فهرست مطالب

تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران - سال بیست و چهارم شماره 1 (پیاپی 47، بهار 1395)

نشریه تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران
سال بیست و چهارم شماره 1 (پیاپی 47، بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/04
  • تعداد عناوین: 14
|
  • غلامرضا گودرزی*، وحیده پیام نور، مصطفی جعفری، علیرضا علی عرب صفحات 1-12
    ارزیابی مرحله شاخساره زایی و میزان شیشه ای شدن شاخساره های گونهPrunus mahaleb L. با استفاده از غلظت های مختلفی از تنظیم کننده های رشد و محیط های کشت مختلف در شرایط درون شیشه ای و ریزنمونه های تک گره حاوی جوانه جانبی در دو آزمایش جداگانه مورد بررسی قرار گرفت. سرشاخه های رشد یافته از جوانه های گره ای، در 26 تیمار مختلف (آزمایش اول) در محیط کشت MS با سایتوکینین های BAP، TDZ، KIN، 2ip، Zeatin در ترکیب با NAA و 16 تیمار مختلف (آزمایش دوم) در محیط های کشت MS،1/2 MS، WPM و DKW و برخی با ترکیبات متفاوتی از CaCl2 وNH4NO3 و با سایتوکینین های BAP، Zeatin و PG کشت شدند. آزمایش ها در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 تکرار و هر تکرار حاوی 5 ریز نمونه، اجرا شد. میانگین ها پس از 2 واکشت در آزمایش اول نشان داد که بزرگترین طول شاخساره (14/3 سانتی متر) در غلظت 1/0 میلی گرم در لیتر NAA بدون کاربرد سایتوکینین، بیشترین میزان شاخساره زایی (67/14 شاخساره در هر ریزنمونه) در تیمار 2/0 میلی گرم در لیتر Zeatin در ترکیب با 1/0 میلی گرم در لیتر NAA و کمترین میزان شیشه ای شدن در 1 میلی گرم در لیتر KIN، 05/0 و 1/0 میلی گرم در لیتر Zeatin و در ترکیب با 1/0 میلی گرم در لیتر NAA به دست آمد. در آزمایش دوم بزرگترین طول گیاهچه (88/2 سانتی متر) در محیط کشت DKW با 2/0 میلی گرم در لیتر Zeatin و 40 میلی گرم در لیتر PG و بیشترین میزان شاخساره زایی (19 شاخساره در هر ریزنمونه) در محیط کشت MS با 880 میلی گرم در لیتر CaCl2 و 825 میلی گرم در لیترNH4NO3 مشاهده شد. تحقیق حاضر با دستیابی به پروتکل بالای شاخساره زایی (تا 19 شاخساره بر ریزنمونه) و رفع مشکل شیشه ای شدن گیاهچه های گونه P. mahaleb، امکان انجام سایر طرح های تحقیقاتی برای تجاری سازی این پروتکل را فراهم می کند.
    کلیدواژگان: تنظیم کننده های رشد گیاهی، شاخساره زایی، شیشه ای شدن، فلوروگلوسینول، کشت تک گره ساقه
  • محسن فرشادفر*، مریم رشیدی، هوشمند صفری، هومن شیروانی صفحات 13-28
    یونجه در بین گیاهان علوفه ای، به علت کیفیت خوب و داشتن ذخایر غذایی و سازگاری و تنوع وسیع جایگاه ویژه ای دارد. تنوع ژنتیکی 17 جمعیت از یونجه با استفاده از صفات کاریوتیپی و 8 آغازگر ISSR بررسی شد. آغازگرهای ISSR در مجموع توانستند 44 باند تولید کنند. آغازگر های IS3، IS14 و IS11 بیشترین تعداد باند و آغازگر IS16 کمترین تعداد باند را نشان دادند. میانگین درصد چند شکلی در آغازگرهای مورد استفاده برابر 18/90% محاسبه شد. میانگین محتوی اطلاعات چند شکلی PIC)) و شاخص نشانگر (MI) در آغازگرهای مورد بررسی به ترتیب برابر 36/0 و 88/1 بود که بیشترین میزان مربوط به سه آغازگر متفاوت بود و یکی از آغازگرها کمترین میزان را داشت. دندرو گرام حاصل از تجزیه خوشه ایبر اساس ضریب تشابه دایس نشان داد که می توان جمعیت ها را در 4 گروه قرار داد. مطالعات کاریوتیپی نشان داد تمام جمعیت های مورد بررسی تتراپلوئید بوده و تعداد کروموزوم پایه در تمامی جمعیت های مورد مطالعه 8 بود. فرمول کاریوتیپی برای تمام جمعیت ها 16m بود، بنابراین می توان بیان داشت که کاریوتیپ تمام جمعیت ها از کروموزوم متاسانتریک تشکیل شده است. نتایج تجزیه واریانس تنوع معنی داری را در بین جمعیت ها برای تمامی صفات کاریوتیپی نشان داد. جمعیت ها برای صفات مورد بررسی در دسته های متفاوتی قرار گرفتند. جمعیت های مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشه ایگروه بندی شدند و در 4 گروه قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، سیتوژنتیک، نشانگر مولکولی ISSR، یونجه
  • کیوان بهمنی، علی ایزدی دربندی*، اعظم اکبری صفحات 29-41
