asa ebrahimi
-
زمینه و هدف
جنگل های مانگروی جنوب به خاطر اهمیت زیستگاهی و وجود گونه های در معرض خطر و کمیاب، و مشکلات ناشی از آلاینده ها، یکی از حساس ترین رویشگاه های جنگلی ایران محسوب می شوند. در صورت عدم رسیدگی و نابودی، برگشت پذیری آنها بسیار دشوار و گاهی غیرممکن است. این مطالعه با هدف بررسی ارتباط ویژگی های اکولوژیک آبی و خاکی با متغیرهای موفولوژیک این جنگل ها در 4 منطقه از مناطق رویشی این جنگل ها (گواتر، قشم، عسلویه و ماهشهر) انجام شده است.
روش بررسیپارامترهای اکولوژیکی شامل بافت خاک، میزان کربنات کلسیم معادل، EC خاک، pH خاک، درصد سدیم و پتاسیم آب، و پارامترهای موفولوژیک درختان حرا (ارتفاع، قطربرابر سینه، قطر یقه، قطر و طول ریشه های هوایی، مساحت برگ) با اندازه گیری های زمینی و روش تصادفی به شیوه خطی برداشت شد. در آزمایشگاه اندازه گیری ها با دستگاه های اختصاصی انجام شد. با استفاده از آزمون های آماری ANOVA و همبستگی پیرسون روابط بین آنها مورد بررسی قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد که شرایط اکولوژیکی چهار منطقه و ویژگی های موفولوژیکی درختان، دارای اختلافات معنی داری بودند. میزان رس، پارامتر pH و EC، سدیم و پتاسیم آب و ارتفاع، قطر برابر سینه، قطر یقه، مساحت برگ و قطر پنوماتوفر در گواتر، بیشترین مقادیر را نشان داده و روند کاهشی بسیاری از پارامترها از شرق به غرب مشهود بوده است. متغیرهای اکولوژیکی بیشترین ضریب همبستگی را با پارامتر طول ریشه نشان داده، در مقابل پارامتر مساحت برگ کمترین وابستگی را نشان داده است.
بحث و نتیجه گیرینتایج این مطالعه، اختلافات منحصر به فرد هر یک از رویشگاه های حرا در پارامترهای خاک و آبی و ویژگی های موفولوژیک را نشان داده، همچنین از تاثیر بسیار زیاد این پارامترها بر استقرار و رویش درختان حرا در اکوسیستم های جنگلی جنوب کشور حکایت دارد.
کلید واژگان: مانگرو, همبستگی, ویژگی های اکولوژیک, Avicennia Marina, گواتر.Background and ObjectivesThe southern mangrove forests are considered to be one of the most important forest habitats in Iran due to the presence of indanger and rare, and problems from pollutions. If lack of attention and destroyed, their reversibility is very difficult and sometimes impossible. The aim of this study was to investigate the relationship between aquatic and soil ecological characteristics and morphological variables in 4 vegetation areas of these forests (Goater, Qeshm, Assaluyeh and Mahshahr).
Material and MethodologyEcological parameters including soil texture, equivalent calcium carbonate content, soil EC, soil pH, water sodium and potassium percentage, and morphological parameters of mangrove trees (height, diameter at breast height, collar diameter, diameter and length of pneumatofers, leaf area) with ground measurements were taken randomly by linear method (transect). In the laboratory, measurements were performed with specific devices for each parameter. Using ANOVA and Pearson correlation tests, the relationships between them were examined.
FindingsThe results showed that the ecological conditions of the four regions, as well as the morphological characteristics of the trees, had significant differences. The amount of clay, pH and EC, sodium and potassium of water and height, d.b.h, collar diameter, leaf area and pneumatofer diameter in Guater showed the highest values and the decreasing trend of many parameters from east to west was quite evident. Ecological variables showed the highest correlation coefficient with the root length, while the leaf area parmeter showed the lowest dependence.
Discussion and ConclusionThe results of this study show the unique differences of each mangrove habitat in southern Iran in soil and water parameters and morphological characteristics. It also shows the great impact of ecological parameters (water and soil) on the establishment and growth of mangrove trees in sites in the forest ecosystems of the south of the country.
Keywords: Mangrove, Correlation, Ecological Characteristics, Avicennia Marina, Guater -
تنش گرمایی در زنبور عسل سبب کاهش تخم گذاری ملکه و کاهش ماندگاری زنبورهای کارگر روی تیرک های تولید ژله رویال می شود. برای کاهش اثرات تنش گرمایی و افزایش مقاومت بدن زنبورها، با تامین مواد آنتی اکسیدانی می توان مشکلات تنش گرمایی را به حداقل رساند. هدف از انجام پژوهش کنونی، تعیین اثر دوزهای مختلف اسید آسکوربیک (ویتامین C) بر تخمگذاری ملکه، وضعیت آنتی اکسیدانی و وزن بدن زنبورهای پرستار، درصد پذیرش لارو و مقدار تولید ژله رویال بود. تعداد 30 کلنی زنبور عسل نژاد بومی (Mellifera meda) یکسان سازی شده در قالب طرح کاملا تصادفی، برای تولید ژله رویال در تیرماه سازماندهی شدند. ویتامین C در غلظت های صفر، 1000، 1500، 2000، 2500 و 3000 میلی گرم در لیتر به کلنی ها به مدت 30 روز تغذیه شد. غلظت مالون دی آلدئید و ظرفیت آنتی اکسیدانی بدن، وزن و ترکیبات بدن زنبورهای پرستار، درصد پذیرش لارو و مقدار تولید ژل رویال در هر فنجانک تعیین شد. کم ترین وزن بدن زنبورهای پرستار به کلنی هایی تعلق داشت که 2500 و 3000 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت دریافت کردند. کم ترین میانگین ظرفیت آنتی اکسیدانی بدن در گروه شاهد و بیش ترین میانگین در گروه دریافت کننده 3000 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت مشاهده شد. گروه شاهد کم ترین وسعت تخم گذاری ملکه وکلنی دریافت کننده 2000 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت بیش ترین وسعت تخم گذاری ملکه داشت. بیش ترین درصد پذیرش لارو در گروه دریافت کننده 2500 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت و کم ترین درصد پذیرش لارو پیوند شده در گروه شاهد مشاهده شد. کم ترین مقدار ژله رویال تولیدی به گروه شاهد تعلق داشت و گروه های دریافت کننده 2000 و 2500 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت بیش ترین مقدار ژله رویال را در هر سلول فنجانک داشتند. کلنی های دریافت کننده دوزهای 2500 و 3000 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت به شدت رفتار تهاجمی داشتند. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که افزودن 2000 میلی گرم ویتامین C در هر لیتر شربت سبب افزایش پذیرش لارو و تولید ژله رویال می شود و تخم گذاری ملکه را بهبود می بخشد. با افزودن ویتامین C رفتار تهاجمی زنبورهای کارگر افزایش می یابد و افزودن آن به شربت خطر افزایش تهاجم و نیش زنی زنبورها را به همراه دارد.کلید واژگان: ظرفیت آنتی اکسیدانی, ویتامین C, تخمگذاری ملکه, تنش گرمایی, زنبورعسلHeat stress in honey bees causes a decrease in queen egg laying and the life span of workers on royal jelly production cells. In order to reduce the effects of heat stress and increase the body resistance of bees, heat stress problems can be minimized by providing antioxidant substances. The current research aimed to determine the effect of different doses of vitamin C on queen egg laying, antioxidant status and body weight of nurse bees, larval acceptance percentage, and royal jelly production. A total of 30 honey bee colonies (Mellifera meda) were equalized and organized for royal jelly production in July and used in a completely random design. Colonies were fed vitamin C in concentrations of zero, 1000, 1500, 2000, 2500, and 3000 mg/liter for 30 days. The body's antioxidant capacity, weight and composition of the body of nurse bees, the percentage of larval acceptance, and the amount of royal jelly produced in each cup were determined. The lowest body weight of nurse bees belonged to colonies that received 2500 and 3000 mg of vitamin C per liter of syrup. The lowest antioxidant capacity of the body was observed in the control group, and the highest mean was in the group receiving 3000 mg of vitamin C per liter of syrup. The control group had the lowest egg-laying area, and the colonies receiving 2000 mg of vitamin C per liter of syrup had the highest egg-laying area of the queen. The highest percentage of larvae acceptance was observed in the group receiving 2500 mg of vitamin C per liter of syrup. The lowest percentage of larva acceptance was observed in the control group. The lowest amount of royal jelly produced belonged to the control group, and the groups receiving 2000 and 2500 mg of vitamin C per liter of syrup had the highest amount of royal jelly per cell. Colonies receiving 2500 and 3000 mg of vitamin C per liter of syrup were highly aggressive. The results of the present study showed that supplementation of 2000 mg vitamin C per liter of syrup increases larval acceptance and royal jelly production and improves queen egg laying. By supplementation of vitamin C, the aggressive behavior of worker bees increases, which leads to increases in the risk of the bees' stingsKeywords: Antioxidant Capacity, Vitamin C, Queen Laying, Heat Stress, Honey Bee
-
مقدمه
علف های هرز یکی از مهم ترین معضلات در کشاورزی هستند و باعث خسارت های زیادی به محصول می شوند. استفاده بی رویه از علف کش ها در دهه های اخیر منجر به اثرات مضری روی محیط زیست و موجودات زنده از جمله انسان گردیده است. برای مقابله با این مشکلات امروزه تلاش بر کاهش اتکاء به علف کش های مصنوعی و تغییر جهت به سمت کشاورزی پایدار به عنوان جزیی از مدیریت تلفیقی علف های هرز است. در بین ترکیبات طبیعی، اسانس ها که از اجزای گیاهان معطر و دارویی می باشند برای کشف علف کش های جدید مورد بررسی قرار گرفتند.
مواد و روش هابه منظور بررسی اثرات اسانس بومادران (Achillea wilhelmsii C. Koch) بر جوانه زنی و رشد گیاهچه خرفه (Portulaca oleracea L.) و چاودار (Secale cereal L.) دو آزمایش به صورت عاملیل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات انجام شد. عامل اول نوع اسانس در دو سطح (طبیعی و نانو امولسیون) و عامل دوم غلظت اسانس در شش سطح (صفر، 100، 200، 400، 800 و 1000 میکرولیتر در لیتر) بودند.
یافته هاتصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ذرات به نسبت کروی و اندازه آن ها بین 1 تا 100 نانومتر بود. پتانسیل زتا نانو امولسیون اسانس 8/13- میلی ولت بود که نشان دهنده پایداری ذرات بود. هر دو نوع اسانس درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، طول ریشه چه، طول ساقه چه و وزن خشک گیاهچه هر دو علف هرز را کاهش دادند و با افزایش غلظت، درصد جوانه زنی به میزان بیشتری کاهش یافت. خرفه تیمار شده با اسانس طبیعی در غلظت 200 میکرولیتر در لیتر میزان 25/55 درصد جوانه زد ولی در همین غلظت درصد جوانه زنی بذرهای تیمار شده با نانو امولسیون اسانس 50/30 درصد بود. غلظت 800 میکرولیتر در لیتر نانو امولسیون اسانس توانست به طور کامل از جوانه زنی و رشد گیاهچه خرفه جلوگیری کند. نانو امولسیون اسانس در غلظت 1000 میکرولیتر در لیتر کاملا از جوانه زنی بذر چاودار جلوگیری کرد. سرعت جوانه زنی تحت تاثیر اسانس بومادران کاهش یافت و تا غلظت 200 میکرولیتر در لیتر تفاوتی بین دو نوع اسانس وجود نداشت اما در غلظت 800 میکرولیتر در لیتر سرعت جوانه زنی بذر چاودار تیمار شده با نانو امولسیون و طبیعی به ترتیب به 32/0 و 40/1 تعداد در روز رسید که این تفاوت معنی دار بود.
