فهرست مطالب

  • سال ششم شماره 1 (1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/10
  • تعداد عناوین: 9
|
  • سید علی محمد میرمحمدی میبدی*، پوراندحت گلکار صفحات 1-30

    به نژادی با هدف بهبود کمی و کیفی گیاهان، طیف گسترده ای از روش ها و فنون را به کار گرفته است. نشانگرهای ملکولی از ابزارهایی هستند که چشم انداز جدیدی را برای پیشرفت های به نژادی گیاهان فراهم کرده اند. این مقاله مزایا و کاربردهای متنوع نشانگرهای مولکولی و بهره گیری از توان بالای پلی مورفیسم طبیعی موجود در داخل جوامع در تلفیق با توانمندی های روش های به نژادی گیاهی مرسوم را مرور کرده است. نشانگرهای مولکولی از عوامل محیطی تاثیرپذیری ندارند و فراوانی بالای آنها از نظر تعداد و تنوع بالای ساختاری آنها به عنوان بخشی از مزایای نشانگرها در تشخیص هویت، تعیین تنوع ژنتیکی گونه ها و بررسی روابط خویشاوندی گیاهان به شمار می رود. نشانگرها در کشف اطلاعات بیشتر در مورد حفظ کلکسیون های ذخایر ژنتیکی گیاهی، تشخیص واریته ها، مکان یابی و تعیین تعداد ژن های کنترل کننده صفات کمک می کنند. توالی یابی ژنوم، تهیه نقشه های فیزیکی و ژنتیکی، انگشت نگاری های ژنومی و به نژادی گیاهان به عنوان برخی از دیگر کاربردهای این ابزار در به نژادی گیاهی می باشد. کارایی بالای انتخاب به کمک نشانگر در انتخاب ژنوتیپ ها به عنوان والد تلاقی و انتخاب به کمک نشانگر در برنامه های به نژادی و انتخاب ژنومی تاکید شده است. فناوری های جدید فرصت های خوبی را برای یافتن الگوهای تنوع ژنتیکی برای پیشبرد برنامه های به نژادی ایجاد کرده اند. امروزه با توسعه سریع فناوری توالی یابی های نسل جدید، توالی یابی ژنومی و روش های با کارایی بالا برای نشانگرها، ایجاد نشانگرهای جدید مانند EST-SSR از Simple Sequence Repeats (SSR) و Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) را آسان کرده است. این نشانگرها می توانند با موفقیت در شتاب بخشی به تحقیقات و برنامه های به نژادی گیاهان زراعی به کار گرفته شوند.

    کلیدواژگان: انتخاب، به نژادی، تنوع ژنتیکی، نشانگر مولکولی
  • مهدی سلطانی حویزه، سیداحمد سادات نوری*، وحید شریعتی، محبوبه امیری پور صفحات 31-46
    گیاه دارویی زنیان یک منبع غنی از ترکیبات فعال دارویی و دارای اثرات مختلف دارویی است. با توجه به اینکه نشانگرهای ریزماهواره دارای نقش کلیدی در ژنوم و مرتبط با ژن ها بویژه در بیوسنتز متابولیت های ثانویه در گیاهان دارویی هستند، لذا در این مطالعه، از توالی یابی ترنسکریپتوم زنیان برای اولین بار جهت شناسایی نشانگرهای ریزماهواره استفاده شد. پس از انجام توالی یابی توسط پلت فرمIllumina HiSeq 2000  بصورت دو طرفه، ارزیابی کیفیت خوانش ها توسط نرم افزار FastQC، تریم کردن با نرم افزار Trimmomatic و یکپارچه سازی نوپدید با استفاده از نرم افزار Trinity انجام گردید. در این پژوهش، 11468 توالی یونی ترنسکریپت (7913توالی یونی ژن) حاوی 13593 ریزماهواره بالقوه یافت شد. فراوان ترین نوع ریزماهواره ها، دی نوکلئوتیدها (67درصد) و تری نوکلئوتیدها (24درصد) بودند. همچنین تکرارهای شش تایی فراوان ترین تکرارها بودند و توالی غالب، AG/CT (31درصد) بود. 65درصد ریزماهواره ها از ریزماهواره کلاس دوم (10 تا 20 نوکلئوتید) و 35 درصد از ریزماهواره کلاس اول (بیش از 20 نوکلئوتید) بودند. فراوانی ریزماهواره ها تقریبا یک در هر 10.1 کیلو باز توالی یکپارچه شده بود. 57.9درصد یونی ژن های حاوی ریزماهواره، با ژنوم هویج بلاست شدند. تعداد 3437 یونی ژن (43درصد) دارای دسته بندی کارکردی بودند که از میان آنها تعداد 2219 یونی ژن (64.6 درصد) به دسته "فرآیند متابولیکی" و 71 یونی ژن (2.1درصد) به دسته "فرآیند متابولیکی ثانویه" تخصیص داشت. در این تحقیق 12 ژن در مسیر پایه بیوسنتز ترپنوئیدها شناسایی شدند که ترنسکریپت مربوط به آنها دارای ریزماهواره بود. این ریزماهواره ها احتمالا در بیان ژن ها و تولید متابولیت ها بویژه متابولیت های ثانویه نقش دارند. معرفی این نشانگرها می تواند برای مطالعات آینده انتخاب به کمک نشانگر، تنوع ژنتیکی و ساخت نقشه های ژنتیکی در این گیاه دارویی مورد بهره برداری قرار گیرد.