    رازیانه از مهم ترین گیاهان دارویی است که دانه و اسانس آن در صنایع دارویی، غذایی و آرایشی کاربرد فراوان دارد. در این پژوهش نحوه تولید دو رقم سنتتیک رازیانه زودرس و میان رس با ویژگی تحمل به خشکی بررسی و همچنین نتاج نسل اول آن ها به همراه چهار اکوتیپ والدی در دو آزمایش جداگانه در شرایط آبیاری معمول و تنش خشکی ارزیابی شدند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که از نظر کلیه صفات مورد بررسی اختلاف بسیار معنی داری بین ژنوتیپ های مورد مطالعه در هر دو شرایط آبیاری معمول و تنش خشکی وجود داشت. مقایسه میانگین ژنوتیپ های مورد مطالعه نشان داد که در شرایط آبیاری معمول بیشترین عملکرد دانه متعلق به اکوتیپ های والدی فزوه و مشکین شهر و در شرایط تنش بیشترین عملکرد دانه متعلق به ارقام سنتتیک میانرس و زودرس بود. بررسی مقایسات مستقل بین ارقام سنتتیک و اکوتیپ های والدی در هر تیپ رشدی نشان داد در شرایط تنش خشکی ارقام سنتتیک نسبت به ژنوتیپ های والدی دارای میانگین عملکرد دانه و عملکرد اسانس بیشتری بودند. در نهایت می توان گفت ایجاد ارقام سنتتیک به عنوان یک روش اصلاحی برای ایجاد تحمل به خشکی در رازیانه قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: ارقام سنتتیک، تنش خشکی، رازیانه، عملکرد
  • عاتکه توکلی نیا، محمدحسن عصاره، آناهیتا شریعت*، غلامرضا بخشی خانیکی صفحات 42-53
    تنش شوری یکی از مهمترین موانع رشد گیاهان عالی در خاک های نواحی خشک و ساحلی می باشد. این تحقیق به منظور بررسی و مقایسه مقاومت به شوری در سه گونه اکالیپتوس E.largiflorense ، Eucalyptus sideroxylon، E.wandoo در برابر تیمارهای تنش شوری (شامل غلظت های مختلف نمک طعام: صفر، 50، 100، 150 و 200 میلی مولار) در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام گرفت. بعد از گذشت سه ماه، اعمال تیمارهای مختلف نمک آغاز شد و به مدت سه هفته به طول انجامید. نمونه برداری از برگ های انتهایی نهال ها انجام گرفت و صفات مختلف از جمله رنگیزه های گیاهی، قند، پرولین، بتایین گلیسین و غلظت عناصر موجود در ریشه و برگ، پارامترهای رشد از جمله زیتوده، سطح برگ، تعداد روزنه های هر دو سطح برگ، نسبت ریشه به اندام هوای، درصد رطوبت نسبی برگ، میزان کمبود آب نسبت به حالت اشباع، آماس برگ، موجودی هر واحد سطح برگ، سطح ویژه برگی و صفات ظاهری از جمله پژمردگی، خشکیدگی و ریزش برگ ها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که افزایش تنش شوری منجر به افزایش میزان پرولین، قندهای محلول، بتایین گلیسین و نیز افزایش پژمردگی، ریزش و خشکیدگی برگ ها و کاهش رنگیزه های گیاهی و پارامترهای رشد در هر سه گونه شد و گونه E. largiflorense به عنوان مقاومترین گونه با داشتن بیشترین مقادیر پرولین، قندهای محلول، گلیسین بتائین، رنگیزه های گیاهی، عناصر موجود در برگ و کمترین مقادیر صفات ظاهری پ‍ژمردگی، خشکیدگی، افتادگی انتخاب شد.
    کلیدواژگان: اکالیپتوس، بتایین گلیسین، پرولین، تنش شوری، قندهای محلول، کلروفیل
  • ریزان الیاسی، محمد مجدی*، بهمن بهرام نژاد، قادر میرزاقادری صفحات 54-65
    سیاه دانه یکی از گیاهان دارویی مهم متعلق به خانواده Ranunculaceaeمی باشد که انواع متعددی از متابولیت های ثانویه شامل مونو ترپن ها و تری ترپن ها را تولید می کند که در صنعت و پزشکی کاربرد دارند. در این پژوهش بیان نسبی برخی ژن های کلیدی مسیر ترپن ها شامل یک ژن مونوترپن سنتازی(MTS) ، ژرانیل دی فسفات سنتاز (GDS)، بتاآمیرین سنتاز (βAS) و اسکوآلن اپوکسیداز (SQE) تحت تیمار متیل جاسمونات در سیاه دانه بررسی شد. متیل جاسمونات با غلظت 1/0 میلی مولار روی برگ های سیاه دانه که در شرایط رشدی گلخانه ای قرار داشتند محلول پاشی شد و در زمانهای 0، 4، 8، 24، 48 و 72 ساعت نمونه برداری انجام شد. بعد از استخراج RNAو سنتز cDNA واکنش RT-PCR توسط آغازگرهای اختصاصی ژن های مختلف انجام شد. نتایج حاصل از RT-PCR نیمه کمی نشان داد که الگوی بیان ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز متفاوت از سه ژن دیگر بود. بیان نسبی برای ژن ژرانیل دی فسفات سنتاز 4 ساعت پس از اعمال تیمار به حداکثر رسید و در 8 ساعت نیز در همان سطح باقی ماند و سپس میزان بیان این ژن در ساعات بعد کاهش یافت. الگوی بیان برای سه ژن مونوترپن سنتاز، بتاآمیرین سنتاز و اسکوآلن اپوکسیداز مشابه و دارای روند صعودی بود. نتایج حاصل از اعمال تیمار متیل جاسمونات نشان داد که تمام ژن های مورد مطالعه در این تحقیق در اثر متیل جاسمونات القاء می شوند که می تواند به دلیل نقش ترپن ها در مسیرهای دفاعی و انتقال پیام باشد. در نتیجه می توان تیمار متیل جاسمونات را برای القای مسیر بیوسنتزی ترپن ها و بررسی آنزیم ها و متابولیت های مرتبط با متابولیسم ترپنوییدها پیشنهاد کرد.