نتیجه گیریدرصد بازداری صفات بررسی شده در هر دو گونه علف هرز نشان داد که نانو امولسیون اسانس موثرتر از اسانس طبیعی بود. اسانس بومادران روی علف هرز خرفه در مقایسه با چاودار موثرتر بود. اسانس ها اثرات مشابهی روی علف های هرز ندارند و اثرات بازدارندگی آن ها بسته به غلظت و گونه علف هرز متفاوت خواهد بود و انتخابی بودن این ترکیبات باید مورد بررسی قرار گیرد. تولید نانو اسانس بومادران به عنوان علف کش طبیعی راهکاری برای مهار علف های هرز در نظام های کشاورزی آلی ارایه می دهد.
جنبه های نوآوری:
1- ذرات نانو امولسیون از اسانس بومادران تولید شد.
2- ذرات نانو امولسیون نسبت به اسانس طبیعی اثرات بازددارندگی بیشتری روی جوانه زنی علف های هرز مورد بررسی داشتند.کلید واژگان: پتانسیل زتا, سرعت جوانه زنی, طول ریشه چه, غلظت اسانسIntroductionWeeds are one of the most important problems in agriculture and cause a lot of damage to crops. Overconsumption of herbicides in recent decades has led to harmful impacts on the environment and living organisms, including humans. In order to deal with these problems today, efforts are being made to reduce reliance on artificial herbicides and change direction towards sustainable agriculture as a part of integrated weed management. Among natural compounds, essential oils, which are components of aromatic and medicinal plants, were investigated to discover new herbicides.
Material and MethodsIn order to investigate the effects of yarrow essential oil (Achillea wilhelmsii C. Koch) on the germination and growth of purslane (Portulaca oleracea L.) and rye (Secale cereale L.) seedlings, two factorial experiments were conducted in the form of a completely randomized design in three replicates at Islamic Azad University, Science and Research Branch. The first factor was the type of essential oil in two levels (normal and nanoemulsion) and the second factor was the concentration of essential oil in six levels (0, 100, 200, 400, 800, and 1000 µl L-1).
Results and DiscussionScanning electron microscopy images showed the particles were relatively sperhical and their size varied from 1 to 100 nm. The zeta potential of the nanoparticles was -13.8 mV, indicating particle stability. Both type of essential oils reduced germination percentage, germination rate, plumule length, radicel length and seedling dry weight of both weeds and germination percentage decreased significantly with increasing concentration. At a concentration of 200 µl L-1, purslane treated with essential oil germinated 55.25%, but at the same concentration, the germination percentage of seeds treated with nanoemulsion of essential oil was 30.50%. Nanoemulsion of essential oil at concentration of 800 µl L-1 was able to completely prevent the germination and growth of purslane seedlings. Nanoemulsion of essential oil at a concentration of 1000 µl L-1 completely prevented rye seed germination. Germination rate decreased under treatment of yarrow essential oil and there was no difference between two types of essential oils at concentration of 200 µl L-1, but at a concentration of 800 µl, the germination rate of rye seeds treated with nanoemulsion of essential oil and ordinary essential oil reached to 1.40 and 0.32, respectively which was a significant difference.
ConclusionsThe inhibition percentage of the studied traits in both weed species showed that the essential oil nanoemulsion was more effective than the normal essential oil. Yarrow essential oil was more effective on purslane weed compared to rye. Essential oils do not have similar effects on weeds and their inhibitory effects will be different depending on the concentration and species of weeds, and the selectivity of these compounds should be investigated. The production of nano essential oil of yarrow as a natural herbicide is a solution. It offers to control weeds in organic farming systems.
Highlights:
1- Nanoemulsion particles were produced from Yarrow essential oil
2- Nanoemulsion particles had more inhibitory effects on the investigated weeds than the normal essential oil.Keywords: Allelopathy, Germination rate, Oil concentration, Zeta potential -
هدف
تنش شوری یکی از مهم ترین تنش های محیطی است که اثرات نامطلوب گسترده ای بر رشد و نمو گیاهان و بهره وری محصولات کشاورزی در جهان دارد. در بین غلات، جو (Hordeum vulgar L.) دارای بیشترین میزان تحمل به تنش های غیر زیستی به ویژه شوری می باشد. در این تحقیق به منظور ارزیابی پاسخ مولکولی برخی از ژنوتیپ های امیدبخش جو به تنش شوری، الگوی بیان ژن های APX، GPX، SOD، Rbohf1 و Rbohf2 در دو تیمار عدم تنش و تنش شوری مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش هادر این مطالعه اثر تیمار شوری (mM NaCl 200) بر تغییرات الگوی بیان ژن های APX، GPX، SOD، Rbohf1 و Rbohf2 در شش ژنوتیپ امیدبخش جو به همراه رقم مهر (به عنوان شاهد) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی و در دو محیط نرمال و تنش شوری در شرایط کنترل شده گلخانه و با استفاده از سیستم کشت هیدروپونیک به اجرا درآمد. پس از استقرار گیاهچه ها و اعمال دوره تنش (21 روز)، نمونه برداری از بافت برگ انجام و میزان بیان نسبی هر یک از ژن ها در هر دو شرایط رشدی با استفاده از روش(2001) Pfaffl اندازه گیری شد.
نتایجبا توجه به نتایج به دست آمده اختلاف معنی داری بین تیمارهای عدم تنش و تنش شوری و همچنین بین ژنوتیپ های ارزیابی شده از نظر بیان نسبی ژن های مورد مطالعه مشاهده شد. تیمار شوری به طور معنی داری موجب افزایش بیان هر یک از ژن های Rbohf1، APX، GPX، Rbohf2 و SOD به ترتیب به میزان 80/6، 51/4، 26/4، 76/2 و 72/2 برابر نسبت به تیمار عدم تنش شد. مقایسه الگوی بیان ژن های ارزیابی شده در ژنوتیپ های مختلف نشان داد دو ژنوتیپ G6 و G7 دارای واکنش بهتری از نظر پاسخ به تنش اکسیداتیو ایجاد شده به واسطه تیمار شوری و در نتیجه تحمل قابل قبولی در برابر تنش شوری بودند.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج به دست آمده از این مطالعه مشخص شد ژنوتیپ های G6 و G7 بواسطه زمینه ژنتیکی خود قابلیت بالایی در تنظیم بیان ژن های مرتبط با سیستم آنتی اکسیدانتی دارند. از این رو این ژنوتیپ ها می تواند به عنوان کاندید مناسبی برای بررسی های تکمیلی و استفاده در آزمایشات سازگاری و پایداری جهت معرفی ارقام متحمل به تنش شوری مورد توجه قرار گیرد.
کلید واژگان: الگوی بیان ژن, شوری, فعالیت آنتی اکسیدانت, جو زراعیObjective:
Salinity stress is one of the most important environmental stresses that significantlyhas negative effects on plant growth and crop production all over the world. Among cereal crops, barley (Hordeum vulgar L.) is the most tolerate cereal to abiotic stresses, especially to salinity stress. In the present study, to evaluate the molecular response of some promising genotypes of barley to salinity stress, the expression patterns of APX, GPX, SOD, Rbohf1, and Rbohf2 genes were assessed under two control and salt stress conditions.
Materials and methods:
In this study, the effect of salt treatment (200 mM NaCl) on relative expression patterns of APX, GPX, SOD, Rbohf1, and Rbohf2 genes in a set of six promising genotypes of barley along with a local cultivar as the reference genotype (cv. Mehr) was evaluated. The experiment was conducted in a randomized complete block design in two environments (normal and saline stress) under controlled glasshouse conditions using a hydroponic system. After seedling establishment and applying stress treatment (21-days), plants were subjected to sampling and the relative expression for targeted genes was estimated as proposed by Pfaffl (2001).
Results:
According to the results, a significant difference was observed between control and salt treatments, as well as, among tested barley genotype in terms of all investigated genes. Salt treatment significantly increased expression of Rbohf1, APX, GPX, Rbohf2, and SOD by 6.80, 4.51, 4.26, 2.76, and 2.72-fold compared to control treatment, respectively. A comparison of the expression patterns of studied genes revealed that promising genotypes G6 and G7 showed better tolerance against oxidative stress induced by salt treatment and revealed an acceptable tolerance to salinity stress.
Conclusions:
Our results revealed that the genotypes G6 and G7 due to their genetic background have a high potential to the regulation of their antioxidant system. Hence, these genotypes can be used as ideal candidates for supplementary studies and even participate in adaptability and stability trials to release as commercial cultivars tolerant to salt stress.
Keywords: Gene expression pattern, Salinity, antioxidant activity, Barley -
مقدمه
چای یک محصول فراغذایی جهت پیشگیری و درمان بیماری های مختلف است.هدف از بررسی خواص آنتی اکسیدانها و پلی فنلها و میزان اثر بخشی عصاره هیدرومتانولی چای سفید بر روند رشد تومور سرطان کولون در موشBALB/c می باشد.
مواد و روش هاجهت سنجش میزان پلی فنل وآنتی اکسیدانهای موجود در انواع چای آزمایشی انجام شد.عصاره برگ انواع چای با روش های مختلف استخراج بدست آمد و برای تعیین ظرفیت مهار رادیکال آزاد به وسیله دستگاه HPLC آنتی اکسیدانهای جدا شده توسط DPPH مورد ارزیابی قرار گرفت و همچنین محتوای فنلی عصاره ها با استفاده از فولین سیوکالتو سنجیده شد.در ادامه موشهای BALB/cبا وزن اولیه یکسان با استفاده از رده سلولی HCT-116 مدل سرطان کولون در آنها القاء شد، کلیه گروها تحت تیمار عصاره با دو دوز غلظت،کمترین دوز با میزانmg/kg 15و بیشترین با میزان mg/kg 150 قرارگرفتند.صفات مختلف در موش مورد بررسی قرار گرفت سپس آنالیزداده ها توسط مقایسه میانگین و آزمون یکطرفه انجام شد.
یافته هانتایج نشان داد عصاره انواع چای با روش استخراج هیدرومتانولی موثرترین عصاره از نظر میزان آنتی اکسیدانی می باشد و اختلاف معنی داری با سایر روش های عصاره گیری داشت، عصاره چای سفید بیشترین و قویترین خاصیت آنتی اکسیدانی و بالاترین میزان مهارکنندگی رادیکالهای آزاد را نشان داد،نتایج مطالعات حیوانی مشخص شد اختلاف وزن ثانویه از اولیه درموشهای دریافت کننده عصاره دوز بالانسبت به موشهای دریافت کننده دوز کم افزایش معنی داری (05/0>P) دارد. اما اندازه تومور و مساحت و وزن تومور در دوز بالا نسبت به دوز پایین کاهش معنی داری داشته است.
نتیجه گیریدر میان روش های مختلف عصاره گیری روش هیدرومتانولی چای سفید بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی و بالاترین کاتچین های اختصاصی را دارد و با توجه به نتایج عصاره چای سفید اثرات کاهش دهنده ای در روند وکنترل سرطان روده بزرگ در موش های مبتلا می تواند داشته باشد.
کلید واژگان: چای, رادیکال های آزاد, کروماتوگرافی, کاتچین, سرطان کولورکتالIntroductionTea is one of the most popular drinks in the world. It contains concentrations of antioxidants and polyphenols that might be of interest to human health. The aim of this study was to investigate the properties of antioxidants and polyphenols and the effectiveness of hydro-methanol extract of WT on the growth of colon cancer tumors in BALB/c.
