روش سوکسله انجام گردید. ارزیابی تنوع مولکولی پس از استخراج DNA از برگ به روش CTAB با استفاده از 10 پرایمر SCoT انجام شد. کمیت و کیفیت DNA استخراج شده با استفاده از دو روش اسپکتروفتومتری و الکتروفورز افقی روی ژل آگارز 1% بررسی گردید.
نتایجدر ارزیابی فیتوشیمیایی، مشخص شد که از نظر فنول کل اکوتیپ کرمانشاه با 10.67 میلی گرم اسیدگالیک در گرم عصاره دارای بالاترین مقدار از نظر آماری بود. از نظر میزان موسیلاژ اکوتیپ های کرمانشاه و کرمان هر دو در یک گروه و به ترتیب با 2.86 و2.77 میلی گرم در گرم وزن خشک نسبت به سایر اکوتیپ ها در جایگاه اول قرار گرفتند. ضریب همبستگی پیرسون بین صفات فیتوشیمیایی محاسبه و مشخص شد. رابطه مثبت و قوی بین صفات ارزیابی شده در آزمایش وجود دارد. ارزیابی تنوع مولکولی پس از استخراج DNA از برگ به روش CTAB با استفاده از 10 پرایمر SCoT انجام شد و در مجموع 111 باند تشکیل و 76 باند چندشکل بود. مقدار PIC بین 0.22% تا 0.34% متغیر بود. درصد چندشکلی در این تحقیق بین 0.5 تا 0.87 متغیر و میانگین آن 0.67 بدست آمد. میانگین شاخص های MI و RP به ترتیب 1.55 و 5.48 بدست آمد. در تجزیه خوشه ای داده های مولکولی، اکوتیپ ها در سطح تشابه 70% در سه گروه قرار گرفتند. دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه ای اکوتیپ ها نشان دهنده وجود تشابه ژنتیکی بین اکوتیپهای متعلق به یک گونه و وجود فاصله ژنتیکی بین اکوتیپ های مربوط به گونه های مختلف بود. نتایج تجزیه به مختصات اصلی نیز نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای داده های مولکولی را تایید کرد. در تجزیه واریانس مولکولی مشخص شد 27% از تنوع مربوط به درون و 63% از تنوع مربوط به بین گونه ها می باشد.
نتیجه گیریدر نهایت مشخص شد که نشانگرهای فیتوشیمیایی و مولکولی SCoT دارای کارایی لازم برای تمایز اکوتیپ های مختلف گل ختمی هستند و با توجه به وجود تنوع ژنتیکی، به منظور اصلاح این گیاه از اکوتیپ های بررسی شده در این تحقیق می توان به عنوان جمعیت اولیه و والدین تلاقی به منظور بهره مندی از هتروزیس استفاده کرد.
کلید واژگان: ظرفیت آنتی اکسیدانی، همبستگی، تنوع مولکولی، هتروزیسBackground and objectivesAlthaea genus belongs to the Malvaceae family. Althaea officinalis is the most important species of this genus for medicinal use. Other species, such as A. rosea and A. ficifolia, also have medicinal uses. Different flower organs (flower, fruit, seed, root, and leaf) of Altheae species have many medicinal uses due to high mucilage, phenolic compounds, and antioxidant properties. This research aims to find the best ecotypes for the investigated phytochemical traits. It also aims to determine the distance and genetic similarity between the studied Altheae species ecotypes. It is intended to be used in various projects.
MethodologyThe research was carried out in 1401 in the research greenhouse, the agriculture and medicinal plants laboratory, and the genomics laboratory in the Aburihan Faculty of Agricultural Technology (Tehran University) located in Pakdasht city at 51 degrees east longitude and 33 degrees north latitude. It was conducted at 1013 meters above sea level and 36 kilometers southeast of Tehran. In this research, the molecular diversity and phytochemical traits of total phenol content, mucilage content, and antioxidant capacity were investigated in 9 ecotypes of three species of Altheae species. In the phytochemical evaluation, extracts were obtained from the roots by the Soxhlet method. Evaluation of molecular diversity was done after extracting DNA from leaves by the CTAB method using 10 SCoT primers. The quality and quantity of the extracted DNA were evaluated using two methods a spectrophotometer and horizontal electrophoresis on 1% agarose gel.