    کلیدواژگان: بیان نسبی ژن، ترپن ها، گیاه دارویی، سیاه دانه، متابولیت های ثانویه
  • نقی شعبانیان*، افروز هواسی، علی اشرف مهرابی صفحات 66-78
    بلوط ها اصلی ترین گونه های درختی تشکیل دهنده جنگل های زاگرس هستند. اطلاعات درباره الگوهای طبیعی تنوع ژنتیکی از اهمیت کاربردی بالایی برای مدیریت و حفاظت پایدار جنگل ها برخوردار است. در این مطالعه برای ارزیابی تمایز و تنوع ژنتیکی بین و درون هشت جمعیت بلوط ایرانی متشکل از 104 ژنوتیپ با شرایط رویشگاهی متفاوت از جنگل های ایلام، DNA ژنومی استخراج و قطعات تکثیریافته با آغازگرهای مختلف بر روی ژل 2/1 درصد مشاهده و نمره دهی شدند. از 22 آغازگر نشانگر مولکولی ISSR، 15 آغازگر نوارهای تکرارپذیر و قابل امتیازدهی تکثیر کردند. ماتریس تشابه دایس و جاکارد تجزیه و تحلیل شده و داده های حاصل تجزیه واریانس مولکولی شدند. از آغازگرهای مورد استفاده 189 نوار با 100 درصد چندشکلی تکثیر شدند. تعداد آلل های تکثیرشده از این آغازگرها از 7 تا 20 با میانگین 6/12 آلل متفاوت بود. همچنین دامنه اندازه قطعات تکثیریافته بین 100 تا 1800 جفت باز بود. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که از تنوع مولکولی آشکارشده 79 درصد مربوط به تنوع درون جمعیت ها و 21 درصد باقیمانده ناشی از تنوع بین جمعیت ها بود. یافته های این تحقیق بیانگر وجود تنوع ژنتیکی بالا در درون جمعیت های بلوط ایرانی در رویشگاه های ایلام است.
    کلیدواژگان: بلوط ایرانی، شاخص تنوع ژنی، ژنتیک جمعیت، نشانگر بین ریزماهواره ای
  • زهرا آقا علی، رضا درویش زاده*، فرناز گودرزی صفحات 79-91
    کرچک (Ricinus communis L.) یکی از قدیمی ترین گیاهان دارویی روغنی در جهان است. این گیاه به طور گسترده در قسمت های مختلف ایران پراکنده شده است. به منظور شناسایی نشانگرهای ISSR پیوسته با ژن های کنترل کننده 26 صفت مورفولوژیک در 12 جمعیت کرچک از تجزیه ارتباطی بر اساس اطلاعات حاصل از 16 ترکیب آغازگری ISSR استفاده شد. ارزیابی فنوتیپی جمعیت ها در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی ارومیه در سال 1391 انجام گرفت. نشانگر UBC-859 موثرترین نشانگر در بررسی تنوع جمعیت های کرچک در این تحقیق بود. بر اساس 116 مکان تکثیری توسط آغازگرهای ISSR، ژنوتیپ های مورد بررسی به 6 زیر جمعیت تقسیم شدند. با استفاده از مدل خطی مخلوط (MLM)، 26 مکان پیوسته با 17 صفت مورفولوژیک شناسایی شد. مقدار R2 در محدوده 4/12 (UBC857-5) تا 1/28 درصد (UBC844-2) متغیر بود. اکثر مکان ها به طور اختصاصی با یک صفت پیوسته بودند. مکان UBC812-8 با 8 صفت مورد مطالعه پیوسته بود. وجود نشانگرهای مشترک در میان برخی صفات بررسی شده می تواند ناشی از اثرات پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل این صفات باشد. شناسایی نشانگرهای مشترک اهمیت زیادی در به نژادی گیاهان دارد، زیرا گزینش هم زمان چند صفت از طریق انتخاب به کمک نشانگر (MAS) را امکان پذیر می سازند.
    کلیدواژگان: صفات مورفولوژیک، عدم تعادل لینکاژی، کرچک، مدل خطی مخلوط، نشانگرهای مولکولی
  • مرتضی سازمند، عباس صفرنژاد* صفحات 92-101
    جنس زرشک بیش از 660 گونه دارد که فقط یک نوع آن یعنی زرشک بی دانه Berberis vulgaris))به عنوان محصول باغی پرورش داده می شود. زرشک بی دانه اغلب به روش قلمه و پاجوش تکثیر می شود که زمان بر است، اما با استفاده از روش کشت بافت می توان تعداد زیادی گیاه در یک زمان کوتاه تولید کرد. در این تحقیق اثر هورمون های مختلف رشد گیاهی در تکثیر زرشک بی دانه بررسی شد. از جوانه های جانبی به عنوان ریزنمونه استفاده شد. ریزنمونه ها بعد از مراحل مختلف سترون سازی شامل محلول های هیپوکلریت سدیم، الکل 70 درصد و کلریدجیوه به محیط های کشت حاوی مقادیر مختلف هورمون هایBAP ،IAA ،Kin وGA3 منتقل شدند. کشت ها در دمای 2± 25 درجه سانتی گراد و 16 ساعت روشنایی و 8 ساعت تاریکی در اتاقک رشد قرار داده شدند. نتایج نشان داد که تیمار هیپوکلریت سدیم 3 درصد به مدت 15 دقیقه بهترین تیمار ضدعفونی کننده ریزنمونه های زرشک بود. همچنین محیط MS حاوی 1 میلی گرم در لیتر BAP بهترین محیط برای باززایی بود. در بین تیمارهای هورمونی استفاده شده، بیشترین میانگین تعداد شاخه (6 شاخه) مربوط به محیط MS حاوی 2 میلی گرم در لیتر BAP و 01/0 میلی گرم در لیتر IBA بود. به طور کلی از نتایج حاصل شده در این تحقیق می توان گفت هورمون BAP برای باززایی زرشک بی دانه موثرترین هورمون بود. بهترین تیمار ریشه زایی، محیط کشت mg/l IBA 5/0 MS + بود. به منظور سازگاری گیاهان ریشه دار شده به جی فی پات منتقل و با موفقیت به خاک انتقال یافتند.