Materials and MethodsIn order to measure the amount of polyphenols and antioxidants in different types of tea, experiments were performed. Extract of different types of tea was obtained by different methods and in order to determine the free radical scavenging capacity separated antioxidants by HPLC, were evaluated by DPPH. The phenolic content of the extract was measured using Folin-siocalto. Then, BALB/c mice with the same initial weight were induced in the colon cancer model using HCT-116 cell line. All groups were treated with two concentrations of the extract. The lowest dose was 15mg/kg and the highest was 150mg/kg. Different traits were evaluated in mice and the data were analyzed by one-way test.hydro-methanol method was the most effective in terms of antioxidant content and had a significant difference with other methods, white tea extract showed the highest and strongest antioxidant properties and the highest of free radical scavenging. The results of animal studies showed that the difference in secondary weight from the primary in mice receiving the extract with a high dose compared to the mice receiving the low dose increased significantly (P<0.05). However, tumor size, area and tumor weight at high dose were significantly reduced as compared to the low dose.hydro-methanol extraction method has the highest antioxidant activity and the highest specific catechins and according to the results, extract WT can have reducing effects in the process and control of colon cancer in infected mice.
Keywords: tea, Free Radicals, Chromatography, Catechin, Colorectal Cancer -
با توجه به حساسیت نیشکر به سرما، به منظور شناسایی مسیرها و ژن های دارای بیان افتراقی در ارقام نیشکر در هنگام تنش سرما و استفاده از آن ها در برنامه اصلاح نبات نیشکر، پس از وقوع سرمای 1.2- درجه سانتی گراد در دی ماه 1394، تعداد 454 رقم نیشکر با استفاده از شاخص های مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و آنالیز RNA-seq، در مزرعه تحقیقاتی موسسه تحقیقات نیشکر خوزستان موردبررسی قرار گرفت. در مرحله اول با استفاده از شاخص های مورفولوژیکی، ارقام متحمل و حساس در برابر سرما، انتخاب شدند. در مرحله دوم در سال 1395، پس از تنش سرما، شاخص های بیوشیمیایی از قبیل پرولین و مالون دی آلدیید، در ارقام متحمل افزایش بیشتری پیدا کرد و بر این اساس دو رقم BR00-01 و TUC66-107 به ترتیب به عنوان متحمل ترین و حساس ترین رقم نسبت به سرما شناسایی شدند. سپس این ارقام در سردخانه تحت تنش دمای 2- درجه سانتی گراد به مدت 12 ساعت قرار گرفتند. در مرحله سوم، استخراج RNA، توالی یابی به روش RNA-seq و ساخت کتابخانه cDNA انجام گردید. سپس آنالیز بیان و تفسیر ژن های دارای بیان افتراقی انجام گردید. نتایج بررسی واکنش مورفولوژیکی و بیوشیمیایی ارقام نیشکر به تنش سرما نشان داد ارقامی که در مرحله مورفولوژیکی میزان تحمل بیشتری به تنش سرما دارند، همین ارقام در مرحله بررسی بیوشیمیایی نیز ازنظر میزان پرولین و MDA در سطح بالاتری نسبت به ارقام حساس قرار می گیرند. در بررسی مولکولی نیز در هنگام تنش سرما، مسیرهای بیوسنتز فعال شامل بیوسنتز آرژنین، اسیدهای آمینه پرولین، فنیل پروپانویید، ریبوفلاوین و مسیر پیام رسان MAPK شناسایی شدند که در هنگام تنش سرما، بیان ژن های تنظیم کننده آن ها، در رقم مقاوم افزایش بیان بیشتری نسبت به رقم حساس داشت. همچنین ژن PR1 در مسیر پیام رسان MAPK شناسایی گردید که با کاهش دما، در رقم مقاوم افزایش بیان بیشتری نسبت به رقم حساس از خود نشان داد.
کلید واژگان: نیشکر, تنش سرما, پرولین, مالون دی آلدئید, بیان افتراقی ژن هاIntroductionIn order to identify cold tolerant cultivars in sugarcane, in December 2015 and one week after the occurrence of -1.2 °C, by morphological study of 454 sugarcane cultivars, the reaction of these cultivars and their tolerance to cold were investigated.
Materials and methodsIn the first stage of the experiment (morphology), 54 cultivars were introduced as resistant and tolerant cultivars and 400 cultivars were introduced as cold and very sensitive cultivars. In 2016, to evaluate cultivars based on biochemical indices, out of 54 resistant cultivars, 5 cultivars, and out of 400 susceptible cultivars, 5 cultivars were selected and the amount of free amino acids, Proline and Malondialdehyde, in them before and after the onset of cold, it was measured. Among the selected cultivars of the previous stage, BR00-01 cultivar was selected as the most tolerant cultivar, and TUC66-107 cultivar as the most sensitive cultivar to cold, to apply cold stress in the cold storage and continue the project in the molecular stage. After planting them in plastic pots, leaf sampling was performed in the refrigeration under stress and to extract TotalRNA. After RNA extraction, the quantity and quality of RNA samples were measured. Using the Illumina Hiseq250 platform in the RNAseq technique, after confirming the quantity and quality of the extracted RNAs, the TruSeq cDNA library was constructed by the Chinese company Novogene and sequencing for RNAseq was done as a pair-end with a length of 150 nucleotides. After sequencing, the data were downloaded in compressed files in Fastq format from the Novogene website. The quality of the raw reads was checked using FastQC software. Trimmomatic software was used in the trimming step. After aligning the reads to the sugarcane reference genome, quantified reads were normalized, differential expression analysis was performed, and genes with differential expression were analyzed and pathways were mapped. After analyzing the differential expression of genes and obtaining the values, GO enrichment analysis was performed to classify the genes based on the placement of their products. Next, the path analysis was performed using the kobas database. Then, in order to enrich the pathways, significant pathways were identified with Corrected P-Value <0.05 for genes with increased and decreased expression.
Results and discussionhe results of differential expression of genes showed that out of a total of 62285 expressed genes, 12674 genes have differential expression in different comparisons between treatments, of which 6939 genes decreased expression and 5735 genes increased expression. After enriching the pathways, genes that could be 95% probable in 18 treatment comparisons to attribute their change in expression to cold stress were identified, and marker genes were identified in these comparisons. According to the results of the metabolic study, increasing the concentration of free amino acids, Proline and Malondialdehyde increased the plant's tolerance to cold. In this study, due to cold stress, various biosynthetic and metabolic pathways were activated under the influence of the activity of genes controlling these pathways to produce their products. These pathways include the biosynthesis of the amino acids arginine and Proline, the biosynthesis of Phenylpropanoid, the riboflavin metabolism, and the MAPK messenger pathway, in which the genes involved increased expression during cold stress. Meanwhile, the PR1 gene was detected in the MAPK messenger pathway, which showed an increase in expression with decreasing temperature Increased expression of genes in MAPK, Phenylpropanoid, sulfur, Glycerophospholipid, arachidonic acid, lipid ether, riboflavin and Proline signaling pathways indicates that the products of some genes controlling these pathways play a role in increasing cold tolerance of sugarcane.
ConclusionsThe results of morphological, metabolic and molecular studies showed that there is a correlation between these indices and their values in resistant cultivar. When screening sugarcane clones for cold, the best clones can be selected by measuring the amount of secondary metabolites. In this study, genes affecting cell physiology pathways were identified and their role in increasing sugarcane tolerance to cold was elucidated. Using these genes, you can use them in a sugarcane breeding program to screen for cold-resistant clones. In the sugarcane breeding program, these genes can be used as markers in the screening of clones.
Keywords: Cold stress, Differential expression of genes, Malondialdehyde, Proline, Sugarcane -
Anticancer and the anti-inflammatory effects of American and European Cranberries have been previously shown on different cancer cells. Owing to the limited evidence on growth conditions and anticancer potentials of the Iranian Vaccinium genus, Vaccinium Arctostaphylos, it was aimed to investigate its effect on colorectal cancer cells. In this regard, Vaccinium Arctostaphylos was cultured in Woody Plant Medium (WPM) following incubation at 27°C in cycles of light and darkness. Callogenesis was induced using growth mediums containing different concentrations of 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), Yeast extract, and Kinetin. Total polyphenol and antioxidant activity of prepared extracts from wet and dried callus and air-dried fruit was measured through the Folin-Ciocalteu method and DPPH assay, respectively. Various concentrations (0-500 µgr/ml) of fruit and callus extracts were examined on HCT-116 colorectal cancer cells. MTT assay was employed to determine the cytotoxicity of fruit and callus extracts. Obtained data were analyzed using Graph Pad Prism V7.04. The size and weight of the obtained callus were significantly dependent on the concentrations of 2,4-D, Yeast extract, and Kinetin. Dry callus has been found to have the highest amount of polyphenol and antioxidant activity. HCT-116 cell death rate (20.5%) was demonstrated to be the most for dry callus at the concentration of 400 µg/ml. However, half-maximal inhibitory concentration (IC50) was not achieved for none of Vaccinium Arctostaphylos fruit or callus, Present evidence on cancer cell death can pave the way towards further assessment of anti-inflammatory and cancer cell cytotoxicity of the Iranian Cranberry genus.
Keywords: Vaccinium Arctostaphylos, HCT-116 cell line, Cytotoxicity, Polyphenol -
شوری خاک یکی از بزرگ ترین مشکلات کشاورزی محسوب می شود که باعث کاهش رشد و عملکرد محصولات زراعی می شود. با اینکه جو متحمل ترین گیاه نسبت به تنش شوری در بین غلات است اما مرحله گیاهچه ای جو، یکی از حساس ترین مراحل رشدی به تنش شوری می باشد. از این رو، به منظور بررسی اثر تنش شوری بر صفات بیوشیمیایی نظیر شاخص پراکسیداسیون سلولی (TBARM)، فعالیت کاتالاز و محتوی پرولین در ریشه و اندام هایی ارقام جو در مرحله گیاهچه ای، طرح فاکتوریل با پایه کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. فاکتورهای آزمایشی شامل دو سطح شوری (هدایت الکتریکی آب برابر با 0 و 22 دسی زیمنس بر متر) و دو رقم جو (رقم حساس (فجر) و مقاوم (افضل)) بود. همچنین، بیان نسبی سه ژن (NHX3، CAT1 و TIP2;3) در ریشه و اندام هوایی در مرحله گیاهچه ای تحت تنش شوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ANOVA نشان داد که اثرمتقابل بین شوری و رقم بر روی همه صفات فوق (01/0> p) معنی دار است. تحت تنش شوری، TBARM، فعالیت کاتالاز و پرولین در ریشه و اندام هوایی هر دو رقم در مرحله گیاهچه ای افزایش یافت اما بالاترین محتوای پرولین و فعالیت کاتالاز، و پایین ترین میزان TBARM در رقم متحمل (افضل) مشاهده شد. بنابراین به نظر می رسد که رقم متحمل به ترتیب با تنش های اکسیداتیو و اسمزی ناشی از تنش شوری از طریق افزایش فعالیت آنتی اکسیدانی و املاح سازگار مقابله می نماید. الگوی بیانی ژن های NHX3، CAT1 و TIP2;3در رقم متحمل تحت تنش شوری نشان داد که این ژن ها در بالا بردن تحمل به شوری در جو نقش دارند. در نتیجه، ژن های فوق می توانند به عنوان نامزدهای امیدبخش در برنامه های اصلاح نژادی برای افزایش تحمل به شوری در محصولات زراعی مورد استفاده قرار گیرند.
کلید واژگان: بیان ژن, جو, صفات بیوشیمیایی, شوریJournal of Genetics, Volume:17 Issue: 2, 2022, PP 127 -135Soil salinity is one of the most agricultural problems that reduces the growth and yield of crops. Although, barley is the most salinity- tolerant plant among cereals but its seedling stage is the most sensitive developmental stage to salinity stress. Thereby to study the effect of salinity stress at seedling stage on biochemical traits including thiobarbituric acid reactive material (TBARM), catalase activity, and proline values, a factorial based on randomized complete design with four replications was conducted. The experimental factors included two levels of salinity (EC= 0 and 22 ds/m-1) and two barley genotypes (sensitive (Fajr) and tolerant (Afzal)). ANOVA results showed a significate effect for interaction between salinity and genotype (p<0.01) on all traits. Under salinity stress, thiobarbituric acid reactive material (TBARM), catalase activity, and proline values were increased in root and shoot of both genotypes at seedling stage. The higher value of proline and catalase activity, lower level of TBARM were observed in tolerant genotype (Afzal). Therefore, it seems that tolerant genotype copes with the oxidative and osmotic stresses induced by salinity through the increment of antioxidant activity and compatible solutes, respectively. Moreover, relative expression of three genes (NHX3, CAT1 and TIP2;3) in root and shoot were investigated under salinity stress at seedling stage. Expression pattern of NHX3, CAT1 and TIP2;3 genes in tolerant genotype under salinity stress revealed that they play roles in the salinity tolerance of barley. Thereby, aforementioned genes could be used as promising candidate genes for genetic tolerance to salinity stress in crops.
