فهرست مطالب

مجله پژوهش های ژنتیک گیاهی
سال هشتم شماره 1 (بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/07
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مریم رسول زاده اقدم، رضا درویش زاده، ابراهیم سپهر، هادی علی پور* صفحات 1-16

    کمبود عناصر غذایی از تنش های غیرزیستی مهمی است که بر رشد و نمو گیاهان تاثیر می گذارد. در این پژوهش، 76 لاین خالص آفتابگردان روغنی جمع آوری شده از نقاط مختلف جهان در دو شرایط بهینه و کمبود فسفر قابل جذب به صورت مرکب بر پایه طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در شرایط گلدانی به لحاظ برخی صفات فیزیولوژیک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد کمبود فسفر باعث کاهش میانگین تمام صفات مورد مطالعه آفتابگردان به غیر از صفت دمای کانوپی می شود. لاین های آفتابگردان روغنی در شرایط بهینه و کمبود فسفر به ترتیب در پنج و چهار خوشه گروه بندی شدند. لاین های 19، 21، 27، 44 و 71 که در شرایط بهینه فسفر در خوشه مطلوب قرار گرفته بودند، در شرایط کمبود فسفر نیز در خوشه مطلوب با عملکرد و اجزای عملکرد بالا گروه بندی شدند. براساس شاخص تحمل چندمتغیره MFVD برای هر یک از لاین ها با استفاده از ماتریس های نسبت و حاصل ضرب میانگین صفات مورد مطالعه در شرایط بهینه و کمبود فسفر و تجزیه به مولفه های اصلی روی ماتریس های حاصل محاسبه شد. براساس نتایج بای پلات حاصل، لاین های 71، 74، 65، 21، 39، 7، 18 و 11 به عنوان لاین های مطلوب و متحمل به کمبود فسفر شناسایی شدند.

    کلیدواژگان: آفتابگردان، تنوع ژنتیکی، شاخص تحمل تنش، کمبود فسفر، میزان کلروفیل
  • سعید نواب پور*، احد یامچی، ساسان گل چشمه صفحات 17-28

    مطالعه حاضر جهت طبقه بندی و بررسی تنوع ژنتیکی بین نمونه های استبرق مناطق مختلف استان کرمان با استفاده از نشانگرهای ISSR انجام شد. در مجموع DNA مربوط به 14 نمونه گیاهی با 9 آغازگر ISSR با استفاده از واکنش PCR تکثیر شد و الگوی باندی آن ها به دست آمد. آغازگرهای مورد استفاده چندشکلی قابل قبولی (35.93) را نشان دادند به نحوی که حداقل و حداکثر شاخص اطلاعات چندشکل آغازگرهای به کار رفته در این مطالعه به ترتیب 0.11 برای آغازگر ISSR9 و 0.41 برای آغازگرهای ISSR3 و ISSR8 بود. میزان شباهت ژنتیکی بر اساس شاخص نی از 0.405 تا 0.745 به دست آمد و کم ترین شباهت ژنتیکی بین نمونه های جیرفت 3 و دوساری 2 و بیشترین شباهت ژنتیکی بین نمونه های جیرفت 1 و جیرفت 2 بود. با استفاده از تجزیه خوشه ای به روش UPGMA، نمونه ها در چهار گروه قرار گرفتند که گروه های دوم و سوم نمونه های بیشتری را در خود جای دادند. از نظر نزدیکی ژنتیکی نیز دو نمونه جیرفت 1 و جیرفت 2 که در یک خوشه قرار داشتند، نزدیک تر بودند. همچنین نمونه های جمع آوری شده از عنبرآباد نسبت به سایر نمونه ها در فاصله ژنتیکی دورتری قرار داشت. تجزیه به مختصات اصلی نیز نشان داد مولفه های اول و دوم 67 درصد از تنوع به دست آمده را توجیه می کنند. به طور کلی نشانگرهای ISSR برای طبقه بندی نمونه های استبرق مفید بود و با توجه به اطلاعات به دست آمده مبنی بر وجود تنوع ژنتیکی در بین نمونه های استبرق استان کرمان، از این تنوع می توان در آینده در به نژادی و تولید استبرق زراعی بهره جست.