    کلیدواژگان: این ویترو، پرآوری، زرشک بی دانه، هورمون های گیاهی
  • فائزه حائری زاده، اسد معصومی اصل *، پژمان آزادی، حمید رجبی معماری، نفیسه ابوفاضلی صفحات 102-113
    فرآیند استخراج RNA از بافت های سخت چوبی و به طور خاص درختان خانواده مخروطیان به دلیل داشتن غلظت های بالایی از ترکیبات فنولیک، پلی ساکاریدها، متابولیت های ثانویه و لیگنین، بسیار مشکل است و تا به حال هیچ گونه کیت تجاری برای این منظور ساخته نشده است. در این مطالعه مشکلات فوق برطرف گردیده و روشی سریع، ساده و اقتصادی برای استخراج RNA از بافت ساقه گونه های Cedrus deodara و Abies grandis که هر دو از خانواده مخروطیان می باشند، ارائه شده است. نسبت جذب نوری در طول موج های 260 به 280 و 260 به 230 نانومتر، به ترتیب 88/1 و 1/1 برای گونه Cedrus deodara و 8/1 و 9/0 برای گونه Abies grandis به دست آمد. تغییرات صورت گرفته در جهت بهینه سازی استخراج RNA نیز شامل استفاده از تیمار پیش گرما روی بافر استخراج، کاهش دور سانتریفیوژ حذف آلودگی DNA و حذف DEPC می باشد. ساخت cDNA با استفاده از RNA استخراج شده با موفقیت انجام و واکنش RT-PCR باندهای مورد انتظار را تولید نمود. لذا به نظر می رسد این روش برای استخراج RNA از بافت های چوبی مناسب است.
    کلیدواژگان: بافت چوبی، ترکیبات فنولیک، درخت نراد، DEPC
  • منصوره قوام *، محمدرضا نقوی، حسین آذرنیوند، علی طویلی صفحات 114-122
    گیاه دم گاوی (Smirnovia iranica) از خانواده Fabaceae و از گونه های درختچه ای ارزشمند بومی و سازگار در ماسه زارهای مناطق مرکزی ایران است که از نظر تولید علوفه و حفاظت خاک و ایجاد چشم انداز زیبا و ارزش دارویی بسیار حایز اهمیت است. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی این گیاه از رویشگاه آن واقع در ماسه زارهای کاشان 4 سایت مطالعاتی به فاصله 30 کیلومتر از هم انتخاب و از هر سایت 5 نمونه گیاهی جمع آوری و با استفاده از 11 آغازگر مورد تجزیه RAPD قرارگرفتند. نتایج حاصل از ماتریس تشابه Dice، تجزیه خوشه ایبه روش UPGMA و اطلاعات باندها، نشان داد که از 72 مکان تکثیرشده توسط آغازگرها به طور متوسط 61 مکان چندشکل بودند. تجزیه خوشه ای، تنوع قابل توجهی را در بین نمونه ها نشان داد. میزان تشابه از 97/0 برای نزدیکترین افراد در سایت 4 تا 64/ 0 بین دورترین نمونه ها مربوط به سایت های مختلف، مشاهده شد. کل نمونه ها به 5 گروه اصلی تبدیل شدند که دو گروه دارای یک نمونه و به ترتیب شامل نمونه های 3 (از سایت اول) و نمونه 12 (از سایت سوم) بودند، دو گروه دیگر مخلوطی از نمونه های مختلف بودند که هر کدام به زیرگروه هایی تقسیم شدند و یک گروه فقط شامل نمونه های متعلق به سایت 4 بود. گروه بندی ژنتیکی به دست آمده از RAPD تقریبا با توزیع جغرافیایی مطابقت نشان داد. عدم تطابق در یک سایت ممکن است به دلیل مهاجرت بذر این گیاه از منطقه ای به منطقه دیگر توسط عوامل مختلف و به ویژه بادهای شدید باشد.
    کلیدواژگان: تجزیه خوشه ای، تنوع ژنتیکی، دم گاوی، RAPD
  • احمد نوروزیان، مجید معصومیان*، محمدعلی ابراهیمی صفحات 123-133
    این تحقیق با هدف بهینه سازی ریزازدیادی گیاه دارویی آنغوزه (Ferula assa- foetida L.) انجام شد. اثرات سیتوکینین ها (BAP، 2ip، Kin)، اکسین ها (IBA، NAA و Pic) و تاثیر متقابل این هورمون ها در غلظت های مختلف (صفر تا 5/2میلی گرم درلیتر) بر روی محیط MS و در شرایط کشت درون شیشه ارزیابی شد. نتایج حاکی از تاثیر بیشتر هورمون BAP بر ساقه زایی و رشد طولی گیاهچه ها بود و غلظت 1 میلی گرم درلیتر این هورمون، با میانگین 3 ساقه به ازای هر ریزنمونه، اختلاف معنی داری با دیگر غلظت های مورد بررسی نشان داد و افزایش 66 درصد ساقه زایی نسبت به شاهد را در پی داشت. هم چنین بلندترین ساقه در غلظت 5/1 میلی گرم برلیتر BAP ایجاد شد. در این مطالعه، محیطMS حاوی یک میلی گرم برلیتر BAP و 01/0 میلی گرم بر لیتر IBA، مناسب ترین تیمار به منظور ریزازدیادی گیاهچه و ایجاد ریشه های غده ای مطلوب برای تکثیر متوالی گیاهچه، تشخیص داده شد. در این ترکیب هورمونی، میانگین ارتفاع گیاهچه ها 96/3 سانتی متر بود که در مقایسه با شاهد (28/2 سانتی متر) 6/57 درصد افزایش نشان داد. تعداد ساقه جانبی نیز با میانگین 3 عدد به ازای هر ریزنمونه در مقایسه با شاهد سه برابر افزایش داشت. این مطالعه نشان داد ریشه های غده ای در مقایسه با ریشه های طویل از توانایی ساقه زایی بیشتری برخوردارند. هم چنین به دلیل وجود ریشه های طویل هم در شرایط طبیعی و هم در کشت درون شیشه، مشخص شد آنغوزه حاوی اکسین درون زا است.