    کلیدواژگان: آپیاسه، ترنسکریپتوم، ترپنوئیدها، متابولیت های ثانویه
  • نگین اصلاحی، مژگان کوثری*، مصطفی مطلبی، محمدرضا زمانی، سپیده اکبری صفحات 47-54
    انتقال از فاز رویشی به فاز زایشی در گیاهان مهم ترین رویداد در تولید و نوآوری های ژنتیکی است، این پدیده در گیاهان عالی تحت تاثیر بسیاری از عوامل ژنتیکی و محیطی می باشد. مطالعات نشان می دهند که یکی از عوامل محیطی تاثیرگذار در فرایند رشد زایشی و گلدهی گیاهان، گونه های قارچ تریکودرما هستند که به فراوانی در خاک وجود دارند. این مطالعه به منظور ارزیابی توانایی دو سویه Trichoderma harzianum نوترکیب حاوی کیتیناز کایمر 42 (حاوی دمین ChBD) و سویه وحشی به منظور تاثیر بر گلدهی و بهبود عملکرد لوبیا در شرایط گلخانه ای انجام شد. بدین منظور، پارامترهای موثر در گلدهی مانند تعداد گل، زمان گلدهی و پارامترهای موثر در عملکرد اندازه گیری گردید. همچنین بیان برخی ژن های مربوط به گلدهی از جمله FT و SOC1 با استفاده از تکنیک PCR Real time مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که گیاهان تیمار یافته با سویه های نوترکیب افزایش معنی داری در تعداد گل و نیز گلدهی زودتر نسبت به والد وحشی و گیاهان کنترل داشتند. همچنین گیاهان تیمار یافته با سویه های نوترکیب تفاوت معنی داری در تعداد و وزن غلاف نسبت به گیاهان تیمار یافته با سویه وحشی تریکودرما و گیاهان بدون تیمار نشان دادند. علاوه براین، گیاهان تحت تیمار با سویه T13، سطوح بیشتر بیان FT و SOC1 را به ترتیب به میزان 3.42 و 3.41 برابر نسبت به سایر تیمارها و گیاه کنترل نشان دادند. در نهایت، سویه نوترکیب T13 با تاثیر بر میزان گلدهی و بدنبال آن افزایش عملکرد گیاه در مقایسه با سایر سویه ها، عملکرد بهتری نشان داد.
    کلیدواژگان: ژن کیتیناز کایمر، سویه های نوترکیب، گلدهی، گیاه لوبیا، عملکرد، Real time PCR
  • عاطفه خاکپور، مریم ذولفقاری*، کریم سرخه صفحات 55-68
    شیرین بیان یکی از گیاهان دارویی با ارزش و در معرض انقراض است. شناسایی و معرفی توده هایی که ماده موثره گلیسیریزین بیشتری دارند از برنامه های اصلاحی مهم است. روش های ژنومیکس کارکردی مانند تجزیه و تحلیل توالی های EST، امکان شناسایی خانواده های ژنی حفاظت شده بین گونه های مورد مطالعه و بررسی بیان ژن و تفسیر ژنوم را فراهم آورده است. در این پژوهش به منظور شناسایی جنبه های مولکولی و تحلیل کارکردی ژنوم و شبکه ژنی دخیل در سنتز گلیسیریزین، 55960 توالی EST مربوط به دو گونه مختلف این گیاه و همچنین توالی های پروتئینی مورد تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیکی قرار گرفتند. همچنین جهت اعتبار سنجی نتایج، تغییرات بیان نسبی چهار ژن مهم در مسیر بیوسنتز گلیسیریزین شامل اسکوآلن سنتاز(SQS)، بتا- آمرین سنتاز (BAS)، بتا- آمرین 11- اکسیداز (CYP88D6) و UDP- گلوکورونسیل ترانسفراز (UGT) مورد بررسی قرار گرفت. پس از پیرایش و کیفیت سنجی اولیه توالی ها، 6427 توالی کانتیگ و 30895 سینگل تون (37322یونی ژن) ایجاد گردید که در مجموع 26884666جفت باز (7.06درصد) از ژنوم شیرین بیان را پوشش دادند. فعالیت عملکردی ژنومی نشان داد که اکثر ژن ها در فعالیت کاتالیزوری و فرآیند های سلولی و متابولیکی نقش داشتند و معلوم شد که این ژن ها در درون سلول و اندامک های درون سلولی فعالیت می کنند. مکان یابی این دسته از ژن ها نشان داد که ژن های مهم مسیر سنتز گلیسیریزین در شبکه آندوپلاسمی متمرکز شده اند. نتایج اعتبار سنجی با استفاده از qRT-PCR نشان داد که در فصل پاییز و در بافت ریزوم، ژن های BAS ، CYP88D6، UGT و SQS دارای بیان نسبی بیشتری بودند. نتایج حاصل از این مطالعه می تواند برای توا لی یابی ژنوم، حاشیه نویسی (گروه های کارکردی)، تنوع ژنتیکی و نیز مطالعات عملکرد مولکولی و ژنومیکسی این گیاه ارزشمند باشد.