    کلیدواژگان: چندشکلی، ذخایر ژنتیکی، فاصله ژنتیکی، گیاه دارویی، نشانگر DNA
  • فاطمه رئیسی، لیلا فهمیده*، براتعلی فاخری، مجتبی کیخاصابر صفحات 29-42

    با توجه به اهمیت تولید خرما در کشور، معرفی ارقام جدید، بهبود ارقام موجود و بررسی تنوع ژنتیکی موجود بین ارقام مختلف برای بهبود کمی و کیفی تولید خرما ضروری است. در این تحقیق تنوع ژنتیکی بین 15 رقم مختلف محلی خرما از شهرستان سراوان و بخش های جالق، ناهوک و سینوکان استان سیستان و بلوچستان بررسی شد. به این منظور DNA از بافت برگ نمونه ها با استفاده از روش دلاپورتا استخراج و کیفیت و کمیت DNA استخراجی با استفاده از ژل آگارز یک درصد و دستگاه اسپکتروفتومتر تعیین شد. واکنش PCR با استفاده از آغازگرهای اختصاصی ژن rbcL بر اساس شرایط مورد نیاز انجام شد و محصول های PCR جهت توالی یابی ارسال گردید. پس از تعیین توالی، تجزیه و تحلیل ها و ترسیم دندروگرام روابط فیلوژنتیک و ماتریس تشابه توالی ها با نرم افزارهای Bioedit و MEGA7 انجام شد تا روابط خویشاوندی و فاصله ژنتیکی بین ارقام تعیین شود. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که برای این نشانگر در مجموع 553 جایگاه مختلف وجود دارد که 505 جایگاه دارای حذف و اضافه و 48 جایگاه بدون حذف و اضافه بود. فاصله ژنتیکی از 0 تا 0.037 و بیشترین تنوع درون منطقه ای مربوط به رقم Jm13_sabzoo بود. براساس دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه ای، ارقام مورد بررسی به دو شاخه تقسیم شدند که در شاخه اول رقم سبزو از جالق قرار گرفت و سایر ارقام در زیرشاخه های مختلف شاخه دوم قرار گرفتند. اگرچه استفاده از نشانگر rbcL برای بررسی تنوع و روابط درون گونه ای مفید است اما در خصوص ارقام خرمای مورد آزمون در این تحقیق، فاصله ژنتیکی کمی برآورد شد. بنابراین پیشنهاد می شود در مطالعات آینده جهت بررسی تنوع ژنتیکی خرما از سایر بارکدهای DNA و همچنین سایر نشانگرهای مولکولی مناسب استفاده شود.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، خرما، روابط فیلوژنتیک، نشانگر rbcL
  • حسین زینل زاده تبریزی*، سعدالله منصوری، عباس فلاح طوسی صفحات 43-60

    تجزیه و تحلیل اثر متقابل ژنوتیپ و محیط با استفاده از روش های مختلف آماری در اصلاح نباتات اهمیت زیادی دارد. به منظور بررسی پایداری عملکرد دانه لاین های امیدبخش کنجد با استفاده از معیارهای مختلف پارامتری و ناپارامتری، آزمایشی با 13 لاین امیدبخش کنجد به همراه رقم شاهد اولتان در سه منطقه کرج، مشهد و مغان در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در طی دو سال 1395 و 1396 انجام یافت. تجزیه واریانس مرکب داده های عملکرد لاین های امیدبخش کنجد نشان داد که اثر ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × سال × مکان در سطح احتمال یک درصد بر عملکرد دانه معنی دار بود. محیط کرج-96 بیشترین میانگین عملکرد دانه ژنوتیپ ها با 1346 کیلوگرم در هکتار و محیط مشهد-96 کمترین عملکرد دانه ژنوتیپ ها با 1001 کیلوگرم در هکتار را به خود اختصاص دادند. بیشترین و کمترین میانگین عملکرد دانه در بین ژنوتیپ ها در تمامی محیط های آزمون به ترتیب مربوط به لاین G6 با 1444 کیلوگرم در هکتار و لاین G12 با 762 کیلوگرم در هکتار بود. نقشه حرارتی به همراه تجزیه خوشه ای، هم ژنوتیپ ها و هم پارامترهای پایداری را به سه گروه تقسیم کرد. بر این اساس، ژنوتیپ G12 در گروه اول، ژنوتیپ های G1، G3، G7، G8 و G13 در گروه دوم و بقیه ژنوتیپ ها به همراه رقم شاهد اولتان در گروه سوم بودند. ژنوتیپ های گروه دوم با داشتن بالاترین رتبه در اکثر معیارهای پایداری نسبت به سایر ژنوتیپ ها پایدار بودند و از بین آن ها ژنوتیپ های G8، G1 و G3 به ترتیب با میانگین عملکرد دانه 1417، 1398 و 1291 کیلوگرم در هکتار و بالاتر از متوسط عملکرد تمام ژنوتیپ ها، انتخاب و قابل توصیه در مناطق مورد آزمون بودند.