    کلیدواژگان: اکسین، آنغوزه، ریزازدیادی، ریشه زایی، سیتوکینین، کشت بافت
  • سارا عمرانی صباغی، سید رضا طبایی*، عقدایی، میترا امام، غلامرضا بخشی خانیکی صفحات 134-141
    گونه مرزه با نام علمی Satureja edmondi Briq از گیاهان دارویی مهم به شمار می آید واز مرزه های انحصاری و نادر ایران است. از آنجایی که بذر این گیاه به اندازه کافی در طبیعت وجود ندارد و بذور موجود نیز به سختی جوانه دار می شوند، روش ریزازدیادی جهت احیاء و تکثیر انبوه به منظور حفظ و جلوگیری از خطر انقراض و نیز بررسی و شناخت بیشتر این گونه در دستور کار این پژوهش قرار گرفت. بدین منظور سرشاخه های سبز گیاه در محیط MS ( با نیمی از مقادیر KNO3 و NH4NO3) برای افزایش تعداد شاخه ها قرار داده شدند. سپس شاخه ها در محیط های MS 2/1وDKW همراه با سطوح متفاوت هورمون های BAP و 2iP وIBA کشت شدند. شاخه ها در محیط کشت DKW حاویNAA و IBA ریشه دار شدند. بر اساس نتایج حاصل، بیشترین شاخه زایی درمحیط DKW حاوی BAP mgl-15/0 صورت گرفت. وIBA mgl-1 5/0 بهترین هورمون ریشه زایی بود. گیاهچه های باززایی شده به گلخانه انتقال یافتند و در شرایط طبیعی به رشد و نمو ادامه دادند.
    کلیدواژگان: تکثیر، ریزازدیادی، کمیاب، مرزه
  • نازنین مرادزاده، محسن فرشادفر*، عزت الله فرشادفر، هومن شیروانی صفحات 142-155
    این تحقیق به منظور بررسی تنوع سیتوژنتیکی 16 اکسشن از گونه دارویی رازیانه (Foeniculum vulgare) در قالب طرح کاملا« تصادفی با 5 تکرار انجام شد. مطالعات کاریوتیپی نشان داد که تمامی اکسشن ها دیپلویید (2n=2x=22) بودند. از نظر فرم کروموزمی درون اکسشن ها تنوع مشاهده شد. در اکسشن های 14726 (مرکزی)، 18615 (اردبیل) و 29667 (قزوین)، 2 ماهواره و در بقیه اکسشن ها یک ماهواره مشاهده شد. طبق جدول دوطرفه Stebbins همه اکسشن های مورد بررسی به غیر از اکسشن 18615 (اردبیل) در کلاس 1A، قرار گرفتند و اکسشن 18615 (اردبیل) در کلاس 2A قرار داشت. اکسشن 24482 (هرمزگان) نسبت به سایر اکسشن ها دارای شاخص عدم تقارن درون کروموزومی کمتری بود. بنابراین از نظر تکامل کاریوتیپی اکسشن 24482 (هرمزگان) در درجه پائین تری از تکامل نسبت به سایر اکسشن ها قرار داشت و در اکسشن 18615 (اردبیل) کروموزوم های نامتقارن تری نسبت به بقیه اکسشن ها دیده شد و از نظر تکاملی در درجه بالاتری قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس تنوع معنی داری را در بین اکسشن ها برای تمامی صفات کاریوتیپی نشان داد. با توجه به آزمون چند دامنه ای دانکن اکسشن ها برای صفات مورد بررسی در دسته های متفاوتی قرار گرفتند. نتایج حاصل از تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که دو مولفه اول به ترتیب 05/61 و 05/37 درصد از کل واریانس بین اکسشن ها را شامل می شوند. در مجموع 99 درصد از تنوع موجود بین اکسشن های مورد مطالعه با دو مولفه اول بیان شد. در پایان اکسشن های مورد بررسی با استفاده از تجزیه خوشه ایگروه بندی شدند و اکسشن ها در 4 گروه قرار گرفتند.
    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، رازیانه، سیتوژنتیک، کاریوتیپ
  • حیدر پناه پور، علی اشرف جعفری*، محمدرضا پهلوانی صفحات 156-164
    به منظور مطالعه تاثیر همزیستی سویه های سینوریزوبیوم SinoRhizobium sp.) بر تثبیت ازت و رشد اسپرس زراعی Onobrichis vicifolia) تعداد 6 سویه از مناطق اسپرس خیز کشور شامل اردبیل، شهرکرد، سمیرم، کرج، سقز، خرم آباد جمع آوری شد و بر روی بذر 4 اکوتیپ اسپرس با منشاء قزوین، کرمانشاه، الیگودرز و فریدون شهر تلقیح شدند. طرح آزمایشی فاکتوریل در قالب طرح کاملا« تصادفی در 4 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا سویه های سینوریزوبیوم استخراج و در محیط کشت YAM تکثیر شدند. بذر اکوتیپ های اسپرس با سویه ها تلقیح شدند و در گلدان های پلاستیکی متوسط محتوی ماسه کوارتزیت استریل کشت شدند. اکوتیپ ها با محلول غذائی هوگلند بدون ازت آبیاری شدند. آزمایش به مدت 90 روز در گلخانه و محیط طبیعی ادامه یافت. پس از رشد کافی از صفات تعداد ساقه، طول ساقه، وزن خشک ساقه، طول ریشه، وزن خشک ریشه، وزن خشک گیاه ، اندازه گره یادداشت برداری به عمل آمد. نتایج نشان داد که اثر همزیستی سویه های سینوریزوبیوم بر روی کلیه صفات به جز طول ریشه معنی دار بود. ضمنا اثر اکوتیپ و اثر متقابل اکوتیپ با سویه های سینوریزوبیوم هم بر روی تمام صفات در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. در مقایسه میانگین تیمارها، سویه خرم آباد در اکثر صفات از میانگین بیشتری برخوردار بود و سویه های البرز، اردبیل و بستان آباد در مرتبه بعدی قرار داشتند. در مقایسه میانگین اثرات متقابل بیشترین سازگاری بین یونجه اکوتیپ الیگودرز با سویه سینوریزوبیوم بستان آباد مشاهده شد.