Keywords: Salinity, barley, biochemical traits, gene expression -
در حال حاضر استفاده از باکتری های محرک رشد گیاه به عنوان جایگزین مناسب برای استفاده از کودهای شیمیایی برای بهبود رشد گندم مورد توجه قرار گرفته اند. هدف از این تحقیق شناسایی بهترین و موثرترین رایزوباکتری ها بر روی رشد گندم بود. ابتدا باکتریهای باسیلوس از محیط ریشه گندم جداسازی و قابلیت تولید هورمون اکسین آنها سنجیده شد. سپس گندم نان رقم روشن به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی تحت تاثیر 8 سویه باکتریایی با بیشترین میزان تولید هورمون IAA در سه غلظت مختلف قرار گرفت. با بررسی صفات مورفولوژیک، بهترین تیمار انتخاب و بیان ژن های دخیل در مسیر هورمون اکسین به وسیله تکنیک RT-qPCR موردمطالعه قرار گرفت. در این مطالعه 20 سویه باسیلوس از محیط رایزوسفری جدا شدند که به ترتیب کمترین و بیشترین میزان تولید IAA صفر و 89/95 میکروگرم بر لیتر بود. نتایج حاصل از صفات مورفولوژیک نشان داد که در همه صفات سویه C6 با OD600 برابر با یک تاثیر مثبت بهتری بر روی رقم روشن گذاشته است. درنتیجه این تیمار برای آنالیز بیان ژن انتخاب شد. نتایج حاصل از آنالیز بیان ژنهای TaTAR2.1 و TaTAR2.4 نشان داد که این ژنها در بخش هوایی تحت تاثیر این سویه و نسبت به شاهد کاهش بیان از خود نشان دادند.
کلید واژگان: باکتری های محرک رشد گیاه, بیان ژن, ژنهای TaTAR2.1 و TaTAR2.4, گندم, هورمون اکسینAt present, the use of plant growth-promoting bacteria has been considered as a suitable alternative to the use of chemical fertilizers to improve wheat growth. The objectives of this study was to identify the best and most effective rhizobacteria on wheat growth. First, Bacillus strains were isolated from wheat rhizosphere and their ability to produce IAA was assayed. Then, Triticum aestivum (Roshan) plants were treated in a completely randomized design by eight heighest IAA-producing bacterial strains at three different bacterial concentrations. By examining morphological traits, the best treatment was selected and the expression of genes involved in the auxin pathway was studied by RT-qPCR technique. Here, twenty Bacillus strains were isolated. The amount of IAA production varied among the strains (the minimum and maximum IAA production were 0 and 95.89 μg/ml, respectively). Twenty strains were isolated, eight strains with the highest levels of IAA production were selected for applying to the plants. Results of morphological traits demonstrated that strain C6 at concentration 1 (OD=1) had a significantly greater positive effect on Roshan plants. This strain was chosen for genes expression analysis. Analysis of expression of TaTAR2.1 and TaTAR2.4 genes showed that these genes have been influenced by strain C6 and they were significantly down-regulated as compared to the control.
Keywords: PGPR, Gene expression, genes TaTAR2.1, TaTAR2.4, Wheat, Auxin -
برای شناسایی موثرترین صفات بر عملکرد دانه، 24 لاین اینبرد ذرت فوق شیرین تحت دو شرایط رطوبتی (نرمال و تنش خشکی) در طول سال زراعی 2017 مورد بررسی قرار گرفتند. این آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در هر دو شرایط انجام شد. تجزیه واریانس عملکرد دانه و هشت صفت مورد مطالعه اختلاف معنی داری را بین لاین های مورد بررسی نشان داد. محاسبه همبستگی های فنوتیپی نشان داد که عملکرد دانه با تعداد دانه در ردیف، قطر بلال، تعداد ردیف بلال و قطر ساقه در شرایط نرمال و با تعداد دانه در ردیف و ارتفاع بوته در شرایط تنش خشکی همبستگی معنی داری داشتند. رگرسیون خطی چندگانه گام به گام نشان داد که تعداد دانه در ردیف، قطر بلال و قطر ساقه 72٪ از تغییرات عملکرد دانه را در شرایط نرمال و درصد چوب بلال، ارتفاع بوته، قطر بلال و طول بلال 60٪ از تغییرات عملکرد دانه را در شرایط تنش خشکی توضیح دادند. تجزیه علیت در شرایط نرمال نشان داد که تعداد دانه در ردیف بالاترین اثر مستقیم مثبت (0.717) را روی عملکرد دانه ذرت فوق شیرین و به دنبال آن قطر ساقه (0.292) و قطر بلال (0.273) داشتند. در شرایط تنش خشکی، بیشترین اثر مستقیم مثبت روی عملکرد دانه ذرت فوق شیرین به صفات قطر بلال (0.455) و ارتفاع بوته (0.436) تعلق داشت.کلید واژگان: تجزیه علیت, خشکی, ذرت, رگرسیون خطی چندگانه, همبستگی فنوتیپیTo identify the most effective characteristics on grain yield, 24 super-sweet maize inbred lines were investigated under two moisture conditions (normal and drought stress) during the 2017 growing season. The experiment was carried out as a randomized complete block design with four replications. Analysis of variance for grain yield and eight agronomic characteristics showed significant differences among investigated inbred lines. Phenotypic correlations indicated that grain yield had a significant relationship with kernel number per row, ear diameter, row number per ear, and stem diameter under normal conditions, and with kernel number per row and plant height under drought-stress conditions. Stepwise multiple linear regression showed that kernel number per row, ear diameter, and stem diameter explained 72% of the variation for grain yield at normal conditions. On the other hand, cob present, plant height, ear diameter, and ear length governed 60% of the grain yield variation under drought-stress conditions. Path analysis under normal conditions revealed that kernel number per row had the highest positive direct effect (0.717) on the grain yield followed by the stem diameter (0.292) and ear diameter (0.273). In the drought stress conditions, ear diameter (0.455) and plant height (0.436) showed the highest positive direct effects on grain yield.Keywords: Drought, Maize, Multiple linear regression, Path coefficient, Phenotypic correlation
-
پروتیین های مسیول تحمل به فلزات (MTP) از جمله ناقل های کاتیونی دو ظرفیتی در دیواره سلولی گیاهان هستند که نقش مهمی را در رشد گیاهان ایفا می کنند. آن ها در فرایند جذب فلزات ریزمغذی و ایجاد مقاومت در گیاهان در خاک های آلوده به فلزات سنگین شرکت می کنند. با این حال اطلاعات کافی در مورد ژن های MTP در خانواده گیاهی بقولات به اندازه کافی وجود ندارد. بنابراین ما در این مطالعه، ارزیابی گسترده ای از ژن های MTP در سه عضو مهم این خانواده شامل: یونجه (Medicago truncatula)، لوبیا (Phaseolus vulgaris) و سویا (Glycine max) با بررسی روابط فیلوژنتیکی، نحوه توزیع کروموزومی، ساختار ژنی و بیان آن ها در بافت های مختلف فراهم آوردیم. با توجه به نتایج به دست آمده 14، 12 و 23 عدد ژن MTP به ترتیب در یونجه، لوبیا و سویا یافت شد. 13 ژن MTP مضاعف در سویا یافت شد در حالی که در لوبیا و یونجه هیج مضاعف شدگی یافت نشد. همهMTP های موردمطالعه در هر سه گیاه در سه گروه Mn-CDFs، Zn-CDFs و Fe/Zn-CDFs دسته بندی شدند. نتایج بررسی جایگاه زیر سلولی به روش In silico نشان داد که بیشترین فعالیت این پروتیین ها در هر سه گیاه در واکویل می باشد و تعداد کمی در دیواره سلولی و هسته قرار دارند. بررسی ساختار ژنی و پروتیینی این ژن ها در این گیاهان حاکی از حفاظت شدگی بالای این پروتیین ها بود اما هرکدام از آن ها سطوح مختلفی از بیان ژن را در طی رشد نشان دادند. این امر می تواند حاکی از نقش مهم این پروتیین ها در طی رشد و نمو گیاهان باشد.
کلید واژگان: بقولات, بیوانفورماتیک, خانواده ژنی, فلزات سنگینMetal tolerance proteins (MTP) are plant membrane divalent cation transporters, which plays an important role during plant growth and development. They involve in minerals uptake and provide resistance for plants in polluted soil by heavy metal. However, information about MTPs proteins in Fabceace family are scarcely known. Therefore, in this study we provided an extensive evaluation of MTP genes in three important members of this family including: Glycine max, Medicago truncatula and Phaseolus vulgaris by providing phylogenetic assessments, chromosomal distributions, gene structures and expression in different tissue. According to the results 14, 12 and 23 MTP genes respectively were found in M. truncatula, P. vulgaris and G. max. 13 duplicated MTP genes in G. max were found meanwhile we did not find any duplication in the MTP genes of M. truncatula and P. vulgaris. All studied MTPs were classified into three major cation diffusion facilitator (CDFs) groups; Mn-CDFs, Zn-CDFs, and Fe/Zn-CDFs. In silico subcellular location results revealed that these proteins have the maximum activity in the vacuole in all three plants, and a small number are located in the cell wall and nucleus. According to gene structure and protein motifs of studied MTPs, they are highly conserved but their expression measurement showed that each one of them have different levels of expression during growth stage. It confirms their importance for plants during growth and development.
Keywords: Fabceace, heavy metal, Bioinformatics, Gene family -
به منظور بررسی ترکیب ها و فعالیت علف کشی اسانس بومادران (Achillea wilhelmsii C. Koch) بر دو علف-هرز مهم سوروف (Echinochloa crus-galli (l.) beauv) و سلمه تره (Chenopodium album L.)، دو آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در چهار تکرار در دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات در سال 1399 انجام شد. فاکتور اول نوع اسانس در دو سطح (معمولی و نانو) و فاکتور دوم غلظت اسانس در شش سطح (0، 100، 200، 400، 800 و 1000 میکرولیتر در لیتر) بودند. نتایج آنالیز اسانس منجربه شناسایی 49 ترکیب در اسانس بومادران شد. از بین این ترکیبات، کامفور (1/21 درصد)، 8،1- سینیول (3/19درصد)، میرتنول (4/8 درصد)، کارواکرول (3/8 درصد) و بورنیول (1/6 درصد) ترکیبات عمده موجود در اسانس را تشکیل می دادند. تصاویر به دست آمده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان اندازه ذرات بین 1 تا 100 نانومتر بود. در صفت درصد جوانه زنی تفاوت معنی داری بین غلظت های 100 میکرولیتر در لیتر دو نوع اسانس وجود نداشت. اما با افزایش غلظت این تفاوت معنی دار شد به گونه ای که در غلظت 400 میکرولیتر در لیتر درصد جوانه-زنی سوروف تیمار شده با اسانس معمولی و نانو به ترتیب به 12/30 و 02/10 درصد رسید. در غلظت 1000 میکرولیتر در لیتر اسانس نانو بومادران به طور کامل از جوانه زنی بذر سوروف جلوگیری شد. در غلظت 400 میکرولیتر در لیتر اسانس های نانو و معمولی، سلمه تره به میزان 12/36 و 02/13 درصد جوانه زد و اسانس نانو در غلظت 800 میکرولیتر در لیتر کاملا از جوانه زنی سلمه تره جلوگیری کرد. سلمه تره نسبت به سوروف به اسانس بومادران حساس تر بود.