ResultsIn the phytochemical evaluation, it was found that in terms of total phenol, the Kermanshah ecotype had the highest value statistically, with 10.67 mg of gallic acid per gram of extract. Regarding the amount of mucilage, the Kermanshah and Kerman ecotypes were ranked first in the same group with 2.86 and 2.77 mg per gram of dry weight, respectively, compared to other ecotypes. Pearson's correlation coefficient was calculated between phytochemical traits. It was determined that there was a positive and strong relationship between the traits evaluated in the experiment. Evaluation of molecular diversity was done after extracting DNA from leaves by the CTAB method using 10 SCoT primers. A total of 111 bands were formed, and 76 were polymorphic bands. PIC values varied between 0/22 and 34%. The percentage of polymorphism in this research varied between 0/5 and 0/87, and its average was 0/67. The average MI and RP indices were 1/55 and 5/48, respectively. In cluster analysis of molecular data, ecotypes were divided into three groups with 70% similarity. The dendrogram obtained from cluster analysis of ecotypes shows genetic similarity between ecotypes belonging to the same species. It also shows the genetic distance between ecotypes related to different species. The results of decomposition into principal coordinates also confirmed cluster analysis results. In the analysis of molecular variance, it was found that 27% of the variation was within species, and 63% was between species.
ConclusionIn the end, it was found that SCoT phytochemical and molecular markers have the necessary efficiency to differentiate different ecotypes of Altheae species. Due to genetic diversity, to improve this plant, the ecotypes examined in this research can be crossed as the initial population and parents.
Keywords: antioxidant capacity, Correlation, molecular diversity, heterosis -
هدف
گل ختمی گیاهی دارویی از خانواده پنیرکMalvaceae) ( و متعلق به جنس Althaea می باشد. آگاهی از تنوع ژنتیکی اساس به نژادی گیاهی است و از جنبه های مختلف مانند انتخاب والدین تلاقی، حفاظت از ژرم پلاسم و جلوگیری از فرسایش ژنتیکی دارای اهمیت است. هدف از انجام این تحقیق ارزیابی تنوع ژنتیکی و بررسی روابط ژنتیکی در اکوتیپ های بومی گل ختمی ایران به منظور استفاده در پروژه های به نژادی و حفاظت از ذخایر ژنتیکی این گیاه بود.
مواد و روش هادر این تحقیق پس از استخراج DNA از برگ های جوان به روش CTAB، تنوع مولکولی 18 اکوتیپ از سه گونه گل ختمی (Althaea sp.) با استفاده از 10 آغازگر ISSR مورد بررسی قرار گرفت.
