فهرست مطالب

Plant Physiology and Breeding - Volume:9 Issue: 2, Summer-Autumn 2019

Journal of Plant Physiology and Breeding
Volume:9 Issue: 2, Summer-Autumn 2019

  • تاریخ انتشار: 1399/04/14
  • تعداد عناوین: 12
|
  • شهناز فتحی*، معصومه خوارزمی، شراره نجفیان صفحات 1-9

    خرفه با نام علمی Portulaca olaracea متعلق به تیره Portulacaceae گیاهی یک ساله است که به عنوان خوراکی و نیز داروی سنتی استفاده می شود. در این راستا، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار با هدف بررسی اثر سطوح مختلف اسید سالیسیلیک (0، 5/0 و 1 میلی مولار) بر صفات رشدی و رنگیزه های فتوسنتزی گیاه دارویی خرفه تحت تنش شوری (0، 40 و 80 میلی مولار) طراحی و اجرا شد. ترکیبات تیماری در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار ارزیابی شدند. صفات مورد اندازه گیری به این شرح بودند: وزن خشک ریشه و اندام هوایی، طول ریشه و اندام هوایی، طول و عرض برگ، محتوای آب نسبی، تعدادبرگ، کلروفیل a، b و کل و کارتنوییدها. نتایج نشان داد که شوری اثر منفی و کاهنده بر اکثر صفات مورفولوژیکی و نیز محتوای آب نسبی داشت،  در حالی که اسید سالیسیلیک باعث افزایش رشد و مقدار رنگیزه های گیاهی در خرفه شد. به عنوان مثال، کاربرد اسید سالیسیلیک (mM 1) موجب افزایش محتوای کلروفیلa ، کلروفیلb ، کلروفیل کل و کاروتنوییدها در شرایط شوری (به ترتیب 65/0، 46/0، 11/1 و 45/8 میلی گرم برگرم) نسبت به گیاهان شاهد (به ترتیب 43/0، 23/0 ، 65/0 49/4 میلی گرم برگرم) شد. به طور خلاصه، محلول پاشی اسید سالیسیلیک موجب کاهش اثرات زیانبار شوری بر رشد گیاه خرفه شد.

    کلیدواژگان: اسید سالیسیلیک، تحمل، تنش شوری، رنگیزه های فتوسنتزی، گیاهان دارویی، _ Portulaca olaracea L
  • الهام عباس وند، سیروس حسن نژاد*، سعید زهتاب سلماسی، سعیده علیزاده سالطه صفحات 11-18

    این تحقیق به منظور ارزیابی اثر بهبود دهنده اسید سالیسیلیک (5/0 میلی مولار) بر فتوسیستم II (PS II) در دو رقم ریحان (Ocimum basilicum L.) (ایرانی و ایتالیایی) آلوده به علف هرز سس مزرعه (uscuta campestris Yunk) در شرایط گلخانه در دانشگاه تبریز در سال 1396 انجام شد. آزمایش در قالب فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار  پیاده شد. نتایج نشان داد که کار برد اسید سالیسیلیک، حداکثر کارایی کوانتومی فتوسیستم II (Fv/Fm) و شاخص عملکرد فتوسنتزی (PI) را در ریحان آلوده به سس بهبود داد. در گیاهان آلوده به سس، مدت زمان لازم بین فلورسانس حداقل و حداکثر (TFM) و انرژی لازم برای بسته شدن مراکز واکنش (Sm) به طور معنی داری افزایش و میزان پلاستوکویینون موجود (Area) کاهش یافت. استفاده از اسید سالیسیلیک پارامترهای مورد مطالعه فلورسانس کلروفیل a را در هر دو رقم ریحان افزایش داد، ولی این افزایش در رقم ایتالیایی بیشتر بود.

    کلیدواژگان: اسید سالیسیلیک، پرایمینگ بذر، ریحان، سس، فلورسانس کلروفیل a
  • عباس ابهری، اسماعیل قلی نژاد* صفحات 19-29

    به منظور بررسی تاثیر کاربرد خاکی اسید هیومیک بر عملکرد و اجزای عملکرد دانه در نخود(Cicer arietinum L.)، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال های 1395 و 1396 انجام شد. تیمارهای آزمایشی شامل آبیاری در دو سطح آبیاری کامل و تنش خشکی (20 درصد آبیاری کامل از مرحله گل دهی تا برداشت) و اسید هیومیک در چهار سطح صفر، 2/5، 5 و 7/5 میلی گرم در گلدان بودند. نتایج نشان داد که تیمار خشکی وزن خشک برگ، تعداد دانه و غلاف، وزن خشک کل و عملکرد را کاهش داد. کاربرد اسید هیومیک در دو سال مقادیر تمامی صفات مورد مطالعه را تحت شرایط آبیاری کامل افزایش داد. در سال اول کاربرد 2/5 و 5 میلی گرم اسید هیومیک به ترتیب وزن 1000 دانه و وزن خشک کل و برگ را تحت شرایط تنش خشکی افزایش داد. در سال دوم در شرایط تنش خشکی با افزایش مصرف اسید هیومیک عملکرد دانه، وزن خشک کل و شاخص برداشت به صورت معنی داری افزایش یافت. در سال دوم کاربرد 7/5 میلی گرم اسید هیومیک، بیشترین مقدار پرولین را تحت شرایط آبیاری مطلوب (393/10 میلی گرم پرولین بر کیلوگرم وزن خشک) و تنش خشکی (507/9 میلی گرم پرولین بر کیلوگرم وزن خشک) تولید کرد.