کلید واژگان: آنالیز اسانس, درصد جوانه زنی, طول ریشه چه, نانو ذره, وزن خشک دانه رستIn order to investigate the composition and herbicidal activity of yarrow essential oil on barnyard grass (Echinochloa crus-galli (l.) beauv) and common lambsquarter (Chenopodium album L.), two factorial experiments were conducted in a complete randomized design with four replications at Islamic Azad University in 1399. The first factor was the type of essential oil at two levels (ordinary and nano) and the second factor was the concentration at six levels (0, 100, 200, 400, 800 and 1000 µlL-1). The results of essential oil analysis led to the identification of 49 compounds. Among these compounds, camphor (21.1%), 1,8-cineole (19.3%), myrtenol (8.4%), carvacrol (8.3%) and borneol (6.1%) are the main compounds in essential oil. Scanning Electron Microscopy Images showed the particles were 1 and 100 nm in size. There was no significant difference between the concentrations of 100 µlL-1 of the two types of essential oils in germination percentage of barnyard grass. However, with increasing the concentration, this difference became significant, so that at a concentration of 400 µlL-1, the germination percentage of barnyard grass treated with ordinary and nano essential oils reached 30.12 and 10.02%, respectively. Germination completely inhibited with nano essential oil at 1000 at µlL-1 concentration in barnyard seeds. At a concentration of 400 µlL-1 of nano and ordinary essential oils, common lambsquarter germinated at 36.12 and 13.02 percent and nano essential oil at a concentration of 800 µlL-1 completely prevented germination. Common lambsquarter was more sensitive to essential oil of yarrow in comparison with barnyard grass.
Keywords: Essential oil analysis, germination percentage, Nano particle, Radicle Length, Seedling dry weight -
یک مجموعه متشکل از 199 توده بومی گندم نان ایران در دو استان البرز و زنجان که دارای اقلیم های نیمه خشک می باشند تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل و آبیاری معمولی کشت شدند. شانزده صفت زراعی به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی توده های بومی ثبت شدند. دامنه تغییرات فنوتیپی تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل در مقایسه با شرایط آبیاری معمولی (به غیر از صفت روز تا ظهور سنبله) کمتر بودند. میزان توارث پذیری تحت شرایط آبیاری معمولی برای تمامی صفات افزایش یافت. بالاترین ضرایب همبستگی برای صفت های روز تا ظهور سنبله و ارتفاع گیاه (0.65)، عملکرد دانه و تعداد دانه (0.60) تحت شرایط تنش خشکی و همچنین میان صفت های روز تا ظهور سنبله و ارتفاع گیاه (0.76)، وزن سنبله و تعداد دانه (0.64) تحت شرایط آبیاری معمولی مشاهده شدند. در تجزیه به مولفه های اصلی 0.40 از تغییرات صفات زراعی تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل و 0.39 از تغییرات صفات زراعی تحت شرایط آبیاری معمولی توسط دو مولفه اول توجیه شدند. با استفاده از تجزیه علیت صفات وزن هزار دانه و تعداد بذر تحت شرایط تنش خشکی آخر فصل و صفات روز تا ظهور سنبله، روز تا رسیدگی فیزیولوژیک، طول دوره ظهور سنبله تا رسیدگی فیزیولوژیک، وزن هزار دانه و تعداد بذر تحت شرایط آبیاری معمولی بیشترین اثر مستقیم را بر روی عملکرد دانه داشتند. دندروگرام به دست آمده به منظور گروه بندی توده های بومی تطابق بسیار مطلوبی با تجزیه های به مولفه های اصلی داشت درحالی که تحت شرایط آبیاری معمولی تعداد بیشتری از توده های بومی در گروه های با عملکرد بالاتر جای گرفته بودند. نتایج این پژوهش، استفاده از تنوع ژنتیکی موجود در توده های بومی گندم نان ایران را در برنامه های به نژادی کاربردی پیشنهاد می نمایند.
کلید واژگان: آنالیزهای چند متغیره, تنوع ژنتیکی, تنش خشکی, صفات زراعی, گندم نانIntroductionIt is expected that world wheat production would be about 761.5 million tons in 2020 while world demand would be doubled by 2025. Drought stress is one of the most important factors of yield loss that can decrease wheat production significantly. In the Middle East, drought stress usually happens at the end of the growing season and after the spike appearance. Late-season drought stress can slow down the seed development stage and decrease grain yield. In order to have stable food security one of the ways is to use the genetic diversity of germplasms.
Materials and methodsAn association panel including 199 Iran bread wheat landraces was sown in Alborz and Zanjan provinces under late-season drought stress and normal irrigation conditions where climate zones are semi-arid. The experiments conducted using two alpha lattice designs with two replications for each of the conditions in each of the locations. The drip irrigation method was used for watering till spike appearance. Then, watering terminated for one of the designs whereas another design was normally irrigated for more three times in each location. Phenotypes measurements included days to heading, days to heading, duration of heading-to-maturity, plant height, grain yield/m2, thousand kernel weight, seed length, seed width, seed number per spike, spike length, spike weight, flag leaf length, flag leaf width, peduncle length, shoot diameter, and awn length.
Results and discussionAgronomic traits varied lower under late-season drought stress conditions compared to normal irrigation conditions (except days to heading). Significant genetic effects observed for all of the traits under both irrigation systems. The genetic by environment effect was only significant for days to heading, days to heading, duration of heading-to-maturity, plant height, and grain yield. Heritability values were increased under normal irrigation conditions. Days to maturity and days to heading had lowest (0.35 and 0.47) and highest (0.85 and 0.86) heritability under both late-season drought stress and normal irrigation conditions, respectively. The highest correlation coefficients were achieved for the traits of days to heading and plant height (0.65) and grain yield/m2 with seed number per spike (0.60) under late-season drought stress conditions and the traits of days to heading and plant height (0.76) and spike weight with seed number per spike (0.64) under normal irrigation conditions. The first two components in principle components analyses were explained 0.40 of phenotypic variations under late-season drought stress conditions and 0.39 of phenotypic variations under normal irrigation conditions. A significant negative correlation was observed between days to heading and duration of heading-to-maturity under both late-season drought stress and normal irrigation conditions (-0.42 and -0.54, respectively). Using path analysis, thousand kernel weight (0.60) and seed number (0.79) under late-season drought stress conditions and days to heading (-0.57), days to maturity (0.40), duration of heading-to-maturity (-0.53), thousand kernel weight (0.52), and seed number per spike (0.81) under normal irrigation conditions had the highest direct effects on grain yield. The indirect effect of seed number through spike weight (0.51) on grain yield was highest under late-season drought stress conditions, and the indirect effect of days to heading through the duration of heading-to-maturity (0.42), as well as seed number through spike weight (0.52) on grain yield, were highest under normal irrigation conditions. The dendrograms obtained for grouping landraces showed a very good match with principal component analyses, while more landraces were placed in higher-yielding groups under normal irrigation conditions. The results showed that additional waterings increase grain yield in Iran bread wheat landraces. The landraces such as 57785, 57733, and 54502 are suggested to be used in applied breeding programs due to high yield performance under both late-season drought stress and normal irrigation conditions.
ConclusionsThe results of this study suggest that the available genetic diversity of Iran bread wheat landraces be used in applied breeding programs.
Keywords: Agronomic traits, Bread wheat, Drought stress, Genetic diversity, Multivariate analysis, Semi-arid environment -
شوری خاک به عنوان یکی از مهم ترین مشکلات کشاورزی، علاوه بر اثر منفی بر تولید محصولات، منجر به عدم تعادل هورمونی گیاه و کاهش رشد می شود. ریزوباکتری های محرک رشد گیاه (PGPR) شامل طیفی از سویه های باکتری از گروه های مختلف است که در ریشه گیاهان و ریزوسفر زندگی می کنند و با ایجاد تغییرات پیچیده در رشد و نمو گیاهان، می توانند مقاومت به تنش را افزایش دهند. PGPR با تغییر در سوخت و ساز گیاه، سیگنالینگ و هومیوستازی هورمون همراه است. در این پژوهش اثر دو سویه باسیلوس تولید کننده اکسین بر صفات رویشی و بیان نسبی ژنARF15 در دو ژنوتیپ نخود (Cicer arietinum) (MCC77 وMCC68) تحت تنش شوری 50 و 100 میلی مولار کلرید سدیم در شرایط گلخانه مورد ارزیابی قرار گرفت. تعداد شاخه های فرعی ژنوتیپ MCC68 در تلقیح سویه ها با غلظت 5/1،0 در شرایط 50 میلی مولار کلرید سدیم افزایش معنی دار نشان داد. در تلقیح Bacillus cereus ، (FZB42) Bacillus amyloliquefaciens با غلظت 5/0، 1 بر وزن تر ریشه MCC77 افزایش معنی دار مشاهده شد. FZB42 در غلظت 1 موجب افزایش معنی دار 20/28 درصد ارتفاع گیاهان MCC77 در سطح 100 میلی مولار کلرید سدیم شد. همچنین، بیان نسبی ژن ARF15 ژنوتیپ MCC68در تیمار تلقیح شده با Bacillus sp. در غلظت 5/0 و 50 میلی مولار کلرید سدیم، افزایش 9 برابری نشان داد. هر دو سویه FZB42 و B. cereus بر صفات رویشی ژنوتیپ های نخود MCC68 و MCC77 تاثیر گذاشتند که بیانگر نقش PGPR در افزایش تامین متابولیت های آنزیمی و غیرآنزیمی و بیان ژن های گیاه در پاسخ به تنش های غیرزنده است.
کلید واژگان: باسیلوس, شوری, ژن ARF15, نخودSoil salinity is one of the most crucial agricultural problems that in addition to having negative effects on crop production, causes hormonal imbalance and growth reduction in the plant. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) are a range of bacterial strains from different groups that live in plant roots and rhizospheres and can cause the plants to withstand stress by causing complex alterations in their growth and development. PGPR alters plant metabolism, signaling, and hormone homeostasis. The present study aimed to evaluate the effect of two auxin-producing Bacillus strains on vegetative traits and the relative expression of the ARF15 gene of two genotypes of chickpea (Cicer arietinum) (MCC77 and MCC68) under salinity stress of 50 and 100 mM sodium chloride in greenhouse conditions. The number of sub-branches of MCC68 has been significantly increased in the inoculation of strains at the concentrations of 0.5 and 1 in the presence of 50 mM sodium chloride. Moreover, the inoculation of Bacillus amyloliquefaciens (FZB42) and Bacillus. cereus at a concentration of 0.5 and 1 led to a significant increase in the fresh weight of MCC77 root. In addition, FZB42 at the concentration of 1 caused a significant increase (28.20%) in the height of MCC77 plants in the presence of 100 mM sodium chloride. In the inoculation of Bacillus sp. at the concentration of 0.5 and the presence of 50 mM sodium chloride, the relative expression of the ARF15 gene of MCC68 genotype showed a 9-fold increase. Both FZB42 and B. cereus strains affected the vegetative traits of MCC68 and MCC77 genotypes, which indicated the role of PGPR in increasing the supply of enzymatic and non-enzymatic metabolites, and the expression of plant genes in response to abiotic stresses.