    کلیدواژگان: اسپرس، تثبیت ازت، رشد، سینوریزوبیوم
|
  • Gholamreza Goodarzi*, Vahideh Payamnour, Mostafa Jafari, Alireza Ali, Arab Pages 1-12
    Effects of different concentrations of plant growth regulators and culture media on shoot proliferation and vitrification of Prunus mahaleb L. via in vitro culture was studied using single node explants in twoseparate experiments. Shoots from single node explants were grown on 26 treatments (first experiment) of MS medium supplemented with different concentrations of cytokinins (BAP, TDZ, KIN, 2iP, and Zeatin) in combination with NAA and on 16 treatments (second experiment) of MS, 1/2 MS, WPM and DKW media supplemented with different combinations of CaCl2 and NH4NO3 and cytokinins of BAP, Zeatin, and PG. Experiments were based on completely randomized design with five replicates and each replication included 5 explants. Means comparison after 2 subcultures in the first experiment showed that the highest shoot length (3.14 cm) were obtained on 0.1 mg l-1 NAA in cytokinin -free medium, the highest number of shoot (14.67 shoot numbers per explants) on 0.2 mg l-1 Zeatin plus 0.1 mg l-1 NAA, and the lowest vitrification on 0.1 mg l-1 KIN, 0.05 and 0.1 mg l-1 Zeatin plus 0.1 mg l-1 NAA, respectively. In the second experiment, the highest shoot length (2.88 cm) were observed on DKW medium with 0.2 mg l-1 Zeatin plus 40 mg l-1 PG and the highest number of shoot (19 shoot number per explants) on MS medium with 880 mg l-1 CaCl2 and 825 mg l-1 NH4NO3. The present research by accessing to the highest proliferation (19 shoot numbers per explants) and decreasing vitrification of Prunus mahaleb L. provided a possibility of doing other research projects for protocol commercialization.
    Keywords: Plant growth regulators, proliferation, phloroglucinol, single node culture, vitrification
  • Mohsen Farshadfar*, Maryam Rashidi, Houshmand Safari, Hooman Shirvani Pages 13-28
    Alfalfa (Medicago sativa L.) is one of the most important forage crops because of high quality, growing extensively in farms and rangelands of Iran. Genetic variability is one of the most aspects for crop improvement. The experiments were carried out to determine genetic variability among 17 alfalfa populations based on ISSR and cytogenetic markers. All of the tested ISSR primers showed 44 visible bands. Three primers had the most number of bands while another primers showed the least band numbers. Mean percentage of polymorphism in the primers was 90.18 percent. Polymorphic information content (PIC) and marker index (MI) average were 0.36 and 1.88 respectively. Cluster analysis classified the populations genotype into four clusters. In order to investigate karyotipic variation between the populations, the populations were studied for several karyotipic characteristics. Including long arm, short arm and total length of the chromosomes, long arm to short arm and short arm to long arm ratios and total form percentage (TF%). All of the genotypes had 32 chromosomes. Analysis of variance of mitotic data in completely randomized design, showed highly significant differences between the studied genotypes for all of the studied traits (p
    Keywords: Alfalfa, Cytogenetic, genetic diversity, ISSR molecular markers
  • Keivan Bahmani, Ali Izady, Darbandy *, Aazam Akbari Pages 29-41
    Fennel (Foeniculum vulgare) is one of the most important medicinal plants with many usages in medical, food and cosmetic industries. Development method of two early and medium maturity synthetic cultivars of fennel with the aim of drought tolerance is discussed. The synthetic cultivars were assessed along with their elite parents at two separate environments, with normal irrigation and drought stress conditions. Results showed on the two environmental conditions, there were significant differences among the genotypes. Mean comparison of genotypes showed that in non-stress conditions, the most seed yield belonged to parental medium maturity genotypes of Meshkinshahr and Fozveh; and in drought stress conditions belonged to early and medium maturity synthetic cultivars. Independent mean comparison among the synthetic cultivars and the parents in each growth conditions showed that; in stress conditions according to the elite parents the synthetic cultivars had higher seed and essential oil yields. Finally, for enhancement of drought tolerance of fennel species, breeding method of synthetic cultivar is recommended, so that in environments with variable climate, especially water shortage, the mentioned cultivars can produce satisfactory yield.
    Keywords: Drought stress, fennel, synthetic cultivar, Yield
  • Aateke Tavakoli Niya, Mohammad Hasan Assareh, Anahita Shariat *, Gholamreza Bakhshi, Khaniki Pages 42-53
    Most salinity problems causes by NaCl distribution in dry lands, beaches and water resources. This research was carried out to estimate salinity resistance of three Eucalyptus species: Eucalyptus largiflorens¡ E. sideroxylon and E. wandoo. Five NaCl levels (0, 50, 100, 150 and 200 mM) of salinity were used in three replications by a factorial experiment model based on a completely randomized design. Sampling were made from terminal leaves of the selected trees. Different characteristics such as pigments, total chlorophyle, chlorophyle a and b, carotene, soluble sugar and prolin, glycine betaine, growth parameters such as biomass, leaf area, relative water content, water saturation difference, specific leaf area and leaf water content per unit leaf area were recorded. Increased salt stress lead to increment of prolin level, soluble sugar, withering, falling, dried leaves and decrement of pigments and growth parameters in the species. Between the studied species, E. largiflorens showed the most salt stress tolerance, although for prolin, soluble sugar, pigments, glycine betaine, R/S, RWC, wet and dry root and shoot weight, had the highest values and for the withering, falling and dried leaves had the lowest values.