    کلیدواژگان: پرولین، تعداد دانه، عملکرد دانه، وزن خشک کل، وزن غلاف
  • رزیتا مظلومی اسکویی*، محمدرضا شکیبا، عادل دباغ محمدی نسب، حسن منیری فر صفحات 31-46

    تنش خشکی به عنوان یک عامل محیطی مهم، محدود کننده رشد و عملکرد گیاهان به شمار می آید. گیاهان از طریق راهبردهای متعدد مانند تغییر در ارتفاع گیاه، بیوماس، محتوای کربوهیدرات و سطوح هورمونی به تنش های محیطی سازگار می شوند. بنابراین، یک طرح اسپلیت پلات در قالب بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار برای تعیین سازوکارهای تحمل به خشکی القاء شده به وسیله پنکونازول در گیاه مرزه سهندی به اجرا در آمد. تیمار سطوح آبیاری (نرمال، 60% FC =  و30% FC =) و پنکونازول (شاهد، 10 و20 میلی گرم در لیتر) اعمال شد. نتایج نشان داد که تنش خشکی منجر به کاهش معنی دار ارتفاع گیاه، عملکرد تر و خشک، محتوای اسید ایندول استیک (IAA)  و اسید ژیبرلیک (GA) و القای افزایش قابل توجه کربوهیدرات های محلول کل (TSC)، گلوکز، ساکارز، فروکتوز و اسید آبسیزیک (ABA)  می گردد. تیمار پنکونازول منجر به کاهش ارتفاع بوته،IAA ، GA و افزایش عملکرد تر و خشک، TSC، گلوکز، ساکارز، فروکتوز و ABA شد. تیمار پنکونازول سطح فروکتوز و ABA را تقریبا 2/5 و 4/5-3/5 برابر بیشتر ازشاهد، به ویژه در برداشت دوم، افزایش داد. کاهش معنی دار هورمون های رشد به موازات افزایش چشمگیر هورمون بازدارنده با افزایش تنش خشکی و تیمار پنکونازول منجر به کاهش معنی دار در نسبت GA+IAA)/ABA) شد (حدود 70 درصد در سطح آبیاری 30 درصد و غلظت 20 میلی گرم در لیتر پنکونازول در مقایسه با شاهد). در مجموع به نظر می رسد که کاربرد 20 میلی گرم در لیتر پنکونازول همراه با رژیم رطوبتی برابر با 60 درصد ظرفیت مزرعه ای، می تواند تیمار مناسبی برای زراعت مرزه سهندی در مناطق خشک باشد. علاوه بر این، افزایش تولید فروکتوز و سطح ABA القاء شده به وسیله پنکونازول نقش برجسته ای در تحمل به خشکی این گیاه دارد.

    کلیدواژگان: ارتفاع گیاه، بیوماس، پنکونازول، تنش خشکی، کربوهیدراتهای محلول، مرزه سهندی، هورمون
  • عطا باحجب الماسی، سیروس حسن نژاد*، حسن اقدسی نیا، فریبرز زارع نهندی صفحات 47-56

    به منظور بررسی گیاه پالایی پساب رنگی توسط باقلا و اثرات رنگ بر این گیاه آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در سال زراعی 1395 در گلخانه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز، به اجرا در آمد. فاکتور اول نوع رنگ در سه سطح، شامل رنگ زرد اسیدی (Acid Yellow)، قرمز اسیدی (Acid Red) و آبی دایرکت (Direct Blue) و فاکتور دوم غلظت رنگ در پنج سطح شامل صفر، 30، 50، 70 و 90 میلی گرم بر لیتر ماده رنگی بود. تیمارها در سه مرحله گیاهچه ای، قبل از گلدهی و گلدهی ارزیابی شدند. در این پژوهش برخی صفات شامل درصد تجزیه رنگ، تعداد دانه، تعداد برگ، میزان پروتئین و فعالیت پراکسیداز و کاتالاز مورد اندازه گیری قرار گرفتند. اثر غلظت رنگ در مراحل قبل از گلدهی و گلدهی بر میزان پراکسیداز، کاتالاز، تعداد برگ، تعداد دانه و درصد تجزیه رنگ و در هر سه مرحله روی میزان پروتئین معنی دار بود، در حالی که  نوع رنگ فقط بر تعداد دانه و میزان پروتئین در مرحله قبل از گلدهی و فعالیت کاتالاز در هر دو مرحله قبل از گلدهی و گلدهی تاثیر معنی داری داشت. اثر متقابل نوع رنگ با غلظت رنگ فقط در مورد درصد تجزیه رنگ، در مراحل قبل از گلدهی و گلدهی، معنی دار  شد. بیشترین میزان فعالیت   POX و CAT و درصد پروتئین با غلظت رنگ 90 میلی گرم در لیتر در هر دو مرحله قبل از گلدهی و گلدهی مشاهده شد؛ با این حال، بیشترین تعداد دانه در غلظت صفر میلی گرم در لیتر رنگ در مراحل قبل از گلدهی و گلدهی به دست آمد. می توان نتیجه گرفت که اگرچه جذب رنگ توسط باقلا مقداری تنش بر آن تحمیل کرد، ولی این گیاه توانست تحت این تنش زنده بماند. بنابراین، ممکن است گیاه باقلا را به عنوان یکی از گیاهان کارآمد برای گیاه پالایی توصیه کرد.

    کلیدواژگان: باقلا، تعداد دانه، رنگ زا، رنگ زدایی، گیاه پالایی
  • منیژه خرسندی آقایی، عظیم قاسم نژاد*، سید جواد موسوی زاده، اسماعیل باباخان زاده سجیرانی صفحات 57-66