Keywords: ARF15 gene, Bacillus, Chickpea, Salinity -
نیشکر گیاهی است که تا مدار حدود 32 درجه شمالی و جنوبی در نقاط مختلف جهان کشت می گردد. مقاومت این گیاه نسبت به سرما پایین است. با توجه به حساسیت نیشکر به سرما، به منظور شناسایی مسیرها و ژنهای دارای بیان افتراقی در ارقام نیشکر در هنگام تنش سرما و استفاده از آنها در برنامه اصلاح نبات نیشکر، پس از وقوع سرمای ᴏC2/1 زیر صفر در دیماه 1394، تعداد 454 رقم نیشکر با استفاده از شاخص های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی، در یکی از مزارع تحقیقاتی موسسه تحقیقات نیشکر خوزستان مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول با استفاده از شاخص های مورفولوژی، ارقام متحمل و حساس در برابر سرما انتخاب شدند. در مرحله دوم در سال 1395، پس از تنش سرما، شاخصهای بیوشیمیایی از قبیل پرولین(Prolin) و مالون دی آلدیید (MDA)، در ارقام متحمل(منتخب مرحله اول)، افزایش بیشتری پیدا کرد و بر اساس نتایج دو مرحله، دو رقم BR00-01 وTUC66-107 به ترتیب به عنوان متحمل ترین و حساسترین رقم نسبت به سرما شناسایی شدند. نتایج بررسی واکنش مورفولوژی و بیوشیمیایی ارقام نیشکر به تنش سرما نشان داد که ارقامی که طبق شاخص های مورفولوژیکی، میزان تحمل بیشتری به تنش سرما دارند، همین ارقام در مرحله بررسی بیوشیمیایی نیز از نظر میزان پرولین (Prolin) و مالون دی آلدیید (MDA) در سطح بالاتری نسبت به ارقام حساس قرار دارند. همچنین همبستگی بالایی بین صفات مورفولوژیکی و شاخص های بیوشیمیایی از نظر میزان تحمل و مقاومت به سرما وجود داشت. بنابراین، با استفاده از اندازه گیری شاخص های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی، می توان پیش از انجام بررسی مولکولی و بدون صرف هزینه های زیاد، نوع واکنش ارقام نیشکر به تنش سرما را بررسی نمود و در هنگام غربال کلون های نیشکر در مراحل مختلف اصلاحی، با اندازه گیری مقدار شاخص های مورفولوژی و بیوشیمیایی نیشکر در هنگام تنش سرما، نسبت به غربال و انتخاب کلون های برتر اقدام نمود.
کلید واژگان: : نیشکر, غربال مورفولوژیکی, تنش سرما, مقاومت به سرما, شاخص بیوشیمیاییSugarcane is cultivated in different parts of the world up to a latitude of about 32 degrees north and south. The resistance of this plant to cold is low. Considering the sensitivity of sugarcane to cold, in order to identify the pathways and genes by differential expression in sugarcane cultivars during cold stress and employ them in sugarcane plant breeding programs, 454 sugarcanes were investigated using morphological and biochemical indices, in the Research Farm of Khuzestan Sugarcane Research Institute following the incidence of -1.2 ℃ temperature in the region in December 2015. In the first stage, the cold-tolerant or sensitive cultivars were selected using morphological indices. In the second stage, biochemical indices such as proline and malondialdehyde were measured in the tolerant cultivars (selected at the first stage) after a cold stress period in 2016, which showed increases in comparison with susceptible cultivars. According to the data obtained at the two stages, two cultivars, namely BR00-01 and TUC66-107, were identified as the most tolerant and sensitive to cold, respectively. Based on the results of morphological studies, the cultivars with a higher tolerance to cold stress were also hose with higher proline and MDA levels in the biochemical study stage compared with the sensitive cultivars. There was also a high correlation between morphological traits and biochemical indicators in terms of cold resistance. Therefore, by measuring morphological and biochemical indices, it is possible to determine to a large extent the type of reaction of a sugarcane cultivar to cold stress before doing molecular analysis and spending huge sums of money, and to select superior clones when sifting sugarcane clones at different breeding stages.
Keywords: Biochemical index, Cold resistance, Cold stress, Morphological screening, Sugarcane -
جایگزین کردن علف کش های بیولوژیکی به جای علف کش های شیمیایی نه تنها اثرات سوء زیست محیطی را نداشته بلکه دارای مزیت زیست تخریب پذیری نیز می باشد. در این پژوهش عصاره چاودار (Secale cereale L.) در پلیمر زیست سازگار کیتوزان/آلژینات کپسوله و اثرات آن به همراه عصاره نانو کپسوله نشده روی خرفه Portulaca oleracea L.))، سس (Cuscuta campestris Y.(dodder)) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. عصاره حاصل از اندام هوایی و ریشه در غلظت های مختلف (0، 25/6 ، 5/12 ، 25، 50 و 100 درصد) بر صفات درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، طول و وزن تر ریشه چه و ساقه چه مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ذرات نسبتا کروی با سطح صاف و دربردارنده عصاره بودند که اندازه ذرات نمونه عصاره نانو شده ساقه و ریشه به ترتیب بین 113 تا 350 نانومتر و بین 4/71 تا 129 نانومتر بود. عصاره نانو شده اندام هوایی و ریشه با غلظت های 25، 50 و 100 درصد درصد جوانه زنی بذر سس را به صفر رساندند. بیشترین میزان جوانه زنی بذر خرفه مربوط به تیمار شاهد با میانگین 26/78 درصد بود که با سایر سطوح تیماری تفاوت معنی داری داشت. عصاره نانو اندام هوایی و ریشه با غلظت های 25، 50 و 100 درصد موجب بازداری کامل از جوانه زنی بذر گیاه خرفه شدند که با سایر سطوح تیماری تفاوت معنی داری داشتند. با افزایش غلظت عصاره چاودار درصد بازدارندگی صفات مورد بررسی افزایش یافت و نانو کپسوله کردن باعث افزایش اثر اللوپاتیک عصاره چاودار شد.
کلید واژگان: پتانسیل زتا, شاخص پراکندگی, کیتوزان, نانوکپسولReplacing biological herbicides instead of chemical herbicides has not only had adverse environmental effects but also has the advantage of biodegradability. In this study, the effect of rye extract in biocompatible polymer chitosan / alginate nanocapsule with non nonocapsulated extract on dodder and purslane were investigated. The experiment was conducted in a completely randomized design with factorial arrangement. Extracts of shoot and root were evaluated at different concentrations (0, 6.25, 12.5, 25, 50 and 100%) on germination percentage, germination rate, radicle and plumule length, radicle and plumule fresh weight. The results showed that the particles were relatively spherical with a smooth surface and the shoot and root extracts had particle sizes of 113 and 350 nm and 71.4 to 129 nm, respectively. Nano-extract of shoot and root reduced germination of sauces seed to zero at concentrations of 25, 50 and 100%. The highest germination percentage of purslane seed belonged to control treatment (78.26%) which was significantly different from other treatments. Shoot and root nano extracts caused complete inhibition of purslane seed germination at concentrations of 25, 50 and 100%, which were significantly different from other treatments. Increasing concentration of rye extract increased the inhibition percentage of studied traits and nanocapsulation increased allelopathic effect of rye extract.
Keywords: chitosan, nanocapsule, Polydispersity index, zeta potential -
جنس های تریتیکوم و آژیلوپس بواسطه پتانسیل اصلاحی خود همچون تحمل به انواع تنش های غیر زنده و زنده به عنوان اصلی ترین خزانه ژنی گندم در نظر گرفته شده اند. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود در 95 توده بومی و وحشی متعلق به دو گونه T. aestivum و Ae. tauschii با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره (SSR) بود. تعداد 25 آغازگر SSR استفاده شده در این ارزیابی در مجموع 48 قطعه چندشکل تکثیر نمودند. متوسط تعداد آلل های شناسایی شده، شاخص محتوای اطلاعات چندشکل (PIC)، تنوع ژنی (H)، شاخص نشانگر (MI) و قدرت تفکیک (Rp) به ترتیب برابر با 96/1، 32/0، 41/0، 80/0 و 27/1 بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد بیشترین سهم تنوع ژنتیکی مربوط به تنوع درون گونه ای (86 %) بود. بر اساس پارامترهای ژنتیکی مشخص شد که گونه Ae. tauschii نسبت به T. aestivum از تنوع ژنتیکی بیشتری برخوردار است. تجزیه خوشه ای بر اساس ضریب جاکارد و الگوریتم Neighbor-joining کلیه توده های مورد بررسی را در دو گروه اصلی تفکیک نمود، به طوریکه برخی از توده های مربوط به هر گونه در زیر گروه یکسانی قرار گرفتند. نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نشان داد دو مولفه نخست 38/50 درصد تغییرات مولکولی را توجیه نمودند و بای پلات ترسیم شده بر اساس دو مولفه نخست منطبق با الگوی گروه بندی مشاهده شده توسط تجزیه خوشه ای بود. تجزیه ساختار جمعیت نیز جمعیت های ارزیابی شده را در چهار زیر جمعیت واقعی تفکیک نمود و متوسط شاخص FST در آن ها 50/0 برآورد گردید. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد سطح بالایی از تنوع ژنتیکی درون گونه های T. aestivum و Ae. tauschii وجود دارد و آغازگرهای SSR استفاده شده در این پژوهش به خوبی قادر به نشان دادن این میزان تنوع بودند.
کلید واژگان: ژرم پلاسم, تنوع ژنتیکی, نشانگرهای SSR, تجزیه واریانس مولکولیJournal of Genetics, Volume:15 Issue: 4, 2021, PP 286 -296Triticum and Aegilops genera are the main gene pool of bread wheat due to their breeding potential such as tolerance to various abiotic and biotic stresses. The main objective of this study was to evaluate the genetic diversity in 95 landraces and wild relative accessions belonging to T. aestivum and Ae. tauschii using microsatellite (SSR) markers. A total of 49 polymorphic fragments were amplified using 25 tested primers. The average values of number of alleles, polymorphic information content (PIC) and gene diversity (H) were 1.96, 0.32 and 0.41, respectively. The results of molecular variance analysis (AMOVA) showed the highest portion of genetic variance referred to within species compared to between them. According to genetic variation parameters, the highest values of variation parameters were estimated for Ae. tauschii than T. aestivum accessions. Cluster analysis based on Jaccard’s coefficients and neighbor-joining algorithm grouped all investigated accessions into two main clusters, so that some of accessions from each species were placed in the same sub-cluster. The result of principal coordinate analysis (PCoA) revealed that the first two components accounted for 50.38% of the total molecular variation. The biplot rendered based on the first two components was accordance with the grouping pattern obtained from cluster analysis. The population structure analysis grouped all investigated individuals into four main subpopulations so that the average of FST index among them was 0.50. In general, our results revealed a high level of genetic diversity within T. aestivum and Ae. tauschii species as well as the used markers were capable well to present of this diversity.
Keywords: Germplasm, genetic diversity, SSR markers, molecular variance (AMOVA) -
Grain and cooking qualities in rice are measured by several physical and chemical traits, each of them controlled by several genes. Molecular markers have become fast and reliable tools for screening genotypes for grain quality. However, As different populations may carrydifferent genes, the efficacy of previously developed markers in new populations should be tested. In order to assess the effectiveness of molecular markers in predicting grain quality in Iranian rice genotypes, a total of 38 genotypes from three different backgrounds were fingerprinted by 9 grain quality specific molecular markers and 10 laboratory traits.A total of 31 alleles were detected with an average of 3.1 alleles per locus and the polymorphic information content values ranged from 0.245 to 0.74. Cluster analysis based on molecular markers divided the rice genotypes into three major clusters and effectively differentiated between various genotypes. However, the dendrogram based on the common set of qualitative traits didn't succeed in discriminating between original groups. There were significant associations between molecular markers and quality traits except for milling factor. However, these associations weren't necessarility specific to their supposed traits. Therefore, association of markers developed in other rice populations, specially those developed in Japonioca populations should be tested prior to application in Iranian rice marker assisted breeding programs.