    Keywords: Eucalyptus, pigments, prolin, salt stress, soluble sugar
  • Rizan Elyasi, Mohammad Majdi *, Bahman Bahram Nezhad, Ghader Mirzaghaderi Pages 54-65
    Black cumin (Nigella sativa) is an important medicinal plant belongs to the Ranunculaceae which produce large diversity of secondary metabolites including industrial and medicinal monoterpenes/ triterpenes. In the present work, relative gene expression of genes involved in biosynthetic pathway of terpenes including a monoterpene synthase (MTS), geranyldiphosphate synthase (GDS), β- amyrin synthase (βAS) and squaleneepoxidase(SQE) were investigated in black cumin plants treated with methyl jasmonate. The plants were grown in a greenhouse sprayed with 0.1 mM methyl jasmonate. Samples were collected at 0, 4, 8, 24, 48 and 72 hours after applying the treatments. RT-PCR was performed by gene-specific primers after RNA extraction and cDNA synthesis. Results of semi quantitative RT-PCR showed that the expression pattern of GDS gene differed with the results of other genes. The highest gene expression of GDS was observed at 4 h and its expression remained at the same level till 8 h then dropped at next time periods. The expression patterns of monoterpene synthase, β-amyrin synthase and squaleneepoxidase showed rising trend. Gene expression analysis of the genes at transcript level using semi-quantitative PCR in black cumin leaves treated by methyl jasmonate revealedinduced-geneexpression which might show the roles of terpenes in defense mechanisms and signal transduction. Consequently, methyl jasmonate treatment can be considered to induce the terpene biosynthetic pathway and to study the enzymes/ metabolites associated with terpenoid metabolism.
    Keywords: black cumin, medicinal plant, secondary metabolite, Relative gene expression, terpenes
  • Naghi Shabaniyan*, Afrooz Havasi, Ali Ashraf Mehrabi Pages 66-78
    Woody vegetative coverage of Zagros forests is mainly composed by oaks. Information on natural patterns of genetic variation is of fundamental practical importance for sustainable forest conservation and management. In the present study, to assess the genetic differentiation and population diversity of eight Quercus brantii populations with 104 genotypes from Ilam forests, genomic DNA was extracted and then amplified fragments from different primers were visualized and scored on 1.2% agarose gel. Of 22 screened ISSR primers, 15 primers produced repeatable and scorable bands. Dice and Jaccard similarity matrix were analysed. Then the data were molecularly analyzed using molecular analysis software, GenAlEx. The selected primers amplified 189 bands, from which all were polymorphic. The number of amplified fragments varied from 7 to 20 with an average of 12.6 bands per primer, and with size range of 100 to 1800 bp. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that major proportion of total genetic variation (79%) was attributed to within populations, and the remaining 21% was resulted from among population variation. High level of genetic variation was observed within Q. brantii natural populations from Ilam forests.
    Keywords: gene diversity index, inter, microsattelite marker, Persian oak, population genetics
  • Zahra Agha Ali, Reza Darvish Zadeh *, Farnaz Goodarzi Pages 79-91
    Castor (Ricinus communis L.) is one of the most ancient medicinal oil crops in the world. It has been vastly distributed in different parts of Iran. Association analysis based on 16 combinations of ISSR primers was applied in order to identify ISSR markers associated with genes controlling 26 morphological traits in 12 populations of castor. The genotypes were evaluated for morphological traits in randomized complete block design with three replications in experimental field of Agricultural Research Center of West-Azerbaijan during 2012. Locus UBC-859 was the most effective marker to assessment the diversity in populations of castor. Based on 116 loci produced by ISSR primers, the studied genotypes divided into 6 subpopulations. Using mixed linear model (MLM), 26 loci were identified to be significantly associated with 17 morphological traits. R2 values ranged from 12.4% (UBC857-5) to 28.1% (UBC844-2). Most of the identified markers were associated specifically with one trait. UBC812-8 was associated with 8 traits. Common markers between some of the studied traits can be due to linkage or pleiotropic effects. The common markers lead to increase the efficiency of marker-assisted selection in plant breeding programs via simultaneously selection for several traits.
    Keywords: Castor, linkage disequilibrium, mixed linear model, molecular markers, morphological traits
  • Morteza Sazmand, Abbas Safarnezhad* Pages 92-101
    Genus Berberis include 660 species and only one of them, Berberis vulgaris is cultivated as a horticultural species. Berberis vulgaris is propagated via cutting and souker that is very time consuming. Using tissue culture method may product larg number of plants in a short period of time. In this research, effects of plant growth regulating hormones on micropropagation of Berberis vulgaris were studied. Axillary buds were sterillized as explants. The explants were transferred to different medium after sterilization stages including mercuric chloride, 70% ethanol and sodium hypochlorite supplemented with different concentrations of BAP, IAA, Kin and GA3 growth regulating hormones. The cultures were kept in a growth room at 25±2 ˚C in 16/8 h light and dark periods. Results showed that 3% NaOCl for 15 minutes was the best sterilization treatment. Also ANOVA results indicated that MS medium supplemented with 1 mg/l BAP was the best medium for regeneration. The most number of shoots (6) was observed in MS supplemented with 2 mg/l BAP 0.01 mg/l IBA. Therefore, BAP was the best hormone for regeneration of Berberis vulgaris.The best medium for root initiation was MS containing 0.5 mg/l IBA. The regenerated plant were succesfuly transferred to Jify pots and then to soil.
    Keywords: Berberis vulgaris, In vitro, multiplication, plant hormons
  • Faeezeh Haeerizadeh, Asad Masoomi Asl *, Pezhman Azadi, Hamid Rajabi, Memari, Nafiseh Aboofazeli Pages 102-113
    RNA extraction from hard wood tissues, especially in coniferous family trees, is very hard because they have high concentrations of phenolic compounds, polysaccharides, secondary metabolites and lignin. Moreover, up to now, no commercial kit is made for the mentioned purpose. In this study, the problems were resolved and a rapid, simple, and economic protocol is presented for RNA extraction from bark tissue of Cedrus deodara and Abies grandis, which belong to conifer family. Ratios of optical density of 260/280 nm and 260/230 nm were respectively obtained as 1.88 and 1.1 for Cedrus deodara and 1.8 and 0.9 for Abies grandis. Modifications for optimization of RNA extraction were preheating treatment of extraction buffer, and decreasing centrifuge rounds to eliminate DNA contaminations and DEPC. Synthesis of cDNA was performed using extracted RNA. RT-PCR successfully produced expected bands. Therefore, it seems that the presented protocol is suitable for RNA extraction from woody tissues.