    گل گاوزبان ایرانی گیاهی دو یا چند ساله است و به خانواده Boraginaceae تعلق دارد. پراکندگی آن بیشتر در شمال ایران و دامنه زاگرس است. گل گاوزبان به عنوان یک گیاه دارویی در درمان بیماری های افسرده گی و اعصاب مورد استفاده قرار می گیرد. تحقیقات بسیاری روی تنوع مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی گونه های مختلف جنس گل گاوزبان صورت گرفته است ولی مطالعه های سیتوتاکسونومی کمی روی گونه های مختلف این جنس انجام شده است. بنابراین، در این تحقیق به بررسی سیتوژنتیکی اکوتیپ های مختلف گل گاوزبان ایرانی پرداخته شده است. برای انجام آزمایش، مریستم های انتهایی نوک ریشه ابتدا با 0/002 مول 8-هیدروکسی کویینولین به مدت چهار ساعت قرار گرفتند و سپس در مدت زمان 24 ساعت در محلول فیکساتور (1: 3 استیک اسید/الکل) در دمای 4 درجه سانتی گراد تثبیت شدند. در نهایت نوک ریشه با اسید هیدروکلریک یک مول در دمای اتاق به مدت 8 دقیقه نرم شده و به مدت 10 دقیقه با استفاده از رنگ اورسیین 2 درصد رنگ آمیزی گردید و در ادامه روی لام اسکواش شد. سلول ها در مرحله متافاز میتوز، که دارای کروموزوم های خوب جدا شده بودند، عکس برداری شدند. بازوی بلند، بازوی کوتاه، نسبت بازوی بلند به بازوی کوتاه و همچنین شاخص های کروموزوم از سلول های متافازی محاسبه شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، تعداد کروموزوم پایه 8 (2n=2x=16; x=8) بین اکوتیپ ها مورد تایید قرار گرفت. تمام توده های مورد مطالعه، دیپلویید بودند. بزرگترین طول کل کروموزوم متعلق به اکوتیپ جنت-رودبار یعنی 78/16 میکرومتر بود و کوچکترین طول کل کروموزوم در توده اصفهان به میزان 51/10 میکرومتر ثبت گردید. آنالیز کاریوتیپ متافاز نشان داد که سانترومرها به طور عمده در وسط (متاسنتریک) یا نزدیک وسط (ساب متاسنتریک) کروموزوم قرار دارند. تعداد کروموزوم های متاسانتریک بین 10 و 12 از کل 16 جفت کروموزوم متغیر بود. اکوتیپ جنت-رودبار با داشتن نسبت 66/0 از بزرگ ترین نسبت شاخص سانترومری برخوردار بود. از طرف دیگر اکوتیپ های دیورود، قزوین و مشهد با داشتن نسبت 0/39- 0/38 حداقل شاخص سانترومری را داشتند. همچنین نسبت بازوی بلند به کوتاه بین 1/51 تا 1/66 متغیر بود. اکوتیپ های مورد آزمایش به لحاظ خصوصیات کاریولوژیکی تنوع کمتری داشته و از کاریوتیپ متقارنی برخوردار بودند. اما، با توجه شاخص های عدم تقارن از نظر تیپ کروموزوم، درصد شکل کلی کروموزوم، طبقه بندی بر اساس تجزیه های خوشه ای و مولفه های اصلی  و قرارگیری در سه کلاس 3A، 3B و 2B طبق کلاس بندی استبینز، اکوتیپ های مورد بررسی از نظر تکاملی تفاوت هایی با یکدیگر داشتند. این تفاوت ها با فراهم کردن اطلاعات سیتوژنتیکی، می تواند در برنامه های اصلاحی برای درک بهتر طبقه بندی، تکامل و شکل گیری اکوتیپ ها مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: ساب متاسنتریک، کاریوتیپ، کروموزوم، گل گاوزبان ایرانی، متاسنتریک
  • حمزه حمزه، علی اصغری*، سید ابوالقاسم محمدی، امید سفالیان، سلیمان محمدی، مجتبی نورآئین صفحات 67-76

    به منظور مکان یابی ژن های کنترل کننده صفات کمی (QTL) برای شاخص برداشت، 148 لاین اینبرد نوترکیب گندم همراه با والدین (YecoraRojo و یک لاین محلی ایرانی  با نام No. 49) در شرایط نرمال و تنش کم آبی انتهای فصل مورد ارزیابی قرار گرفتند. طرح آزمایشی به صورت آلفا لاتیس با دو تکرار بود که در ایستگاه های تحقیقاتی دانشگاه مهاباد و مرکز تحقیقات کشاورزی میاندوآب در طی دو سال زراعی 1393 و  1394 پیاده شد. نقشه پیوستگی مورد استفاده شامل 177 نشانگر ریز ماهواره و 51 نشانگر رتروترانسپوزون بود. مکان یابی ژن های کنترل کننده صفات کمی برای اثرهای افزایشی و اثرهای متقابل اپیستازی افزایشی × افزایشی با استفاده از نرم افزار QTL Network 2.0 و بر اساس روش مکان یابی فاصله ای مرکب  و مدل های خطی مخلوط صورت گرفت. نتایج تجزیه QTL نشان داد که در شرایط نرمال شش QTL (R2A = 04% تا 12%)، دو اثر متقابل QTL × محیط (R2AE= 6/28%)، پنچ اثر متقابل اپیستازی افزایشی × افزایشی (R2AA = 0/7% تا 8/68%) و 12 اثر متقابل افزایشی × افزایشی × محیط  (R2AAE= 3/76% تا 11/41%) معنی دار بودند. تحت شرایط تنش کم آبی دو QTL (R2A = 5% تا 7%)، دو  اثر متقابل اپیستازی افزایشی × افزایشی (R2AA= 3/72% تا 5/48%) و هفت اثر متقابل افزایشی × افزایشی × محیط  (R2AAE= 8/04% تا 9/58%) شناسایی شدند. در مطالعه حاضر سه QTL از هشت QTL شناسایی شده روی کروموزوم شماره 2D مکان یابی شد که بیانگر اهمیت این کروموزوم در کنترل شاخص برداشت و امکان استفاده احتمالی از آن در گزینش به کمک نشاگر بود.