    کلیدواژگان: شیرین بیان، ژنوم کارکردی، شبکه ژنی، گلیسیریزین، qRT-PCR
  • سیده مینو میرعرب رضی، رضا شیرزادیان خرم آباد*، حسین صبوری، بابک ربیعی، حسین حسینی مقدم صفحات 69-86

    شوری یک عامل محدود کننده مهم در تولید بیشتر گیاهان و از جمله برنج است. با توجه به محدود بودن سطح زیر کشت، شناسایی ژنوتیپ های متحمل به تنش های محیطی و به ویژه شوری از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از اجرای این پژوهش، بررسی تنوع ژنتیکی بین 114 لاین نوترکیب حاصل از تلاقی ارقام طارم محلی × خزر تحت شرایط بدون تنش و تنش شوری هشت دسی زیمنس بر متر در مرحله رشد زایشی در قالب طرح کاملا تصادفی بود. تجزیه واریانس مرکب صفات نشان داد که اختلاف بین لاین ها برای تمامی صفات معنی دار بود. بررسی ضرایب تغییرات ژنوتیپی نیز نشان داد که بیشترین تنوع ژنتیکی در بین لاین های نوترکیب مورد مطالعه مربوط به صفات تعداد خوشه در بوته بود و در مقابل، صفات  تعداد روز تا 50 درصد گلدهی کمترین تنوع ژنتیکی را در بین این لاین ها نشان دادند. در شرایط بدون تنش و تنش بالاترین همبستگی ژنوتیپی و فنوتیپی عملکرد دانه با تعداد دانه پر دربوته مشاهده شد. براساس تجزیه خوشه ایعملکرد دانه ی لاین ها در شرایط نرمال، ژنوتیپ ها به چهار دسته و در شرایط شوری به سه دسته گروه بندی شدند. لاین های مربوط به گروه سوم در هر دو شرایط از میانگین بالاتری نسبت به میانگین کل برخوردار بودند. در مجموع، نتایج حاصل از پژوهش حاضر نشان داد که تنوع ژنتیکی قابل توجهی بین لاین های مورد مطالعه از نظر تحمل به شوری وجود دارد و می توان از این تنوع در برنامه های اصلاحی بعدی استفاده کرد. بر این اساس، لاین های 83، 81، 56، 39، 37 و 89 حساس ترین و لاین های 107، 101، 16، 100، 84، 98، 47، 32، 14، 29، 95، 63، 5، 49، 92 و 10 متحمل ترین لاین ها به تنش شوری بودند و عملکرد و اجزای عملکرد بالاتری داشتند. لاین های متحمل مستقیما جهت کشت در مزارع شور و یا جهت انتقال تحمل به شوری به ارقام تجاری از طریق برنامه های اصلاحی آینده پیشنهاد می شوند.