    Keywords: Abies grandis, bark tissue, DEPC, phenolic compounds
  • Mansooreh Ghavam*, Mohammad Reza Naghavi, Hossein Azarnivand, Ali Tavili Pages 114-122
    Smirnovia iranica Sabeti is an endemic shrub species in Fabaceae family. It is found in sand dunes of central parts of Iran. It is very important for soil conservation, forage, landscape and medicinal values. RAPD is a useful genetic marker to determine polymorphism and relationship among plant species. In order to evaluate genetic diversity within and between Smirnovia iranica populations by 11 RAPD primers, 20 samples were collected from 4 sites of sand dune of Kashan. According to diversity indices, Dice similarity, cluster analysis and band information a total of 72 bands were amplified and 61 of the bands were polymorphic. Cluster analysis revealed a high amount of diversity among the studied samples. The most similar samples with 0.97 similarity were found in site 4, while the least similarity (0.65) was obtained for samples from different sites. Cluster analysis classified the samples in five groups. Two groups had only one sample. However, the other samples were distributed in other three groups one of which contained all samples of site 4. There was relatively fair coordination between genetic divergence and geographical origins.
    Keywords: Cluster analysis, genetic diversity, RAPD, similarity, Smirnovia iranica
  • Ahmad Nourooziyan, Majid Masoomiyan *, Mohammadali Ebrahimi Pages 123-133
    The present study optimized micropropagation protocol for Ferula assa- foetida L. The effect of cytokinins (BAP, 2ip and Kinetin), auxins (IBA, NAA and Picloram) and hormones combination was assayed in different concentrations (0 - 2.5 mg/l) on MS medium. Results showed that BAP, promoted the highest shoot elongation and shoot numbers. Concentration of 1 mg/l BAP enhanced three shoots per explants and compared to control and 66 percent shooting was increased. Effect of 1.5 mg/l BAP produced the highest shoot. MS media containing 1mg/l BAP and the 0.01 mg/l of IBA was the best treatment to micropropagate ferula and tuber production. Hormone combination enhanced 3.96 cm plant height, compared with control (2.28 cm) at the rate of 57.6 percent increase. Number of lateral shoots with an average of 3 per explants grew three fold higher than control. The study proved that root like tuber in compared to long roots had higher ability to shoot production. Endogenous auxin in ferula is the most important reason for the existence of root elongation in vivo and in vitro.
    Keywords: Auxin, cytokinin, Ferula assa, foetida L, Micropropagation, rooting, tissue culture
  • Sara Omrani, Sabaghi, Seyed Reza Tabaei, Aghdaei*, Mitra Emam, Gholamreza Bakhshi, Khaniki Pages 134-141
    Satureja edmondiis an important medicinal plant species which is one of the rare endemic plant species of Iran. Since seeds of the species are not found enough in the nature and the available seeds hardly germinate as well, micropropagation and mass reproduction is required in order to prevent the extinction of the species. Hence, the green branches of the species were cultured on MS medium (with half contents of the KNO3 and NH4NO3) to increase the number of branches. Then, the branches were transferred to 1/2 MS and DKW media with different levels of BAP, 2iP and IBA hormones. Then the branches were transferred to DKW medium containing NAA and IBA. Most of the branch productions were occurred on the DKW media, containing 0.5 mgl-1BAP and the best hormone for rooting was 0.5 mgl-1IBA. Regenerated plantlets were established in greenhouse and then grown under field conditions.
    Keywords: Micropropagation, propagation, rare, satureja
  • Nazanin Moradzadeh, Mohsen Farshadfar*, Ezzatollah Farshadfar, Hooman Shirvani Pages 142-155
    Fennel (Foeniculum vulgare Mill.) is an important, well-known aromatic and medicinal herb. In order to evaluate karyotipic variation and relationship between karyotipic traits of 16 Iranian Foeniculum vulgare accessions, an experiment was conducted based on a completely randomized design with five replications at biotechnology laboratory of Payame Noor University of Kermanshah, Iran. Using squash method several kariotipic characters were measured. All of the 16 fennel accessions had 22 chromosomes. Analysis of variance showed significant differences among the accessions for the studied traits. There was significant variation among the accessions for total chromosome form. There were significant differences between the groups for the karyotypic traits. Two satellites were observed in the accessions 14726 (Markazi), 8615 (Ardabil), 29667 (Ghazvin). One satellite was also observed in the other studied accessions. Based on Stebbins table, all of the accessions, except 18650 (Ardabil) located in 1A class while Ardabil accession located in 2A class. Hormozgan (24482) accession had minimum asymmetrical index while Ardabil accession had the greatest amount of Asymmetrical index value. Cluster analysis classified the accessions into 4 groups. Principle components analysis revealed that 99 percent of variance was explained by the first two principal components.
    Keywords: Cytogenetic, Foeniculum vulgare, genetic diversity, karyotype
  • Heydar Panahpour, Ali Ashraf Jafari *, Mohammadreza Pahlavani Pages 156-164
    In order to study symbiosis effects of Sinorhizobium sp. on sainfoin (Onobrichis vicifolia) growth, 6 strains of Sinorhizobium sp. were collected from sainfoin fields in (Ardabil, Shahrekord, Samirom, Karaj, Khorramabad). The strains were inoculated on four sainfoin ecotypes originated from Ghazvin, Kermanshah, Aligoodarz and Fridonshahr, Iran. A factorial experiment on the basis of completely randomized design with four replications was conducted at Research Institute of Forests and Rangelands of Iran during 2012. The strains were propagated with YAM solution and then were inoculated on seeds of the sainfoin ecotypes. Seeds were sown in pots and treated with Hoagland solution (without N) in glasshouse and outdoor for 90 days. On the harvest date, data were collected on root and stem length, fresh and dry weight of roots, stems and node number of root. Data were analyzed and means were classified using Duncan method. Results showed significant effects of ecotypes, Sinoryzobium sp. and their interaction effects (P
    Keywords: Growth, nitrogen fixation, Sainfoin, Onobrichis vicifollia, Sinorhyzobium