    کلیدواژگان: اپیستازی، رتروترانسپوزون، شاخص برداشت، گندم، نشانگر ریزماهواره، QTL
  • سجاد محرم نژاد*، مصطفی ولیزاده صفحات 77-84

    به منظور اندازه گیری عملکرد دانه، ارتفاع بوته، فعالیت و بیان ژن آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (Cu/Zn-SOD)  تحت تنش کم آبی، آزمایشی به صورت کرت های خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی با سه هیبرید ذرت (سینگل کراس 704، سینگل کراس، سینگل کراس 640) تحت شرایط مزرعه در ایستگاه تحقیقاتی دانشگاه تبریز اجرا شد. نتایج نشان داد که تنش کم آبی باعث کاهش عملکرد دانه و ارتفاع بوته هیبریدهای ذرت شد. آنالیز الکتروفورزی برای Cu/Zn-SOD  براساس حساسیت به مهارکننده پتاسیم سیانید و هیدروژن پراکسید روی ژل پلی آکریلامید هشت درصد انجام گرفت. فعالیت Cu/Zn-SOD تحت تنش کم آبی در هیبریدهای ذرت افزایش یافت. بیان نسبی ژن Cu/Zn-SOD به روش  Real-time PCRدر هیبریدهای ذرت نشان داد که تنش کم آبی باعث افزایش بیان نسبی Cu/Zn-SOD شد. بر این اساس، سینگل کراس 704 با بیشترین عملکرد دانه، ارتفاع بوته و فعالیت Cu/Zn-SOD به عنوان هیبرید متحمل به خشکی شناسایی شد. بر مبنای نتایج حاصل چنین می توان نتیجه گرفت که افزایش بیان نسبی Cu/Zn-SOD می تواند صدمات ناشی از تنش کم آبی را در ذرت کاهش دهد.

    کلیدواژگان: ارتفاع بوته، الکتروفورز، آنزیم آنتی اکسیدان، ایزوفرم، ژن، عملکرد دانه
  • برزو کازرانی، سعید نواب پور*، حسین صبوری، سیده ساناز رمضان پور، خلیل زینلی نژاد، علی اسکندری صفحات 85-96

    به منظور مطالعه صفات مورفولوژیک و زراعی و تعیین الگوی هتروتیک در مرحله زایشی 96 ژنوتیپ موتانت برنج  (M2)، دو آزمایش جداگانه تحت شرایط تنش خشکی و غرقاب در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در دانشگاه گنبد کاووس در سال 1395 اجرا گردید. تجزیه به عامل ها به منظور کاهش تعداد متغیرها به تعداد کمتری از عامل های مستقل از هم منجر به شناسایی سه و چهار عامل، به ترتیب در شرایط غرقاب و خشکی، شد که  86/3 و 76/5 درصد واریانس کل را توجیه کردند. تجزیه خوشه ای با استفاده از عامل های انتخابی به روش Ward و فاصله اقلیدوسی منجر به گروه بندی ژنوتیپ های موتانت برنج شد. به منظور تعیین بهترین نقطه برش دندروگرام ها از تجزیه تابع تشخیص استفاده شد که نتیجه آن تولید چهار خوشه با تفاوت معنی دار از هم در هر دو شرایط آبیاری شد. در شرایط غرقاب ژنوتیپ های خوشه های اول و دوم بیشترین عملکرد و اجزای عملکرد را داشتند. از طرفی، در شرایط خشکی ژنوتیپ های خوشه های سوم و چهارم پرمحصول تر و متحمل تر به تنش خشکی بودند. موتانت های شماره 4، 18، 25، 28، 29، 43، 44، 48، 53، 72، 79، 88، 90، 91، 94 و 95 در شرایط غرقاب در خوشه های اول و دوم و در شرایط تنش خشکی در خوشه های متحمل سوم و چهارم قرار گرفتند و بنابراین از نظر عملکرد دانه و تحمل به تنش خشکی به سایر موتانت ها برتری داشتند. از نتایج حاصل از این پژوهش می توان برای انتخاب هدفمند والدین مناسب از خوشه های متفاوت به منظور دورگ گیری و تولید رقم های جدید برنج استفاده نمود.

    کلیدواژگان: برنج، تجزیه به عامل ها، تجزیه تابع تشخیص، تجزیه خوشه ای، خشکی
  • سهیلا شایان، محمد مقدم واحد*، مجید نوروزی، سید ابوالقاسم محمدی، محمود تورچی صفحات 99-114

    به منظور بررسی وراثت برخی صفات زراعی و فیزیویولوژیک در گندم نان، تجزیه میانگین نسل ها و تجزیه واریانس نسل ها در ایستگاه تحقیقاتی دانشگاه تبریز در شرایط عادی و تنش آبی انجام شد. نسل  ها از تلاقی دو رقم ارگ (متحمل به خشکی) و مغان3 (حساس به خشکی) حاصل شدند. آزمایش به صورت طرح کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در دو تکرار صورت گرفت. شرایط آبیاری در کرت های اصلی و نسل ها در کرت های فرعی قرار داده شدند. در شرایط تنش، آبیاری پس از گرده افشانی متوقف شد. بر اساس نتایج تجزیه میانگین نسل ها، مدل افزایشی - غالبیت برای طول برگ پرچم (شرایط آبیاری عادی) و برای عرض برگ پرچم، مساحت برگ پرچم و میزان کلروفیل برگ (در دو شرایط تنش کم آبی و عادی) برازش یافت. برای سایر صفات (طول برگ پرچم در شرایط تنش کم آبی و ارتفاع بوته، طول پدانکل، طول سنبله، تعداد پنجه های بارور، روز تا ظهور سنبله، تعداد دانه درسنبله، وزن سنبله، وزن کاه، بیوماس، عملکرد دانه و شاخص برداشت در هر دو شرایط)، مدل شش پارامتری بهترین برازش را داشت که بیانگر وجود اثرهای متقابل غیرآللی در کنترل صفات مورد بررسی بود. دامنه وراثت پذیری عمومی و خصوصی برای صفات مورد مطالعه در شرایط تنش کم آبی به ترتیب0/99 - 0/70 و 0/30 - 0/03 و در شرایط عادی به ترتیب 0/99 - 0.60 و  0/55 - 0/10 به دست آمد. در هر دو شرایط، واریانس غالبیت بزرگ تر از واریانس افزایشی برای اکثر صفات بود. متوسط درجه غالبیت نیز برای کلیه صفات در هر دو شرایط بیش تر از یک بود که وجود پدیده فوق غالبیت را در کنترل این صفات نشان داد. این نتایج نیاز به بهره برداری از اثرهای ژنی غیرافزایشی را از طریق تولید واریته های هیبرید در گندم، در صورت رفع موانع تولید بذر هیبرید، گوشزد می کند.