    کلیدواژگان: اثر متقابل ژنوتیپ و محیط، تجزیه خوشه ای، ژنوتیپ، نقشه حرارتی
  • رضا امیری، صحبت بهرامی نژاد*، کیانوش چقامیرزا صفحات 61-80

    بررسی نظام ژنتیکی کنترل‎کننده صفات زراعی، یکی از مقدمات انتخاب روش به‎نژادی مناسب است. به منظور تجزیه ژنتیکی برخی صفات زراعی گندم نان با استفاده از روش تجزیه میانگین نسل‎ها، والدین و نسل‎های ایجاد شده از تلاقی مرودشت × MV-17 در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار و تحت شرایط نرمال و تنش خشکی در سال زراعی 95-1394 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه رازی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس وزنی حاکی از وجود اختلاف معنی‎دار بین نسل‎های مختلف از نظر اغلب صفات مورد مطالعه تحت هر دو شرایط بود. تجزیه میانگین نسل‎ها نشان داد که علاوه بر اثرات افزایشی و غالبیت، انواعی از اثرات اپیستازی نیز در وراثت اغلب صفات نقش داشتند و بنابراین نمی‏توان به موفقیت گزینش در نسل‎های اولیه جمعیت های در حال تفرق امیدوار بود. برای صفات ارتفاع بوته، طول پدانکل و طول ریشک، نقش اثر افزایشی ژن‎ها بیشتر از اثر غالبیت بود که نشان‎ دهنده سودمندی استفاده از گزینش دوره‎ای برای تجمیع این ژن‎ها و سپس انتخاب لاین‎های با خصوصیات زراعی مطلوب می‏باشد. مدل کنترل ژنتیکی اغلب صفات تحت هر دو شرایط از نظر وجود یا عدم وجود اثرات متقابل غیرآللی، تقریبا مشابه هم بود و چندان تحت تاثیر تنش خشکی قرار نگرفت. وراثت‎پذیری عمومی برای صفات ارتفاع بوته، طول پدانکل و طول ریشک تحت هر دو شرایط بالا بود. برای عملکرد دانه، وراثت‎پذیری عمومی تحت هر دو شرایط در حد متوسط اما وراثت‎پذیری خصوصی بسیار پایین بود. در مجموع با توجه به نقش بارزتر اثرات ژنی غیرافزایشی در کنترل اغلب صفات، گزینش در نسل‎های پیشرفته و پس از رسیدن به خلوص نسبی پیشنهاد می‎شود.

    کلیدواژگان: اپیستازی، عمل ژن، واریانس ژنتیکی، وراثت‎پذیری، هتروزیس
  • قاسم اقلیما، عزیزالله خیری*، محسن ثانی خانی، جواد هادیان، میترا اعلائی صفحات 81-94

    در این بررسی برای مطالعه تنوع ژنتیکی 22 جمعیت شیرین بیان از نشانگر مولکولی ISSR استفاده شد. تعداد 12 آغازگر برای تکثیر قطعات DNA ژنومی جمعیت های شیرین بیان استفاده شد. تنوع ژنتیکی مطلوبی براساس نشانگر ISSR در بین افراد مشاهده شد. در کل 130 باند تشکیل شد و 105 باند دارای چندشکلی بودند. میانگین درصد چندشکلی در بین جمعیت های مطالعه شده برابر 80.47 محاسبه شد. بیشترین درصد چندشکلی به آغازگرهای IS23، IS21، IS9، IS13 و IS15 اختصاص داشت. میانگین محتوی چندشکلی (PIC) و میانگین شاخص نشانگر (MI) به ترتیب 0.347 و 2.47 بود. شاخص اطلاعاتی شانون (I) در سطح جمعیت ها بین 0.207 تا 0.393 و شاخص تنوع ژنی نی (h) بین 0.140 تا 0.270 متغیر بود. در کل جمعیت داراب کمترین تنوع ژنتیکی و جمعیت سلطانیه بیشترین تنوع ژنتیکی را نشان دادند. درصد مکان های ژنی پلی مورف بین 35.24 تا 65.71 درصد متغیر بود. میانگین تعداد آلل های مشاهده شده و موثر در هر مکان ژنی به ترتیب 1.46 و 1.34 محاسبه گردید. بر مبنای میزان فاصله ژنتیکی نی، جمعیت های بردسیر و بافت دارای بیشترین تشابه ژنتیکی (0.888) و جمعیت های بردسیر و سلطانیه دارای کمترین تشابه ژنتیکی (0.132) بودند. افراد جمعیت های مختلف مورد مطالعه با استفاده از تجزیه خوشه ای به روش UPGAM و ضریب تشابه جاکارد در سه گروه اصلی گروه بندی شدند. نتایج حاصل نشان داد که نشانگر ISSR سیستم نشانگری قابل اطمینان برای آشکاری سازی سطح بالایی از چندشکلی است و می توان از آن در بررسی تنوع ژنتیکی و انجام برنامه های اصلاحی در شیرین بیان استفاده نمود.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، شیرین بیان، نشانگر ISSR
  • سمانه اکبری، امیدعلی اکبرپور*، پیام پزشک پور صفحات 95-114