Keywords: Rice, Grain Quality, Molecular markers, Polymorphic Information Content, marker assisted selection -
جنس آژیلوپس به واسطه پتانسیل اصلاحی خود هم چون تحمل به انواع تنش های غیر زیستی و زیستی یک منبع ژنتیکی غنی و متنوع برای اصلاحگران گندم بشمار می آید. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود در 91 توده آژیلوپس متعلق به دو گونه Ae. cylindrica و Ae. crassa با استفاده از نشانگرهای ریزماهواره (SSR) بود. تعداد 25 آغازگر SSR استفاده شده در این ارزیابی در مجموع 49 قطعه تکثیر نمودند. متوسط شاخص های محتوای اطلاعات چندشکل (PIC)، تنوع ژنی (H)، قدرت تفکیک (Rp) و شاخص نشانگر (MI) به ترتیب برابر با 26/0، 34/0، 29/1 و 51/0 بود. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد بیشترین سهم تنوع ژنتیکی مربوط به تنوع بین گونه ای بود. بر اساس پارامترهای ژنتیکی مشخص شد که گونه Ae. crassa نسبت به Ae. cylindrica از تنوع ژنتیکی بیشتری برخوردار است. تجزیه خوشه ای بر اساس ضریب جاکارد و الگوریتم Neighbor-joining کلیه توده های مورد بررسی را در دو گروه اصلی تفکیک نمود، به طوریکه توده های مربوط به هر گونه به خوبی از یکدیگر متمایز شدند. نتایج تجزیه به مختصات اصلی (PCoA) نشان داد دو مولفه نخست 98/64 درصد تغییرات مولکولی را توجیه نمودند و بای پلات ترسیم شده توده های مربوط به هر گونه را در گروه جداگانه ای تفکیک نمود. تجزیه ساختار جمعیت نشان داد توده های مورد بررسی در پنج زیر جمعیت واقعی تفکیک شدند به طوری که متوسط شاخص تمایز جمعیت ها (FST) نیز بین 52/0 تا 90/0 با میانگین 76/0 متغیر بود. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد سطح بالایی از تنوع ژنتیکی درون جمعیت های وحشی Ae. cylindrica و Ae. crassa بر اساس داده های SSR وجود دارد که این میزان تنوع ژنتیکی می تواند به عنوان ابزاری جهت بهره برداری از این منابع ژرم پلاسمی در برنامه های اصلاحی گندم و همچنین می توان از این نشانگر در سایر مطالعات ژنتیکی مانند نقشه یابی QTL و تجزیه ارتباط به کار گرفته شود.
کلید واژگان: آژیلوپس, تنوع مولکولی, نشانگرهای ریزماهواره, تجزیه خوشه ای, ساختار جمعیتJournal of Genetics, Volume:15 Issue: 3, 2021, PP 267 -276Aegilops genus is the main genetic source of variation for wheat breeders due to its breeding potential such as tolerance to both abiotic and biotic stresses. The main objective of this study were to evaluate the genetic diversity in 91 Aegilops accessions belonging to Ae. cylindrica and Ae. crassa using microsatellite (SSR) markers. A total of 49 fragments were amplified using 25 tested primers in which 48 products were polymorphic. The average values of polymorphic information content (PIC) and gene diversity (H), resolving power (Rp) and marker index (MI) were 0.26, 0.34, 1.29 and 0.51, respectively. The results of molecular variance analysis (AMOVA) showed the highest portion of genetic variance referred to inter-species compared to intra-species. Based on genetic variation parameters, the highest values of variation parameters were recorded in Ae. crassa than Ae. cylindrica accessions. Cluster analysis based on Jaccard’s coefficients and neighbor-joining algorithm grouped all investigated accessions into two main clusters, so that all accessions were clearly separated from each other. The result of principal coordinate analysis (PCoA) revealed that the first two components accounted for 64.98% of the total molecular variation. The PCoA-based biplot grouped all investigated accessions into two main groups. The result of population structure showed that all investigated accessions were recognized into five subpopulations, and FST index among them varied between 0.52 and 0.76 with an average of 0.76. In conclusion, these results indicated high genetic variation in Aegilops genus collection and could be used in Wheat improvement programs and other genetic studies like QTL and association mapping are recommended.
Keywords: Aegilops, molecular variation, microsatellite markers, cluster analysis, population structure -
لوبیا، یکی از حبوبات غنی از پروتئین است که در اثر بیماری با قارچ خاک زاد Sclerotium rolfsii، دچار پوسیدگی طوقه و کاهش شدید عملکرد می شود. زراعت لوبیا در گیلان، عمدتا به کشت بهاره و تابستانه نوعی لوبیای محلی پاکوتاه با رگه های قرمز و سرمه ای بر روی دانه، اختصاص دارد. 30 لاین انتخابی لوبیا محلی گیلان، با بیماری زاترین جدایه S. rolfsii تحت آلوده سازی مصنوعی در گلخانه قرار گرفتند. در این بررسی شاخص شدت بیماری (DSI) و صفات مورفولوژیک مرتبط با واکنش به قارچ اندازه گیری شدند. از 8 نشانگر اختصاصی SCAR پیوسته با مقاومت به بیماری قارچی لوبیا نیز برای ارزیابی تکمیلی استفاده شد. تغییرات بیان سه ژن دفاعی کیتیناز (Chiti)، چالکون ایزومراز (ChI) و فنیل آلانین آمونیالیاز-3 (PAL-3) با کمک RT-PCR در لاین های منتخب از هر یک از گروه های مقاوم، متحمل و حساس ، با فواصل 2، 4 و 6 روز پس از آلوده سازی مصنوعی با قارچ S. rolfsii مورد ارزیابی قرار گرفت. غربالگری ژنوتیپ ها با استفاده از داده های گلخانه و نشانگرهای SCAR، منجر به تفکیک ژنوتیپ ها و شناسایی 1 مقاوم، 21 متحمل و نیمه حساس و 8 ژنوتیپ کاملا حساس گردید. نتایج نشان داد، ژن Chiti با افزایش تدریجی بیان در طی زمان در لاین های مقاوم و متحمل، روند مشابهی داشت، هرچند که میزان بیان در مقاوم ها بیش از متحمل ها بود. اگرچه بیان ژن های ChI و PAL-3 نیز در ژنوتیپ های مقاوم روند افزایشی داشت، ولی تغییرات بیان با گذشت زمان مانند روند ژن Chiti نبود. لذا ژن Chiti می تواند عامل اصلی مقاومت به قارچ S. rolfsii در لوبیا محلی گیلان باشد.
کلید واژگان: لوبیای محلی گیلان, اسکلروتیوم رولفسی, کیتیناز, چالکون ایزومراز, فنیل آلانین آمونیا لیازJournal of Genetics, Volume:15 Issue: 2, 2020, PP 149 -160Bean is one of the protein-rich legumes that can cause collar rot and severe loss of yield due to Sclerotium rolfsii. Bean cultivation in Guilan is mainly devoted to spring and summer cultivation date of some kind of dwarf local beans with red and red veins on the seeds. The 30 selected local beans in Guilan, with the most pathogenic strain of S. rolfsii, were subjected to artificial infection in the greenhouse. Disease Severity Index (DSI) and morphological traits associated with the reaction to the fungus were measured. Eight linked SCAR markers with resistance to bean fungal disease were also used for additional evaluation. Expression changes of the three defense genes including of chitinase (Chiti), chalcone isomeras (ChI), and phenylalanine ammonia lyase (PAL) were analyzed using Real -time PCR in selected lines from each of the resistant, tolerant and sensitive groups, with intervals. They were evaluated at 2, 4 and 6 days after artificial infection with S. rolfsii fungus. Statistical analysis and screening of genotypes using greenhouse data and SCAR markers led to the separation of genotypes and the identification of one resistant, 21 tolerant and semi-susceptible and 8 fully sensitive genotypes. The results showed that the Chiti gene had a similar trend with a gradual increase in expression over the time in resistant and tolerant lines, although the rate of expression in resistant was higher than tolerances. Although the expression of ChI and PAL genes was increasing in resistant genotypes, the expression changes over the time were not the same as the Chiti gene trend. Therefore, the Chiti gene may be a major factor in the resistance of S. rolfsii fungi to local beans in Guilan.
Keywords: Chalcone isomerase, Chitinase, Guilan local bean, Phenylalanine ammonia-lyase, Sclerotium rolfsii -
خشکی مهم ترین تنش محیطی است که باعث کاهش عملکرد محصولات گیاهی می شود. تحقیقات در راستای ایجاد ارقام متحمل به تنش خشکی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. در این تحقیق تلاش شده است تا با آنالیز داده های تولید شده از طریق فناوری ریزآرایه، ژن های مهم پاسخگو به تنش خشکی و ژن های هاب در مرحله زایشی جو شناسایی شده و آنالیز پروموتور انجام گیرد. به همین منظور با استفاده از نرم افزار FlexArray تمامی ژن های دارای بیان افتراقی 5/2 ≥ و 5/2- ≥ در بین دو سری از آزمایشات ریزآرایه انجام شده در جو شناسایی شدند. نتیجه این تجزیه و تحلیل، شناسایی 559 ژن پاسخ دهنده به تنش خشکی در مرحله زایشی بود. ژن های هاب با استفاده از سه الگوریتم محاسباتی Cyto-Hubba در نرم-افزار Cytoscape مشخص شدند. این امر منجر به شناسایی 10 ژن غیر تکراری شد که به عنوان موثرترین ژن ها در پاسخ به تنش خشکی در نظر گرفته شدند. براساس بررسی هستی شناسی ژن های دارای بیان افتراقی و ژن های هاب، تنظیم رونویسی از گروه های اصلی بود که نشان دهنده اهمیت عوامل رونویسی در مکانیسم تحمل به خشکی می باشد. در میان عوامل رونویسی می توان به HvCBF6، HvDRF1.3، LFL1، VP1، WRKY71 و ABI5 (متعلق به خانواده های AP2، WRKY و bZIP) اشاره کرد. آنالیز پرموتر نشان داد که برخی از خانواده های عوامل رونویسی از جمله AP2، AT-hook family، bHLH، NAC، bZIP و MYB قابلیت اتصال به 85 درصد از پرموترهای شناسایی شده را دارند. مطالعه این عوامل رونویسی، می تواند به شناخت هر چه بیشتر سازوکار تحمل به تنش خشکی در جو کمک کند.
کلید واژگان: جو, تنش خشکی, ژن هاب, آنالیز پروموتر, هستی شناسیDrought is the most important environmental stress that reduces crop yield. Therefore, research toward developing tolerant varieties is of great importance. In this study, microarray data analysis was used for identification of drought stress responsive genes and relevant hub genes in the reproductive stage of barley, and then their promoter analysis was performed. To achieve the goal, all the differentially expressed genes (DEGs) at drought conditions with fold changes ≥+2.5 and ≤-2.5 were identified between two microarray data-series in barley using FlexArray software. Bioinformatics analysis indicated that 559 genes were drought responsive at reproductive stage. The hub genes were distinguished using three Cyto-Hubba computational algorithms by Cytoscape software. Based on the hub analysis results, 10 unique (non-redundant) genes were identified as the most effective genes in response to drought stress. According to the gene ontology analysis of DEGs and hub genes, regulation of transcription were among the major groups indicating the importance of transcription factors (TFs) at drought tolerance mechanism. Amongst the hubs, several TFs such as HvCBF6, HvDRF1.3, LFL1, VP1, ABI5 and WRKY71 genes (belonged to AP2, WRKY and bZIP families) were observed. Promoter analysis was also revealed that some TF families including AP2, AT-hook family, bHLH, NAC, bZIP and MYB had binding site in 85% of promoters of the drought responsive genes and the hub genes in barley. Studying these transcription factors can help in better identification of drought tolerance mechanism in barley.