    کلیدواژگان: اجزای واریانس ژنتیکی، تجزیه میانگین نسلها، تنش کمآبی، عمل ژن، وراثت پذیری
  • کتایون اروجی سلماسی، حمیده جوادی، سید مهدی میری* صفحات 115-127

    کاریوتیپ های 10 گونه (15 جمعیت) آلیوم از ایران با استفاده از تکنیک اسکواش و رنگ آمیزی استو آهن هماتوکسیلین یک درصد مورد بررسی قرار گرفت. تعداد کروموزوم پایه x = 8 و فقط در A. giganteum(1)،  x = 7بود. کاریوتیپ های 14 جمعیت آلیوم دیپلویید (2n = 16) و  A. macrochaetum تتراپلویید (2n = 32) بود. در A. asarense کروموزوم های ماهواره دار مشاهده شد. کلیه کاریوتیپ ها متقارن بوده و از جفت کروموزوم های متاسنتریک و ساب متاسنتریک تشکیل شدند و فقط A. caspium و A. stipitatum (1) کروموزوم های ساب تلوسنتریک داشتند. تجزیه کاریوتیپ مطابق دسته بندی استبینز، گونه های مورد مطالعه را در کلاس های تقارن 1A و 2A  قرار داد که نشانگر کاریوتیپ متقارن است. نتایج تجزیه واریانس از نظر صفات مجموع طول کروموزوم ها، طول کروموزوم، طول بازوی بلند، طول بازوی کوتاه و شاخص عدم تقارن درون کروموزومی اختلاف معنی داری نشان داد. بیشترین طول کروموزوم درA. asarense ، A. elburzense ، A. giganteum (3) ، A. rotundum   وA. stipitatum (3)  (19/7-17/9 میکرومتر) مشاهده شد، در حالی که A. ampeloperasum کمترین مقدار (8/2 میکرومتر) را نشان داد. نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای بر اساس پارامترهای کروموزومی با استفاده از روشUPGMA ، جمعیت ها را در چهار گروه طبقه بندی کرد. با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی، سه مولفه اول 97/3 درصد از کل تنوع را تبیین کردند. پلات پراکندگی دو بعدی بر اساس گروه بندی دو مولفه اصلی اول مطابق با نتایج ویژگی های کاریوتیپی بود.

    کلیدواژگان: تجزیه به مولفه های اصلی، تجزیه خوشه ای، سیتوژنتیک، کاریولوژی، کروموزوم
  • شکوفه مجتوی، رضا فتوت*، خوزه کلمنرو فلورز صفحات 129-139

    پاسخ گیاه به تنش خشکی با صفات فیزیولوژیکی و بیان ژن رابطه مثبتی دارد. مطالعات متعدد اخیر نشان می دهد که پروتئین های کانال غشایی به نام  Aquaporin (AQPs) با تاثیر بر رفتار هدایت روزنه می توانند در پاسخ گیاهان به شرایط تنش نقش داشته باشند. ژنsunTIP7  عضو خانواده AQPs  می باشد  که در تنش های مختلف محیطی از جمله تنش خشکی درگیر می باشد. در این مطالعه به منظور بررسی بیان ژن sunTIP7 و ارتباط آن با صفات محتوای آب نسبی (RWC)، هدایت روزنه ا ی، وزن تر و خشک بخش هوایی گیاه، سطح ریشه، شاخص کلروفیل (SPAD) و نشت الکترولیتی در شرایط تنش خشکی، شش لاین اینبرد انتخابی آفتابگردان (Helianthus annuus L.) در شرایط آبیاری نرمال و کم آبیاری در گلخانه کشت شدند. تیمار کم آبیاری در مرحله چهار برگی تا زمان گلدهی اعمال گردید و موجب کاهش صفات فیزیولوژیک و رشدی گیاه شد. بیشترین میزان هدایت روزنه ای در هر دو شرایط در لاین C138 مشاهده شد. مقدار بیان ژن sunTIP7  در لاین های آفتابگردان در شرایط تنش متفاوت بود.  کمترین میزان بیان این ژن در لاین C138 مشاهده شد که این کاهش بیان احتمالا با هدایت روزنه ای بالا در این لاین مرتبط است. با این حال رابطه مشخصی بین بیان صفات فیزیولوژیک و بیان ژن sunTIP7 در لاین های مورد بررسی مشاهده نشد. این نتایج نشان می دهد که تحمل به خشکی در آفتابگردان یک صفت پیچیده بوده و یک راهکار مولکولی ساده قادر به توضیح تحمل خشکی در لاین های اینبرد آفتابگردان نیست.

    کلیدواژگان: آفتابگردان، آکواپورین، تنش خشکی، هدایت روزنه ای، sunTIP7
|
  • Shahnaz Fathi *, Masomeh Kharazmi, Sharareh Najafian Pages 1-9

    Purslane, Portulaca olaracea, is an annual plant used as potherb and traditional medicine. A factorial experiment was carried out to investigate the effects of different levels of salicylic acid(0.0, 0.5 and 1.0 mM) on growth characteristics and photosynthetic pigments of purslane under salinity stress (0.0, 40, and 80 mM). The treatment combinations were arranged in a completely randomized design with three replications. The measured traits were as follows: root and shoot dry weights, root and shoot lengths, leaf length and width, relative water content, number of leaves, total chlorophyll, chlorophyll a, b and carotenoids. Results showed that salinity had negative and decreasing effects on the majority of morphological traits and relative water content, whereas SA increased the growth and pigment contents of the purslane plant. For example, application of salicylic acid (1 mM) increased the content of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoids from 0.43, 0.23, 0.65 and 4.49 mg/g under normal condition to 0.65, 0.46, 1.11 and 8.45 mg/g under saline condition, respectively. In conclusion, application of SA as a foliar agent improved the detrimental effects of salinity stress.