نتایجمیزان تعداد کل نوارهای تشکیل شده توسط آغازگرهای مورد مطالعه بین 11 تا 23 برای هر آغازگر متغیر و میانگین آن نیز 10/17 بود. تعداد نوارهای چندشکل در این تحقیق برای آغازگرها حداقل 7 و حداکثر 21 نوار به دست آمد.در این تحقیق میزان PIC بین 19/0 و 42/0 متغیر بود و میانگین آن نیز 29/0 به دست آمد. بیشترین PIC مربوط به آغازگرISSR2 و کمترین PIC نیز مربوط به آغازگرISSR4 بود. تجزیه خوشه ای نشان داد که در سطح تشابه 65 درصد اکوتیپ های مربوط به هر گونه در یک گروه و اکوتیپ های مربوط به گونه های متفاوت در گروه های مجزا قرار گرفت، به طوریکه اکوتویپ های قزوین، تفت، یزد، ساری، کرمان و شیراز که همگی متعلق به گونه Althaea Rosea بودند در یک گروه قرار گرفتند. در گروه دوم اکوتویپ های متعلق به گونه Althaea Ficifolia که شامل بهشهر، گرگان، بم، رفسنجان، همدان و مشهد بودند قرار گرفت . در گروه سوم نیز اکوتیپ های گونه Althaea Officinalis که شامل اکوتیپ های بشروییه، کرمانشاه، اصفهان، جیرفت، فاریاب و بوشهر قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که 28 درصد از تنوع مربوط به درون گونه ها و 72 درصد از تنوع مربوط به بین گونه های مورد مطالعه بود. نتایج تجزیه به مختصات اصلی نیز نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای را تایید کرد.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج به دست آمده نشانگر ISSR و آغازگرهای مورد بررسی در این آزمایش کارایی لازم را جهت تمایز اکوتیپ و گونه های گل ختمی را دارا بودند و از طرفی با توجه به وجود تنوع ژنتیکی از اکوتیپ های مورد مطالعه در این آزمایش می توان به عنوان والدین در پروژه های به نژادی این گیاه استفاده کرد و به منظور حفظ ژرم پلاسم و جلوگیری از فرسایش ژنتیکی، نگهداری اکوتویپ های مورد مطالعه در این تحقیق در بانک های ژن گیاهی پیشنهاد می گردد .
کلید واژگان: تجزیه خوشه ای، تشابه ژنتیکی، PICKnowledge of genetic diversity is the basis of plant breeding and various aspects such as selection of cross parents, protection of germplasm and prevention of genetic erosion are important. The purpose of this research is to evaluate the genetic diversity and investigate the genetic relationships in the native ecotypes of marigold in Iran in order to be used in breeding projects and to protect the genetic reserves of this plant.
Materials and methodsIn this research, after extracting DNA from young leaves by CTAB method, the molecular diversity of 18 ecotypes of three species of marshmallow bud was investigated using 10 ISSR primers.
ResultsThe total number of bands formed by the primers studied in this research varied between 11 and 23 for each primer. The number of polymorphic bands in this research for the primers was at least 7 and at most 21 bands. In this research, the PIC ranged between 0.19 and 0.42 and its average was 0.29. The highest PIC was related to the ISSR2 marker and the lowest PIC was related to the ISSR4 marker. Cluster analysis showed that at the similarity level of 65%, the ecotypes related to each species were in one group and the ecotypes related to different species were placed in separate groups, so that the ecotypes of Qazvin, Taft, Yazd, Sari, Kerman and Shiraz which All of them belonged to the Althaea Rosea species and were placed in one group. In the second group, the ecotypes belonging to the Althaea Ficifolia species, which included Behshahr, Gorgan, Bam, Rafsanjan, Hamadan and Mashhad, were placed.The results of molecular variance analysis showed that 28% of the variation is within the species and 72% of the variation is Among the studied species. The results of analysis to main coordinates also confirmed the results of cluster analysis.
Conclusion:
According to the obtained results, the ISSR marker and the primers investigated in this experiment have the necessary efficiency to distinguish the ecotypes and the species of khatami flowers, and on the other hand, due to the genetic diversity of the ecotypes studied in this experiment, it can be The title of the parents was used in the breeding projects of this plant, and in order to preserve the germplasm and prevent genetic erosion, it is suggested to keep the ecotypes studied in this research in plant gene bank .
Keywords: Cluster analysis, genetic similarity, PIC -
هدف
گل ختمی متعلق به جنس Althaea و خانواده Malvaceae می باشد. این گیاه بومی آسیا، جنوب آفریقا و آمریکا است. این گیاه در سراسر ایران در مراتع طبیعی یافت می شود. هدف از انجام این پژوهش شناسایی بهترین اکوتیپ های گل ختمی از نظر صفات فیتوشیمیایی موردمطالعه در این آزمایش و معرفی بهترین اکوتیپ ها به منظور پژوهش های بیش تر و استفاده به عنوان والدین تلاقی در پروژه های به نژادی می باشد.