    کلیدواژگان: برنج، تجزیه به عامل ها، تجزیه خوشه ای، شوری، همبستگی
  • لیلی طحانی، مهرآنا کوهی دهکردی*، حمید دهقان زاده صفحات 87-98
    بابونه آلمانی با نام علمی (chamomilla Matricaria) گیاهی علفی، یکساله از تیره کاسنی است. بابونه از دیرباز عمدتا به منظور استفاده از اسانس و عصاره آن در صنایع دارویی ،آرایشی و بهداشتی، عطرسازی و چاشنی های غذایی به عنوان ستاره ای در میان گیاهان دارویی مطرح بوده است. مطالعه حاضر با هدف بررسی تنوع ژنتیکی در نه جمعیت بابونه آلمانی با استفاده از نشانگر ملکولی SCoT انجام شد. ده آغازگر SCoT مورد استفاده قرار گرفت، آغازگرها نوارهای چندشکل با الگوی نواری واضح ایجاد کردند. در مجموع 141 نوار ایجاد شد که از این بین 140 نوار (5/96 درصد) چندشکلی نشان دادند. تجزیه خوشه ایبا استفاده از الگوریتم UPGMA و بر اساس ضریب تشابه جاکارد انجام شد، نتایج حاصل از تجزیه خوشه ایو تجزیه به مولفه های اصلی توانست نمونه های جمعیتی بابونه را به چهار گروه تقسیم نماید. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد میزان تنوع بین گروهی بیشتر از تنوع درون گروهی است به طوری که 55 درصد تنوع مربوط به تنوع بین گروه ها بود. نتایج این پژوهش نشان داد نشانگرهای SCoT در تعیین میزان تنوع ژنتیکی و روابط خویشاوندی نمونه های جمعیتی مورد مطالعه بابونه از کارایی بالایی برخوردار هستند.
    کلیدواژگان: قرابت ژنتیکی، چندشکلی، نشانگر مولکولی، تجزیه خوشه ای
  • سارا مطلبی نیا، امید سفالیان*، علی اصغری، علی رسول زاده، بهرام فتحی صفحات 99-114
    در تحقیق حاضر، به منظور ارزیابی شاخص های تحمل به خشکی در ارقام کلزا و ارتباط آن ها با نشانگر های ISSR، 12 ژنوتیپ با استفاده از آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 سطح آبیاری (شاهد و آبیاری بعد از تخلیه 60 و 85 درصد رطوبت) در گلخانه ی دانشگاه محقق اردبیلی مورد بررسی قرار گرفتند. ارزیابی ژنوتیپ ها از نظر تحمل به خشکی توسط شاخص های کمی شامل میانگین حسابی (MP)، میانگین هندسی (GMP)، حساسیت به تنش (SSI)، تحمل به تنش (STI) و شاخص تحمل (TOL) صورت گرفت. تجزیه واریانس در هر پنج شاخص محاسبه شده مورد بررسی بر اساس طرح کاملا تصادفی در دو سطح تنش، بین ارقام اختلاف معنی دار مشاهده شد. با توجه به نتایج مقایسه میانگین در هر دو سطح تنش، رقم SLMO46 با داشتن بیشترین مقدار شاخص های MP و STI و میزان پایین TOL به عنوان مقاوم ترین و رقم کارون با داشتن بیشترین مقدار شاخص SSI، حساس ترین رقم شناخته شد. با توجه به نتایج به دست آمده از تجزیه به عامل ها نیز در سطح اول ژنوتیپ ساری گل 32 و تا حدودی ژنوتیپ کارون و در سطح دوم رقم طلایه و تا حدودی رقم ساری گل 32 به عنوان ژنوتیپ های حساس و در هر دو سطح ژنوتیپ SLMO46 مقاوم به تنش شناخته شدند. همبستگی فنوتیپی عملکرد دانه در شرایط تنش و بدون تنش خشکی در دو سطح با 5 شاخص بررسی گردید. در شرایط تنش اول عملکرد دانه با شاخص های بهره وری متوسط، میانگین هندسی بهره وری و شاخص تحمل تنش همبستگی مثبت و معنی دار نشان داد. در شرایط تنش دوم نیز شرایط مانند تنش اول بود با این تفاوت که همبستگی معنی داری بین شاخص های تحمل و تحمل خشکی به دست نیامد. تجزیه همبستگی کانونیک در رابطه با شاخص های خشکی و نشانگرهای مولکولی در پنج نشانگر (5، 9، 11، 14 و 19) که دارای بیشترین درصد چندشکلی بودند با استفاده از ضرایب تابع اول انجام شد. از تکنیک ISSR-PCR برای شناسایی برخی از نشانگرهای مولکولی مرتبط با شاخص های تحمل خشکی استفاده شد. در مجموع از 18 آغازگر ISSR استفاده گردید که 106 نوار واضح و قابل امتیازدهی تولید کردند و از این میان 60 نوار (168/53 درصد) چندشکل بودند. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده، از نشانگر های مذکور می توان در برنامه های پرورش کلزا در جهت تحمل خشک سالی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: تنش خشکی، شاخص تحمل خشکی، کلزا، نشانگر های ISSR