    Keywords: Medicinal Plants, Photosynthetic pigments, Portulaca olaracea L, Salicylic acid, Salinity stress, Tolerance
  • Elham Abbasvand, Sirous Hassannejad *, Saied Zehtab Salmasi, Saiedeh Alizadeh Salteh Pages 11-18

    This research was undertaken to assess the ameliorative effect of salicylic acid (0.5 mM) on photosystem II (PS II) in two basil (Ocimum basilicum L.) varieties (Iranian and Italian) infested with field dodder (Cuscuta campestris Yunk.) in the greenhouse of University of Tabriz, Iran, in 2017. The treatments were arranged as factorial using randomized complete block design with four replications. Results indicated that application of salicylic acid improved the maximum quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) and performance index (PI) of basil plants infested by field dodder. The time span from F0 to Fm (TFM) and the energy necessary for the closure of all reaction centers (Sm) were significantly increased and the size of the plastoquinone pool (Area) declined in plants exposed to field dodder infestation. Application of salicylic acid increased the chlorophyll a fluorescence parameters studied in both basil varieties, especially in the Italian variety.

    Keywords: Cuscuta campestris_Chlorophyll a fluorescence_Ocimum basilicum_Salicylic acid_Seed priming
  • Abbas Abhari, Esmaeil Gholinezhad * Pages 19-29

    In order to investigate the effect of soil application of humic acid on grain yield and yield components inchickpea (Cicer arietinum L.), an experiment was conducted as factorial based on randomized complete block design with three replications in 2016 and 2017. Factors were irrigation at two levels of full irrigation and drought stress (20% of full irrigation from flowering to harvesting) and humic acid at four levels of 0, 2.5, 5 and 7.5 mg per pot. The results showed that drought stress reduced dry weight of leaf, number of grains and pods, total dry weight and grain yield. Application of humic acid in two years increased the value of all studied traits under full irrigation. In the first year, application of 2.5 and 5 mg humic acid increased 1000-grain weight, and total and leaf dry weight under drought stress conditions, respectively. In the second year, with higher consumption of humic acid, grain yield, total dry weight and harvest index increased significantly under drought stress conditions. Application of 7.5 mg humic acid in the second year, produced the highest proline under optimum irrigation (393.10 mg kg-1 DW) and drought stress (507.90 mg kg-1 DW) conditions.

    Keywords: Grain number, Grain Yield, Pod weight, Proline, Total dry weight
  • Rozita Mazloumi Oskouiee *, Mohammad Reza Shakiba, Adel Dabbag Mohammadi Nassab, Hassan Monirifar Pages 31-46

    Drought stress is a significant environmental factor retarding plant growth as well as productivity. Plants adapt to environmental stress via numerous strategies such as changes in plant height, biomass, carbohydrate content and phytohomnonal levels. Therefore, a split plot experiment based on randomized complete block design with three replications was carried out to determine possible drought tolerance mechanisms in Satureja sahendica Bornm. induced by penconazole (PEN). The determined water (100, 60 and 30% FC) and PEN (0, 10 and 20 mg.l-1) levels were applied. Result showed that drought stress significantly decreased plant height, fresh and dry weight, indoleacetic acid (IAA), gibberellic acid (GA) and induced accumulation of carbohydrates, glucose, sucrose, fructose and abscisic acid (ABA). PEN treatment even decreased further plant height, IAA, GA and increased fresh and dry weight, carbohydrate content, glucose, sucrose, fructose and ABA. PEN increased fructose and ABA up to 2.5 folds and 3.5 to 4.5 folds, respectively compared to the control, especially at the second harvest. The significant decrease in growth hormones along with significant increase of the inhibitor hormone by elevating drought stress and PEN application led to significant augmentation in (GA+IAA)/ABA ratio (~70% at 30% FC and 20 mg.l-1 PEN) compared to the control. Altogether, the application of 20 mg.l-1 PEN together with 60% FC seems an appropriate treatment for planting Satureja sahendica in dry regions. Furthermore, the improved fructose production and ABA level induced by PEN had outstanding role on drought tolerance of this plant

    Keywords: Biomass, Drought Stress, Hormone, PEN, Plant Height, Satureja sahendia, Soluble carbohydrate
  • Ata Bahojb-Almasi, Sirous Hasannejad *, Hassan Aghdasinia, Fariborz Zare Nahandi Pages 47-56

    An experiment was conducted to evaluate the effect of textile dyes on some morphological and biochemical traits of board bean at a greenhouse of University of Tabriz, Iran, in 2016. Three types of dye (Acid Yellow, Acid Red, Direct Blue) and five dye concentrations (0, 30, 50, 70 and 90 mg/L) were studied using a factorial experiment based on randomized complete block design with three replications. Treatments were applied at seedling, pre-flowering and flowering stages. In this experiment, seed number, leaf number, peroxidase (POX) and catalase (CAT) activities, decolorization percentage and protein content were measured at all three stages of development.  Results indicated that the effect of dye concentrations was significant on POX, CAT, leaf number, seed number and decolorization percentage at pre-flowering and flowering stages, and on protein content at all stages, whereas type of dye only had significant effect on seed number, protein content at pre-flowering and on CAT activity at both pre-flowering and flowering stages. Interaction of dye type with dye concentration was only significant for decolorization percentage at pre-flowering and flowering stages. The greatest increase in POX and CAT activities, and protein content were observed with 90 mg/L dye concentration at both pre-flowering and flowering stages; however, highest seed number were observed with the control treatment (0 mg/L dye concentrations) at pre-flowering and flowering stages. We may conclude that although absorbing dye by plants imposed a stress on them, but they were able to survive under this stress. Therefore, we might consider broad bean as one of the efficient plants for phytoremediation.