Keywords: Barley (Hordeum vulgare), Drought stress, Hub gene, Gene Ontology, Promoter analysis -
بررسی ترکیب پذیری عمومی و خصوصی لاین ها تحت شرایط آبیاری مطلوب و محدود به منظور استفاده والدین در ایجاد واریته های هیبرید جدید ضروری است. افزون بر این، نوع وراثت صفات می تواند در تصمیم گیری برای تعیین روش های اصلاحی مناسب و پیش بینی میزان پیشبرد ژنتیکی ناشی از گزینش کمک کند. در این پژوهش که در دو سال زراعی 93-94 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی خوی انجام گردید به منظور بررسی ترکیب پذیری عمومی و خصوصی در آفتابگردان، پنج لاین نرعقیم و چهار تستر بازگرداننده باروری به صورت لاین در تستر در سال 1392 تلاقی داده شدند. هیبریدهای حاصل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار برای آبیاری مطلوب و سه تکرار برای تنش بررسی شدند. نتایج تجزیه واریانس ساده در شرایط مطلوب برای کلیه صفات معنی دار و در شرایط محدود نیز برای کلیه صفات به جز وزن هزار دانه، رطوبت نسبی، عملکرد دانه، عملکرد روغن معنی دار گردید. درصورتی که نتایج تجزیه واریانس مرکب برای صفات مختلف در شرایط مطلوب و محدود نشان داد که میانگین مربعات به جز صفت رطوبت نسبی در شرایط محدود برای صفات ارتفاع بوته، قطر طبق، تعداد دانه در طبق، وزن هزار دانه،، پرولین، آنزیم کاتالاز، آنزیم سوپر اکسید دیسموتاز، کلروفیل a، کلروفیل b، عملکرد دانه و عملکرد روغن معنی دار بود. نتایج به دست آمده از تجزیه واریانس مرکب داده ها حاکی از معنی دار بودن ترکیب پذیری عمومی برای لاین ها و تسترها و همچنین ترکیب پذیری خصوصی (لاین × تستر) برای اکثر صفات بود. بر اساس ارزیابی ترکیب پذیری ها لاین AGK30 و AGK44، تستر RGHK25 و RGHK50 و هیبرید RGHK56×AGK44 به ترتیب مناسب ترین لاین، تستر و هیبرید در هر دو شرایط تعیین شدند.کلید واژگان: ترکیب پذیری خصوصی, ترکیب پذیری عمومی, تستر, لاینFive CMS lines and four restorer lines (tester) were crossed in a line × tester scheme in order to analyze general and specific combining abilities and gene effects in sunflower for some agronomic traits. Hybrids were evaluated in a randomized complete block design, with three replications under optimum and limited water conditions in the Agriculture Research Station, Khoy, during 2015 and 2016 growing seasons. Plant height, head diameter, seeds per head, days to beginning of flowering, days to maturity, proline percent, protein percent, and Chlorophyll b were found to be controlled mainly by dominance effects. CMS lines AGK30 and testers RGHK25 and RGHK50 turned out to be the best general combiners for seed and oil yield. The highest positive and significant GCA for plant height, head diameter, and the number of seeds per head were achieved for RGHK25. The hybrid combination of AGK44 × RGHK56 showed high specific combining ability for seed and oil yield. In the study of general combining ability, the AGK110 line has a positive and consistent general combining ability, and AGK2 has a negative and significant general combining ability with catalase . In the test of the testers, the tester (RGHK50) had the highest GCA positive and meaningful drug tester (RGHK56), which had a significant negative and significant combining ability with catalase . In the study of hybrid hybrid combining ability (RGHK46 × AGK260), the highest positive and significant positive and significant hybrid confinement (RGHK46 × AGK44) had the highest SCA negative and significant levels. In the RGHK46 × AGK260 hybrid combinability study, the highest positive and significant positive and significant hybrid confinement (RGHK46 × AGK44) had the highest SCA negative and significant effect on catalase identity. The AGK44 line has the ability to combine publicly and positively with AGK110 capability. The general combining ability was negative and significant with SOD. In the test of the testers, the RGHK 56 tester had the highest GCA positive and significant mean of the RGHK25 tester, which had a negative and significant general combining ability with superoxide dismutase. In the study of hybrid hybrid combining ability (RGHK50 × AGK260), the highest positive and significant positive and significant positive combining ability (RGHK50 × AGK44) had the highest SCA negative and significant values for SOD. In explaining the traits, plant height, Number of seeds per head and percentage of proline under stress conditions played a more significant role. Plant height and number of seeds per head were controlled by both growth and dominance effects. also In the study of general combining ability, the highest GCA positive and significant values were related to the AGK30 line and the most general negative and significant general combining ability was AGK2 line (Table 4-14). In the test of the testers, the tester (RGHK 46) had the highest GCA positive The drug tester (RGHK25) had the most significant negative and significant general combining ability with proline). In the study of hybrid combining ability (RGHK46 × AGK2), the highest positive and significant positive and significant hybrid confinement (RGHK25 × AGK260) had the highest SCA negative and significant values .Keywords: General combining ability, Line, Specific combining ability, Tester
-
عطر و طعم برنج از ویژگی های مهم و تعیین کننده کیفیت برنج است. برنج معطر، نوعی خاص و مرغوب از آن به شمار می آید. شناخت فیزیولوژیکی و ژنتیکی برنج های معطر برای برنامه های اصلاحی اهمیتی ویژه دارد. در این پژوهش، به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی، 13 رقم برنج تحت بررسی های بیوشیمیایی و مولکولی قرار گرفتند. جامعه آماری مورد بررسی شامل 3 رقم معطر در مقام شاهد و 10 رقم برنج قابل کشت در استان خوزستان بود. 13مارکر اختصاصی SSR و مارکرهای مولکولی مرتبط با عطر برنج (MAS) برای بررسی ژنوم برنج های ایرانی استفاده شد. بیشترین میزان PIC برای مارکرهای SSR مقدار 0.75 به دست آمد و نیز این مارکرها با روش UPGMA جمعیت را به سه گروه تقسیم کرد. نتایج انتخاب به کمک مارکر برای آغازگرهایEAP و INSP با باندی به وزن مولکولی 355 جفت باز را نشان داد که معرف ارقام برنج غیرمعطر بود. در این پژوهش، چهار رقم غیر معطر مشاهده شد که شامل ارقام حمر، دانیال، گرده رامهرمز و هویزه بودند. همچنین نشانگرهای IFAP و ESP با باندی با وزن مولکولی 257 جفت باز که ارقام طارم، دم سیاه، بسماتی، عنبربو نجفی، عنبربو سرخه، عنبربو زرد، کادوس، چمپا و شفق را به عنوان ارقام معطر معرفی کرد. نشانگرها به خوبی ارقام عطری و غیر عطری را از هم جداسازی کردند. ترکیبات شیمیایی مرتبط با عطر برنج با کمک روش GC-MS از کلیه ارقام جداسازی شد. بیشترین ترکیبات موجود در ارقام عطری شامل pentane, hexanal, heptane, tetradecane, alkanic acid, octone, acid, pyridine, pirazine, and 2-acet-1-pyrroline, تشخیص داده شد. AP-2 به عنوان یکی از مهمترین عوامل عطر برنج در ارقام طارم، دم سیاه و عنبربو شناسایی شد. در نهایت پرایمرهای MAS و SSR قادر به متمایز ساختن ارقام معطر شناخته شدند.
کلید واژگان: برنج, گزینش با کمک مارکر, acetyl-1-pyrroline, GC-MSRice fragrance is one of the most important and determining factors in rice quality. Aromatic rice is a special group considered to be of the best quality. It is important to know the physiological behavior and genetic source of aromatic rice in order to improve breeding programs. In this research, thirteen rice cultivars were used for molecular and biochemical evaluations. The research population included three aromatic cultivars and ten cultivars from Khuzestan province in Iran. Thirteen SSR and four MAS markers related to grain aroma were used for genotyping the rice cultivars. The highest PIC for SSR markers was 0.75 Cluster analysis using the UPGMA method classified all cultivars into three groups. The results of MAS for EAP and INSP primers showed a molecular band of 355 bp in the non-aromatic rice cultivars. In this study, four non-aromatic cultivars (Hamar (Sorkheh), Danial, Garde Ramhormoz, and Hoveizeh) were detected. The results of IFAP and ESP primers further revealed a band of 257 bp, identified in Tarom, Domsiah, Basmati, Anbarbo Najafi, Anbarbo Red, Anbarbo Yellow, Kadoos, Champa, and Shafagh, all aromatic cultivars. Moreover, the volatile components of rice seed samples were extracted and identified using the sensitive and efficient solid phase extraction method, GC-MS. Eight compounds (aldehyde, pentane, hexanal, heptane, tetradecane, ketone, acetic acid, and 2-acetyl-1-pyrroline) were identified from the studied cultivars as the most important chemical compositions of aroma in rice. The 2-AP compound was recognized in Tarom, Domsiah, and Anbarbo Najafi cultivars. Finally, four MAS primers identified all aromatic rice cultivars as well as thirteen SSR markers related to rice fragrance.
Keywords: GC-MS, MAS marker, Rice, SSR, 2-acetyl-1-pyrroline -
Gallic acid (GA) is the main phenolic antioxidant which has been subjected of many studies because of its important biological properties including anticancer, anti-inflammatory and antimicrobial activities as well as free radicals scavenger and cardiovascular diseases protector. Hereupon, fabricating a selective and sensitive sensor for GA detection and measurement is an important issue. In this paper a carboxylated MWCNTs modified carbon paste electrode (MWCNTs-COOH/CPE) was successfully fabricated and employed for GA determination. Activating the carboxylic sites of the MWCNTs carried out in nitric acid solution in ultrasonic bath and further studied by field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The electrocatalytic oxidation of GA at the MWCNTs-COOH/CPE surface was studied by cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) methods. The GA presented a high electrochemical response on MWCNTs-COOH/CPE at pH 2 in comparison with the CPE. This sensor showed a linear response range of 0.33 - 196 µM and detection limit of 17.2 nM (S/N = 3). Furthermore, the designed MWCNTs-COOH/CPE was successfully applied as a electrochemical sensing system for GA determination in extracts of Camellia sinensis, Viola odorata L, Commiphora mukul, and Vitex agnus-castus respectively with estimated amount of 11.4, 8.9, 11.91 and 2.9 mg L-1 GA in each extract.Keywords: Carbon paste electrode, Electrochemical sensor, Gallic acid, Antioxidant Capacity, Multiwalled carbon nanotubes, Plants extracts
-
IntroductionQuality characteristics including grain protein content, gluten, falling number, and SDS sedimentation volume are important contributors to the grain yield and quality of the wheat. To identify the markers associated with such traits, this study run in two separated experiments: under-field and in laboratory.Materials and MethodsOne hundred wheat genotypes were evaluated in an alpha lattice design with two replications. Association mapping using Structure and Tassel software was carried out using 102 SSR markers: 66 unlinked and 36 quantitative trait loci (QTL)-linked SSR markers. Correction for population structure was performed using genome-wide SSR markers so that genotypes were divided into six subpopulations.ResultsThoroughly, 34 SSR markers linked with the above-mentioned traits were identified, twelve of them being QTL-linked markers. These markers were already mapped on the wheat chromosomes in previous studies containing known QTLs controlling kernel traits of the wheat. Our results confirmed 5, 3, 2, and 2 QTLs respectively for the grain protein, gluten, falling number, and SDS sedimentation volume which were previously tagged on the wheat chromosomes. Additionally, 3 QTLs were identified for the grain protein on the chromosomes 2A, 5A, 5D, and 7B. Whereas, 6 QTLs for gluten were detected on chromosomes 1A, 2D, 5A, 5B, 6B, and 7B; four QTLs were located on the chromosomes 2D, 5A, 5B, 5D, and 7D for falling number; and finally nine QTLs were found for SDS sedimentation volume on the chromosomes 1A, 1B, 2B, 3A, 3B, 4B, 6A, 6B, 7A, and 7B.ConclusionsThe results of this study indicated that association mapping is a useful method for detecting and complementing QTL information; thus, this information can be used for further wheat improvement based on a molecular marker.Keywords: Association Mapping, Quality Traits, QTL, Wheat
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.