  • اعظم مویدی نژاد، بهروز محمد پرست*، قاسم حسینی سالکده، احسان محسنی فرد، محمد علی نجاتیان صفحات 115-126
    میکروRNAها (miRNAs) به عنوان گروهی از RNAهای کوچک غیرکدکننده نقش مهمی در تنظیم رشد، نمو و پاسخ گیاهان به تنش های مختلف ایفا می کنند. در این تحقیق بیان سه miRNA پاسخ دهنده به خشکی (miR160 ، miR159 و (miR169 با استفاده ازqRT-PCR  در دو رقم انگور متحمل (یاقوتی) و حساس به خشکی (بیدانه سفید) تحت شرایط تنش خشکی مورد مقایسه قرار گرفت. به منظور شناسایی عناصر تنظیمی بالقوه در پروموتر miRNAهای مورد بررسی، توالی بالادست پیش ساز این miRNAها توسط پایگاه داده ای PlantCARE مورد آنالیز قرار گرفت. موتیف های مرتبط با خشکی مانند ABREها و MBSها در مناطق تنظیمی miRNAها شناسایی شدند. سه فاکتور رونویسی مرتبط با سیگنالینگ هورمون های گیاهی اسید آبسیزیک (ABA) و اکسین به عنوان مهم ترین ژن های هدفmiRNA های مورد بررسی، شناسایی شدند. الگوی بیان miRNAهای مورد بررسی بسته به نوعmiRNA  و نوع رقم، متفاوت بود، به طوری که بیان miRNA159 تحت تاثیر تنش در رقم بیدانه سفید بدون تغییر بود و در رقم یاقوتی افزایش یافت اما بیان miRNA160 وmiRNA169  در دو رقم مورد بررسی به صورت معکوس تغییر یافت. پروفایل بیان وابسته به ژنوتیپ (رقم) نشان داد که پاسخ miRNA ها به تنش خشکی در میان ژنوتیپ های خیلی نزدیک با حساسیت متفاوت به تنش نیز متفاوت است. به طورکلی با توجه به نقش ژن های هدف بالقوه miRNA های مورد بررسی، به نظر می رسد که تغییر بیان miRNAهای ارزیابی شده درنهایت به تحمل بهتر تنش خشکی در رقم یاقوتی منجر می شود.
    کلیدواژگان: بیدانه سفید، خشکی، ژن هدف، عناصر تنظیمی، یاقوتی
  • سمیه داداشی، رضا درویش زاده، مجتبی نورآئین، حمید حاتمی ملکی* صفحات 127-138
    به منظور تجزیه و تحلیل گرافیکی و برآورد پارامترهای ژنتیکی مربوط به عملکرد و اجزای آن، از تلاقی های دای آلل یک طرفه شش رقم توتون استفاده شد. در این بررسی نتاج F2 به همراه والدها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند.نتایج تجزیه واریانس حاکی از وجود تفاوت معنی دار بین ژنوتیپ ها برای صفات ارتفاع بوته، تعداد برگ، وزن خشک برگ و وزن تر برگ بود. برای تجزیه ی داده ها از روش گرافیکی هیمن استفاده گردید. تجزیه دای آلل نشان دهنده ی وجود عمل افزایشی و غالبیت در وراثت همه صفات مورد مطالعه بود. البته در صفات ارتفاع بوته، تعداد برگ، طول و عرض برگ، قطر ساقه، فاصله میانگره و وزن خشک برگ میزان اثرات افزایشی بیش از اثرات غالبیت و در صفت وزن تر برگ میزان اثر غالبیت بیش از اثر افزایشی بود. دخالت عمل افزایشی ژن در وراثت وزن خشک برگ (عملکرد) نشان دهنده ی تاثیر انتخاب برای اصلاح این صفت بود. با توجه به اینکه وزن تر برگ توسط عمل غالبیت کنترل شد، بنابراین روش های مبتنی بر دورگ گیری برای اصلاح این صفت موثر هستند. هم‎چنین عمل افزایشی و غالبیت ژن در وراثت صفات عملکرد، ارتفاع بوته و تعداد برگ دخالت داشتند. با توجه به برآوردهای میانگین درجه غالبیت و نتایج تجزیه و تحلیل گرافیکی، عمل ژن برای وزن تر برگ از نوع فوق غالبیت بود، بنابراین برای افزایش و بهبود این صفت می توان از پدیده ی هتروزیس بهره برد. برای ارتفاع بوته، تعداد برگ و عملکرد، عمل ژن از نوع غالبیت نسبی بود.