    Keywords: Broad bean, Decolorization, Dye, Phytoremediation, Seed number
  • Manijeh Khorsandi Aghaei, Azim Ghasemnezhad *, Seyyed Javad Mousavizadeh, Esmail Babakhanzadeh Sajirani Pages 57-66

    The Iranian borage (Echium amoenum) is a biennial or perennial herb belonging to the family Boraginaceae. It is distributed mostly in the north of Iran and on the slopes of Alborz mountains. As a medicinal herb, Iranian borage is used for treatment of depression and some nervous diseases. Though many studies have focused on morphological and phytochemical diversity of various accessions of this plant, the number of studies focusing on cytotaxonomy of different accessions of this species is rather small. Thus, the present study focused on cytogenetic analysis of several accessions of Iranian borage. The terminal meristem of root tips was placed in a 0.002 mole 8-hydroxyquinolone for 4 hours, and then fixated in a fixator solution (3:1 acetic acid/alcohol) for 24 hours. The root tips were finally softened in 1 mole hydrochloric acid for 8 minutes in room temperature, dyed with 2% acceto-orcein stain for 10 minutes, and squashed on microscopic slide. The cells were photographed at the metaphase stage of mitosis, when the chromosomes were well separated. Long arm, short arm, long to short arm ratio and chromosome indices of metaphase cells were calculated. Figures summarized the idiogram based on the short arm length of eight pairs of chromosomes. According to our results, a basic chromosome counts of x=8 (2n=2x=16) was determined for all tested accessions. All analyzed plant cytotypeswere diploid.The largest total chromosome length belonged to the accession from Jannat Roodbar region with 78.16 µm, while the shortest came from Esfahan with 51.10 µm. Analysis of metaphase karyotypes showed that centromeres were mainly located in the center (metacentric) or close to the center (submetacentric) of the chromosomes. The number of metacentric chromosomes was 10-12 out of 16 chromosomes. Accession of Roobdar had the largest centromeric index, i.e. 0.66, while accessions from Divrood, Qazvin and Mashhad had the lowest centromeric indices of 0.38-0.39. In addition, the long to short arm ratio varied between 1.51 and 1.66. Tested accessions showed lower diversity in terms of karyological characteristics and had symmetric karyotypes. However, given asymmetry indices in terms of chromosome types, overall chromosome shape, classification based on cluster and principal component analyses, and inclusion within three classes of Stebbins (A3, B2, B3), the studied accessions showed evolutionary differences with each other that could be a source of useful cytogenetic information for breeding purposes, and may be used to further understanding of evolution and accession genesis of Iranian borage species.

    Keywords: Chromosome, Iranian borage, Karyotype, Metacentric, Submetacentric
  • Hamza Hamza, Ali Asghari *, Seyyed Abolghasem Mohammadi, Omid Sofalian, Soleiman Mohammadi, Mojtaba Nouraein Pages 67-76

    To map quantitative trait loci (QTL) for harvest index, 148 recombinant inbred lines and their parents, Yecora Rojo and an Iranian landrace line (No. 49), were evaluated under normal and terminal water deficit stress conditions in the research stations of Mahabad University and Miyandoab Agricultural Research Center, Iran, during 2014 and 2015. The experiment was carried out as design alpha lattice design with two replications. A linkage map of 51 retrotransposon and 177 microsatellite markers was used in this investigation. Quantitative trait loci (QTL) for additive effects and additive × additive interactions were determined by QTL Network 2.0 software using CIM and mixed-linear methods. QTL analysis revealed that under normal condition, six QTLs (R2A= 0.04 to 12.0%), two QTL × environment (E) interactions (R2AE= 6.28%), five additive × additive epistatic effects (R2AA= 0.7 to 8.68%) and 12 additive × additive × E (R2AAE= 3.76 to 11.4%) were significant. Under water deficit stress conditions, two QTLs (R2A= 5.0 to 7.0%), two additive × additive interactions (R2AA= 3.72 to 5.48%) and seven additive × additive × E interactions (R2AAE= 8.04 to 9.58) were identified. Among the eight QTLs identified, three QTLs were located on chromosome 2D, suggesting the importance of this chromosome in controlling harvest index, which may be used for marker assisted selection in breeding programs.

    Keywords: Epistasis, Harvest Index, Microsatellite marker, QTL, Retrotransposon, Wheat
  • Sajjad Moharramnejad *, Mostafa Valizadeh Pages 77-84

    To assess the grain yield, plant height and superoxide dismutase (Cu/Zn-SOD) activity, and its expression responses of maize to water deficit stress, a field experiment using a split-plot design based on randomized complete block design was performed with three maize hybrids, SC704, SC720 and NS640, under control and water-deficit stress conditions at the Research Station of University of Tabriz, Iran. The results indicated that water deficit stress reduced grain yield and plant height. Electrophoretic analysis for Cu/Zn-SOD based on sensitivity to KCN and H2O2 inhibitors was carried out using 8% slab polyacrylamide gels. The gene expression of Cu/Zn-SOD by using Real-time PCR in maize hybrids showed that water deficit stress increased Cu/Zn-SOD expression. SC704 with higher grain yield, plant height and Cu/Zn-SOD activity ranked as a drought-tolerant hybrid in this study. It can be concluded that the increase in Cu/Zn-SOD expression may decrease damage caused by water-deficit stress in maize.