    یکی از مباحث مهم در به نژادی گیاهان زراعی، مبحث اثر متقابل ژنوتیپ × محیط می باشد. روش های متعدد آماری برای برآورد اثر متقابل ژنوتیپ × محیط و انتخاب ژنوتیپ های پایدار و پر محصول معرفی شده است. در این پژوهش 14 ژنوتیپ عدس به همراه دو شاهد سپهر و گچساران، طی چهار سال زراعی (99-1395) بررسی شدند. آزمایش ها در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی سراب چنگایی خرم آباد انجام گرفت. برای بررسی اثر متقابل ژنوتیپ × محیط از تجزیه واریانس مرکب استفاده شد و نتایج حاصل از این تجزیه نشان دهنده معنی داری اثرات سال، ژنوتیپ و اثر متقابل ژنوتیپ × سال (محیط) بود. بر اساس آماره های Si(1)، Si(2) و NPi(1) ژنوتیپ های (FLIP2014-032L) G5 و (ILL8006) G12 دارای پایداری بالاتر با عملکرد بیشتر معرفی شدند. بر اساس آماره های ناپارامتری مختلف ژنوتیپ های (FLIP2014-032L) G5 با میانگین عملکرد دانه 1574.68 کیلوگرم در هکتار و ژنوتیپ (ILL8006) G12 با میانگین عملکرد دانه 1333.6 کیلوگرم در هکتار به عنوان ژنوتیپ های پایدار معرفی شدند. میزان وراثت پذیری بر اساس میانگین پلات برای صفت عملکرد در چهار سال (0.18±0.61) برآورد شد که حاکی از قابلیت انتخاب و بهبود صفت عملکرد دانه برای ژنوتیپ های مورد مطالعه بود. بر اساس نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها در سه خوشه اصلی قرار گرفتند. بیشترین فاصله میان گروه دوم و سوم مشاهده شد. ژنوتیپ های خوشه اول از پایداری بالایی برخوردار بودند.

    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، تجزیه خوشه ای، عملکرد، ناپارامتری
  • رحمت الله کریمی زاده، طهماسب حسین پور، پیمان شریفی*، جبار آلت جعفربای، کمال شهبازی، کاوس کشاورزی صفحات 115-132

    گندم دوروم (.L Triticum turgidum) مانند بیشتر گیاهان زراعی دیگر، تحت تاثیر تنش های مختلفی قرار می گیرد؛ بنابراین، ارقامی که علاوه بر توانایی تولید عملکرد بالاتر، بتوانند پتانسیل عملکرد خود را در سال ها و مکان های مختلف حفظ کنند، ارقام برتر به شمار می آیند. به منظور دست یابی به ژنوتیپ های پرمحصول و پایدار گندم دوروم، 16 لاین همراه با دو رقم شاهد دهدشت و سیمره در چهار منطقه گچساران، گنبد، خرم آباد و مغان به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار طی سه سال زراعی (95-1392) مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه مرکب داده ها اثر معنی دار ژنوتیپ، محیط و برهمکنش ژنوتیپ × محیط را نشان داد. ژنوتیپ 6 و ژنوتیپ 18 به ترتیب بیشترین و کمترین میزان عملکرد دانه را داشتند. بر پایه روش های پارامتری، ژنوتیپ های 3، 5، 15، 13 و 16 و بر پایه روش های ناپارامتری، ژنوتیپ های 1، 3، 4، 5، 15 و 3، پایدارترین ژنوتیپ ها بودند. بر پایه مجموع رتبه ی کنگ، ژنوتیپ های 15، 5، 6 و 1 پایدارتر از ژنوتیپ های دیگر بودند. از شاخص انتخاب ژنوتیپ ایده آل (SIIG) برای ادغام تمام شاخص ها در یک شاخص استفاده شد که بر پایه آن، ژنوتیپ های 5 و 15 با داشتن بیشترین میزان شاخص SIIG و عملکرد دانه، ژنوتیپ های برتر بودند. بر پایه تمام شاخص ها، ژنوتیپ های 5 و 15 پایدارترین ژنوتیپ ها از نظر عملکرد دانه بود و می توانند در پروسه های معرفی رقم به کار گرفته شود.