    کلیدواژگان: پارامترهای ژنتیکی، توتون، دای آلل، عمل ژن، عملکرد
|
  • Seyed Ali Mohammad Mirmohammadi Maibody*, Pooran Golkar Pages 1-30

    Plant Breeding has utilized a wide range of techniques and methods to improve the quality and quantity of plants. The molecular markers are the tools that have provided a new perspective for plant breeding advancements. This article has reviewed the various advantages and uses of molecular markers and the utilization of the high potential of natural polymorphisms within communities, combined with the abilities of conventional plant breeding methods. The marker attributes are not subject to environmental influence and their high frequency of these markers in their number, high structural diversity are as part of their benefits in identifying identities, determining the genetic diversity of species and studying relationship between populations. They may aid in discovering more information about protecting and maintaining genetic stock collections, identifying varieties, determining genes with chromosomal location and the number of genes controlling traits. Genome sequencing, the preparation of physical and genetic maps, genomic fingerprinting of plants are some of the other applications of this tool in plant breeding. The high efficiency of selection with the help of markers in selection of genotypes has been emphasized as the parent of crosses and selection with the help of a marker in breeding programs and genomic selection. New technologies offers new opportunities to shape genetic variation in the improvement of specific plant breeding programs. Nowadays development of next-generation sequencing technology, genome sequencing and high throughput approaches for markers have facilitated EST-derived simple sequence repeat (EST-SSR) marker development as well as single nucleotide polymorphism (SNP) marker. These markers can be successfully employed in accelerating research and plant breeding programs.

    Keywords: Selection, Breeding, Gentic variation, Molecular marker
  • Mehdi Soltani Howyzeh, Seyed Ahmad Sadat Noori*, Vahid Shariati, Mahboubeh Amiripour Pages 31-46
    The medicinal plant, Trachyspermum ammi is a rich source of active pharmaceutical ingredients with pharmaceutics effects. Microsatellite markers play a key role in the genome and gene expression, especially in secondary metabolite biosynthesis in medicinal plants. For the first time, transcriptome sequencing of this herb medicine was carried out to identify the microsatellite markers of this species. After pair-end sequencing with the Illumina HiSeq 2000 platform, the quality of the reads was evaluated by FastQC software, trimming was performed by Trimmomatic software and De novo assembly was done with Trinity software. In this study, 11,468 unitranscripts (7913 unigenes) were found to contain 13593 potential microsatellites. The most abundant microsatellite types were di-nucleotide (67%) and tri-nucleotide (24%). Also, six repeated SSRs were the most abundant repeats. The predominant sequence was AG / CT (31%). Sixty-five percent of SSRs were belonged to class II (10-20 nucleotides) and 35% to class I (more than 20 nucleotides). The frequency of SSRs found to be approximately one per 10.1 kB of assembled sequence. More than 57 percent of unigenes containing SSRs were blasted with carrot genome. This showed that T. ammi was an Apiaceae family member and had a high similarity to the carrot genome. A total of 3437 unigenes (43%) were categorized functionally, which among them 2,219 unigenes (64.6%) belonged to the "metabolic process" category and 71 unigenes (1.2%) were assigned to the "secondary metabolic process". In this study, 12 genes were detected in the terpenoid backbone biosynthesis pathway, that their transcripts were containing a microsatellite. These SSRs probably contribute to the genes expression and the biosynthesis of metabolites, especially secondary metabolites. The development of these markers can be used for future studies of marker-assisted selection, genetic diversity and construct genetic maps in this medicinal plant.
    Keywords: Apiaceae, Secondary metabolic, Transcriptome, Terpenoids
  • Negin Eslahi, Mojegan Kowsari*, Mostafa Motallebi, Mohammad Reza Zamani, Sepideh Akbari Pages 47-54
    The transition from the vegetative phase to reproductive phase is the most important event in production and genetic innovation. This phenomenon is influenced by many genetic and environmental factors in plants. According to studies carried out in this field, one of the environmental factors affects the reproductive and flowering process is Trichoderma species, which is abundant in soil. This study was carried out to evaluate the ability of two recombinant Trichoderma harzianum strains containing chimeric chit 42 (with CHBD domain) and wild-type strain to promote common bean flowering and yield increase in vivo condition. To do this, flowering parameters such as a number of flowers, flowering time and effective parameters in yield were evaluated. Also, expression level of some flowering-related genes such as FT and SOC1 were measured using real-time PCR. The results showed that the bean plants treated with recombinant strains had a significantly increased number of flowers and earlier flowering compared to the control and wild type Trichoderma. Also, plants treated with recombinant strains showed a significant difference in the number and weight of the pod compared to the plant treated with wild type strain and non-treated plants. In addition, the plants treated with T13 strain showed more expression levels of the FT and SOC1 genes (with ratio of 3.42 and 3.41 fold respectively) compared to other treatments and control plant. Finally, T13 recombinant strain exhibited a better performance compared to the other strains through a positive effect on flowering and then increased the crop yield.