    Keywords: Antioxidant enzyme, Electrophoresis, Gene, Grain Yield, Isoform, Plant Height
  • Borzo Kazerani, Saeid Navabpour *, Hossein Sabouri, Seyedeh Sanaz Ramezanpour, Khalil Zaynali Nezhad, Ali Eskandari Pages 85-96

    To study the morphological and agronomical traits and determine heterotic patterns at the reproductive stage of 96 mutant rice genotypes (M2), two separate experiments were carried out under drought stress and flooding conditions at Gonbad Kavous University, Iran, in 2016 using a randomized complete block design with three replications. A factor analysis was conducted to reduce the number of variables to fewer independent factors, and three and four factors were identified under the flooding and drought conditions, explaining 68.3% and 76.05% of the total variance, respectively. Cluster analysis using the selected factors by the Ward’s minimum variance method and Euclidean distance led to grouping of the mutant rice genotypes. The best cutting points of the dendrograms were determined by the discriminant function analysis and four clusters were identified at both irrigation conditions, which were also significantly different. Genotypes of the first and second clusters had the highest yield and its components under the flooding condition. In contrast, under the drought condition, genotypes of the third and fourth clusters were higher yielding and more tolerant to the drought stress. Mutants No. 4, 18, 25, 28, 29, 43, 44, 48, 53, 72, 79, 88, 90, 91, 94 and 95 were present in the first and second clusters of the flooding condition, and in the third and fourth clusters of the drought-stress condition, indicating their superiority over other mutants in terms of grain yield and drought tolerance. The results obtained from this study can be used for selecting suitable parents for hybridization from different clusters to produce new rice cultivars.

    Keywords: Cluster analysis, Discriminant function analysis, Drought, Factor analysis, Mutant, Rice
  • Soheila Shayan, Mohammad Moghaddam Vahed *, Majid Norouzi, Seyed Abolghasem Mohammadi, Mahmoud Toorchi Pages 99-114

    To study the inheritance of several agronomic and physiological traits, an experiment was conducted in the research station of the University of Tabriz, Iran, under water deficit stress and normal conditions using the generation mean and generation variance analyses. The generations were produced from the cross of Arg and Moghan3 varieties. The experiment was conducted as a split-plot design based on randomized complete blocks with two replications. The irrigation conditions were arranged in the main plots and generations in the subplots. In the stress condition, irrigation was withheld after pollination. Based on the results of generation means analysis for flag leaf length in the normal condition and flag leaf width, flag leaf area and leaf chlorophyll content in both conditions, the additive-dominance model explained variation among generation means. For other traits, including flag leaf length under water stress condition and plant height, peduncle length, spike length, fertile tillers, days to heading, number of grains per spike, head weight, straw weight, biomass, grain yield and harvest index in both water-stress and normal conditions, the six-parameter model was fit for the generation means implying the presence of non-allelic interactions in the inheritance of these traits. Broad sense heritability and narrow sense heritability for the traits were estimated as 0.70 - 0.99 and 0.03 - 0.30 in the water-stress conditions and 0.60 - 0.99 and 0.10 - 0.55 in the normal conditions, respectively. At both conditions, the dominance genetic variance was higher than the additive genetic variance for most of the traits under study. The average degree of dominance for all characters at both water-stress and normal conditions was greater than unity which showed the existence of over-dominance gene action in controlling the traits under study. These results suggest the need for exploiting non-additive gene action by producing hybrid varieties in wheat if breeders overcome the barriers of producing hybrid seed.

    Keywords: Gene action, Generation mean analysis, Genetic variance components, Heritability, Water deficit stress
  • Katayoon Oroji Salmasi, Hamideh Javadi, Seied Mehdi Miri * Pages 115-127

    The karyotypes of 10 species (15 accessions) of Allium from Iran were investigated using the squash technique and 1% (w/v) aceto-iron-hematoxylin stain. The basic chromosome number was x = 8, and only in A. giganteum (1) x = 7. Karyotypes of 14 taxa of Allium were diploid with 2n = 16; only A. macrochaetum was tetraploid with 2n = 32. Satellite chromosomes were seen in A. asarense. All karyotypes were symmetrical, consisting of metacentric and submetacentric chromosome pairs. Only A. caspium and A. stipitatum (1) had subtelocentric chromosomes. Karyotype analysis according to Stebbins categories placed the studied taxa in symmetric classes of 1A and 2A, indicating a symmetric karyotype. The results of the analysis of variance showed significant differences for total chromosome length (TCL), mean chromosome length (CL), long arm length (LA), short arm length (SA) and intrachromosomal asymmetry index (A1). The longest chromosome length was detected on A. asarense, A. elburzense, A. giganteum (3), A. rotundum and A. stipitatum (3) (17.9-19.7 μm), while A. ampeloperasum demonstrated the shortest value (8.2 μm). Results of cluster analysis based on chromosomal parameters classified the taxa into four groups using the unweighted pair group method with arithmetic mean (UPGMA). Using principal component analysis, the first three components determined 97.3% of the total variation. The grouping of the taxa based on the 2-D scatter plot using the first two principal components, corresponding to the results of the karyotypic characteristics.

    Keywords: Chromosome, Cluster analysis, Cytogenetic, Karyology, Principal component analysis
  • Shokoufeh Mojtavi, Reza Fotovat *, José M. Colmenero-Flores Pages 129-139

    The response of a plant to drought stress is positively related to physiological traits and gene expression. Various recent studies suggest that membrane channel proteins, named aquaporin (AQPs), by affecting stomatal conductance behavior could be involved in plant responses to stress conditions. The sunTIP7 gene is a member of AQPs protein that is included in different environmental stress such as drought stress. In this study in order to investigate the sunTIP7 gene expression and its relation with relative water content (RWC), stomatal conductance, shoot fresh and dry weight, root area, chlorophyll index (SPAD) and electrolyte leakage (EL), six selected sunflower (Helianthus annuus L.) inbred lines were planted in a greenhouse under normal irrigation and water deficit conditions. The water deficit treatments were applied during 4th leaflet to flowering stage. Drought conditions reduced crop growth and physiological traits. The highest stomatal conductance was found in the C138 line under both conditions. Sunflower lines had different fold change expression of sunTIP7 gene under drought stress. The expression of the sunTIP7 genewas the lowest in C138, and this downregulation may explain its highest stomatal conductance. However, there was not any clear relationship between physiological traits and expression of sunTIP7 gene in all six sunflower inbred lines. These results suggest that drought tolerance in sunflower is a complex trait and there is no simple molecular explanation for drought tolerance in sunflower lines.

    Keywords: Aquaporin, Drought Stress, Stomatal Conductance, Sunflower, sunTIP7