روش پژوهش:
در این پژوهش صفات فیتوشیمیایی در نه اکوتیپ و سه گونه مختلف بررسی شد. این صفات شامل میزان فلاونویید کل، محتوی آنتوسیانین کل، میزان فعالیت بازدارندگی آنزیم تیروزیناز و میزان فعالیت بازدارندگی آنزیم کولین استراز بود.
یافته هانتایج نشان داد که از نظر میزان فلاونویید و میزان فعالیت بازدارندگی آنزیم استیل کولین استراز اکوتیپ کرمانشاه از گونه A. officinalis به ترتیب 47/18 میلی گرم کویرستین در گرم عصاره و 37/28 (mg/ml مبتنی بر 50 IC)، از نظر میزان آنتوسیانین اکوتیپ بوشهر متعلق به گونه A. ficifolia، 45/6 میلی گرم بر گرم عصاره خشک و از نظر میزان فعالیت بازدارندگی آنزیم تیروزیناز اکوتیپ یزد با 25/84 (mg/ml مبتنی بر 50IC)، بالاترین مقادیر را داشتند. پس از محاسبه ضرایب همبستگی پیرسون مشخص شد که بین صفات موردبررسی همبستگی مثبت و معنادار وجود دارد. در مقایسات اورتوگونال نیز اکوتیپ های کرمانشاه، مازندران و اصفهان متعلق به گونه A. officinalis از نظر میزان فلاونویید و میزان فعالیت بازدارندگی آنزیم کولین استراز دارای بالاترین مقدار بودند. در تجزیه خوشه ای به روش WARD اکوتیپ های مربوط به هر گونه در گروه مجزا قرار گرفتند.
نتیجه گیریبنابراین با توجه به تنوع بالا بین گونه ها و اکوتیپ های موردمطالعه، به منظور اصلاح و گزینش صفات فیتوشیمیایی در گل ختمی از اکوتیپ های بررسی شده در این آزمایش می توان به عنوان جمعیت پایه و والدین اولیه تلاقی استفاده کرد.
کلید واژگان: آنتوسیانین، آنزیم کولین استراز، اکوتیپ، گل ختمیObjectiveMarshmallow (Althaea spp.) is a plant belonging to the Malvaceae family and is native to Asia, South Africa, and America. It is found in Iranian natural pastures throughout the country. The purpose of this research is to identify the best ecotypes of Golkhtami in terms of phytochemical traits studied in this experiment and to introduce the best ecotypes for further research and to be used as crossbreeding parents in crossbreeding projects.
MethodsIn this study which was investigated in nine ecotypes and three different species, phytochemical traits including total flavonoid content, total anthocyanin content, tyrosinase enzyme inhibitory activity, and cholinesterase inhibitory activity were evaluated in different ecotypes of marshmallow.
ResultsThe results showed that the Kermanshah ecotype of Althaea officinalis had the highest amount of flavonoids (18.47 mg of quercetin per gram of extract) and cholinesterase inhibitory activity (28.37 mg/ml based on IC50), while the Bushehr ecotype of A. ficifolia had the highest amount of anthocyanins (6.45 mg) and the Yazd ecotype of A. officinalis had the highest tyrosinase enzyme inhibitory activity (84.25 mg/ml based on IC50). Pearson's correlation coefficients revealed a positive and significant correlation between the investigated traits. In orthogonal comparisons, the Kermanshah, Mazandaran, and Isfahan ecotypes of A. officinalis had the highest levels of flavonoids and cholinesterase inhibitory activity. Cluster analysis by the WARD method showed that the ecotypes related to one species were placed in one group.
ConclusionThese findings suggest that the studied species and ecotypes have high diversity, which can be useful for improvement and selection of phytochemical traits in marshmallow. The investigated ecotypes can be used as the base population and initial parents of the cross in further experiments.
Keywords: Anthocyanin, Cholinesterase enzyme, Ecotype, Marshmallow
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شدهاست.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه میکند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایشها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامدهاست.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.