    Keywords: Chimeric chit 42 gene, Flowering, Real-time PCR, Recombinant strains, Yield
  • Atefeh Khakpour, Maryam Zolfaghari*, Karim Sorkheh Pages 55-68
    Glycyrrhiza is one of the important medicinal plants that is in danger of extinction. Search for finding accessions that have a higher glycyrrhizic acid is very important in breeding programs. Functional genomics methods such as EST sequencing prepare the ability to identify consensus gene families among studied species and interpretation of the genome. In this research, 55960 EST sequences of two different species of this plant along with the protein sequences were analyzed in order to identify the molecular aspects and functional analysis of the genome and the gene network involved in the biosynthesis of glycyrrhizin. Also, in order to validation of results, relative expression of four important genes in the pathway of glycyrrhizin biosynthesis including squalene synthase (SQS), β-amyrin synthase (BAS), β –amyrin 11-oxidase (CYP88D6) and UDP-glucuronyl transferase (UGT) were evaluated. After trimming and qualitative evaluation the sequences, 6427 contig sequences and 30895 singleton (37322 unigene) were generated, which covered a total of 26884666 bp (7.06%) of the licorice genome. Genome functional activity showed that most genes play a role in the catalytic activity and cellular and metabolic processes in which these genes interact within cells and intracellular organels. Locating this group of genes showed that the genes involved in glycyrrhizin biosynthesis pathway were localized in endoplasmic reticulum. Results of validation using qRT-PCR showed that in the autumn and in the rhizome tissue, the genes of BAS, CYP88D6, UGT and SQS were up-regulated. The results of this study can be valuable for genomic sequencing, functional groups, genetic diversity and functional genomics of this plant.
    Keywords: Licorice, Functional Genome, Gene Network, Glycyrrhizin, qRT-PCR
  • Seyede Minoo Mirarab Razi, Reza Shirzadian Khorramabad*, Hossein Sabouri, Babak Rabiei, Hossein Hosseini Moghadam Pages 69-86

    Salinity is an important limiting factor in the production of more plants, including rice. Due to the limited amount of cultivated area, identification of tolerant genotypes to environmental stresses and especially salinity is very important. The aim of this study was to investigate the genetic diversity among 114 recombinant lines derived from the intersection of local Tarom × Khazar cultivars under non stress conditions and salinity levels of 8 dS/m in reproductive stage in a completely randomized design. Combined analysis of variance showed that the differences between lines was significant for all traits. Genotypic variation coefficients also showed that the highest genetic variation among the evaluated recombinant lines was related to the number of panicles per plant. In contrast, days to 50% flowering showed the least genetic variation among these lines. In non stress and stress conditions, the highest genotypic and phenotypic correlation coefficient was observed between grain yield and number of fill grain in seedlings. Based on the cluster analysis of grain yield, the lines were classified into four groups under normal conditions and were classified into three groups under salinity conditions. The third-party lines in both cases had a higher average than the overall average. In general, the results of this study showed that there is a significant genetic variation between the studied lines in terms of salt tolerance and this variety can be used in subsequent corrective programs. Accordingly, lines 83, 81, 56, 39, 37 and 89 were the most sensitive lines and lines 107, 101, 16, 100, 84, 98, 47, 32, 14, 29, 95, 63, 5, 49, 92 and 10 were the most tolerant lines to salinity stresses of 8 dS/m and they also had higher yields and yield components. Strained lines are proposed directly for cultivating saline or for transferring salt tolerance to commercial cultivars through future breeding programs.

    Keywords: Rice, Cluster analysis, Correlation, Factor analysis, Salinity
  • Leili Tahani, Mehrana Koohi Dehkordi*, Hamid Dehghanzade Pages 87-98
    German chamomile (Matricaria chamomilla L.) is an s an annual plant of the composite family Asteraceae. This plant is native to the Mediterranean region, and some researchers have reported its origins in Asia. The aim of this study was to investigate the genetic diversity of nine chamomile populations using the SCoT marker. Ten SCoT primers were used. A total of 141 bands were produced, of which 140 bands (96.5%) showed polymorphism. Cluster analysis was performed using UPGMA algorithm based on Jaccard's coefficient of similarity. The results of cluster analysis and principal components analysis divided the chamomile population into four groups. The results of the analysis of molecular variance (AMOVA) showed that the inter-group variation was greater than the intra-group variation, so that 55% of variation was related to the diversity among the groups. The results of this study showed that SCoT markers have high efficiency in determining the genetic diversity and relationships of the chamomile populations.
    Keywords: Genetic relationship, Polymorphism, Molecular marker, Cluster analysis
  • Sara Motallebinia, Omid Sofalian*, Ali Asghari, Ali Rasoulzadeh, Bahram Fathi Pages 99-114
    In the present study, in order to evaluate the drought tolerance indices and their relationship with ISSR markers, 12 rapeseed genotypes were studied using a factorial experiment based on completely randomized block design under the three irrigation treatments (control and irrigation after drainage of 60 and 85% moisture content) in the greenhouse of Mohaghegh Ardabili University, Iran. Drought tolerance genotypes were evaluated by quantitative indices including MP, GMP, SSI, STI and TOL. Cultivars in all five of indices at two levels of stress exhibited significant differences. Regarding the results of the mean comparison at both levels of stress, SLMO46 was identified as the most resistant cultivar with the highest amount of MP and STI, and Karun was the most sensitive one with the highest amount of SSI index. According to the results of factor analysis, in the first level of stress, Sarigol32 and Karun were sensitive, and in the second level of stress, Talaye and Sarigol32 were sensitive as well. SLMO46 was known to be resistant to stress in both levels of stress. Phenotypic correlation of grain yield under stress and non-stress conditions was investigated in two levels of stress with 5 drought indices. In first level of stress condition, grain yield had a positive and significant correlation with mean productivity, geometric mean of productivity and stress tolerance index. In the second level of stress condition, the same correlation was observed with the difference that there was no significant correlation between drought tolerance and tolerance indices. Canonical correlation analysis was performed between drought indices and molecular markers. Five ISSR primers (5, 9, 11, 14 and 19) with the highest polymorphic percentages were used for calculation using the first factor coefficients. ISSR-PCR was used to identify some of the molecular markers associated with drought tolerance indices. A total of 106 clear and score-able loci were amplified by 18 ISSR primers, of which 60 bands (56.6%) were polymorphic. Finally, according to the results, these markers can be used in rapeseed breeding programs for drought tolerance.
    Keywords: Drought stress, Drought tolerance index, Brassica napus L., ISSR markers
  • Azam Moayedinezhad, Behrooz Mohammadparast*, Ghasem Hosseini Salekdeh, Ehsan Mohsenifard, Mohammad Ali Nejatian Pages 115-126
    MicroRNAs (miRNAs), as a group of non-coding small RNAs, play key roles in regulating the growth, development and response of plants to various stresses. In this study, the expression patterns of three drought responsive miRNAs (miR159c, miR160a,b and miR169v) were compared in both drought tolerant (Yaghuti) and drought sensitive (Bidanesefid) grapevine cultivars using qRT-PCR under drought stress conditions. For identification the potential regulatory elements in the promoter regions of investigated miRNAs, the upstream sequences of their pre-miRNAs were analyzed using PlantCARE database. Drought related motifs such as ABREs and ABSs were identified in the regulatory regions of investigated miRNAs. Three transcription factors related to Auxin and ABA signaling were identified as the most important target genes for investigated miRNAs. The expression patterns of studied miRNAs were different affected from miRNA kind and grapevine cultivar. So, the expression of miR159 remained unchanged in Bidanesefid and increased in Yaghuti cultivar under drought stress condition, but the expression of miR160 and miR169 changed reversely in both cultivars. Cultivar dependent expression showed that miRNA responses to drought stress are also different among very relative genotypes with different drought susceptibility. Generally, considering the role of the potential target genes of investigated miRNAs, it seems that the change in the expression of evaluated miRNAs ultimately leads to the better tolerate of drought stress in Yaghuti cultivar.
    Keywords: Bidanesefid, Drought, Target gene, Regulatory elements, Yaghuti
  • Somayeh Dadashi, Reza Darvishzadeh, Mojtaba Nouraein, Hamid Hatami Maleki* Pages 127-138
    For the purpose of graphical analysis and estimation of genetic parameters related to yield and its components, six tobacco genotypes was crossed in half -diallel mating design. In this study, the F2 progenies and their parents were evaluated in a randomized complete block design with three replications. The results of analysis of variance indicated a significant difference between genotypes for plant height, leaf number, leaf dry weight and leaf fresh weight. Hayman graphical method was utilized for analysis of data. Diallel analysis indicated existence of an additive and dominant actions in inheritance of all studied traits. Traits including plant height, leaf number, leaf length and width, stem diameter, internode distance and leaf dry weight possessed greater additive effects meanwhile in the leaf weight the dominance effect was greater. The additive gene action detected for leaf dry weight (yield) manifested the influence of selection methods in breeding of this trait. Due to the fact that the fresh weight of the leaf was controlled by dominance effects, so hybrid-based methods are effective in modifying this trait. Also, additive and dominance gene action were contributed in heritability of yield, plant height and number of leaves. Regarding the mean values of dominance degree and results of graphical analysis, the gene action for leaf fresh weight was over-domnance and so, the heterosis phenomenon could be used to increase and improve this trait. For the traits including plant height, leaf number and yield, the gene action type was relative dominance.
    Keywords: Genetic parameters, Tobacco, Diallel, Gene action, Yield