    کلیدواژگان: برهمکنش ژنوتیپ × محیط، تجزیه مرکب، رتبه، سازگاری، شاخص SIIG
  • اسماعیل دستورانی، خلیل زینلی نژاد*، مسعود سلطانی نجف آبادی، محمدهادی پهلوانی، حسن سلطانلو، سعید باقری کیا صفحات 133-150

    این پژوهش با هدف تعیین گروه های هاپلوتایپی و شناسایی آلل های اختصاصی برای صفات مطلوب زراعی گندم نان انجام شد. به همین منظور 42 ژنوتیپ گندم بومی ایران و 9 رقم تجاری به‏همراه رقم بهاره چینی (ژنوتیپ مرجع) در قالب طرح آگمنت کشت و از نظر 13 صفت فنوتیپی کمی ارزیابی شدند. نتایج آمار توصیفی نشان داد که صفات طول ریشک و روز تا گلدهی به ترتیب بالاترین و پایین ترین ضریب تغییرات فنوتیپی را داشتند. به منظور بررسی تنوع هاپلوتایپی QTL مرتبط با صفات فنوتیپی واقع بر کروموزوم های 4B و 7D گندم نان از هشت نشانگر ریزماهواره استفاده شد. نتایج نشان داد که ژنوتیپ های مورد بررسی با توجه به مطابقت آللی با ژنوتیپ مرجع در کروموزوم های 4B و 7D به ترتیب در 13 و شش گروه هاپلوتایپی قرار گرفتند. به منظور بررسی وجود ارتباط بین صفات و نشانگرها، تجزیه واریانس در قالب طرح کاملا تصادفی با تکرار نامساوی برای تک تک نشانگرها انجام شد. در مجموع از 13 صفت مورد بررسی، برای هشت صفت ارتباط معنی دار آماری مشاهده شد و برای سه صفت به طور هم زمان یک آلل اختصاصی معرفی گردید. چنانچه اصلاحگر علاقه مند به گزینش ژنوتیپ هایی باشد که به طور هم زمان سه حالت مطلوب یعنی گلدهی زودتر، نیمه پاکوتاهی و تعداد بیشتر دانه در سنبله را داشته باشند، می تواند از آلل اختصاصی شناسایی شده (153جفت‎باز) نشانگر Xgwm149-4B استفاده کند.

    کلیدواژگان: صفات فنوتیپی، گزینش به کمک نشانگر، گندم بومی، نشانگرهای آلل اختصاصی
  • محدثه غلامی فرح آبادی، غلامعلی رنجبر*، علی دهستانی کلاگر، نادعلی باقری صفحات 151-168

    کیفیت نان به کمیت و کیفیت پروتئین آرد گندم بستگی دارد و این مستلزم استفاده از ارقام مناسب گندم می باشد. هدف از این مطالعه بررسی کیفیت نانوایی لاین های دابلدهاپلویید گندم و ارتباط بین خصوصیات کیفی با پروتئین های ذخیره ای گلوتنین بوده است. صفات مرتبط با کیفیت نانوایی 30 لاین دابلدهاپلویید گندم به همراه والدین و همچنین دو رقم Ehsan و Morvarid به عنوان شاهد مورد ارزیابی قرار گرفتند. آزمون SDS-PAGE جهت مشخص نمودن میزان پروتئین کل و ارتباط بین پروتئین های ذخیره ای بذر با خصوصیات کیفی انجام شد و سپس آزمون بیان ژن های دخیل در کیفیت نانوایی صورت گرفت. نتایج نشان داد که بین ژنوتیپ های گندم اختلاف معنی داری در تمامی صفات مورد ارزیابی وجود دارد. بیشترین میزان حجم رسوب زلنی مربوط به لاین های DH-143 و DH-159 (به ترتیب با 34 و 31 میلی لیتر)، بیشترین گلوتن مرطوب مربوط به DH-159 (77.80 گرم) و DH-143 (74.85 گرم)، بیشترین گلوتن خشک مربوط به DH-159 (26.21 گرم) و DH-143 (25.11 گرم) و بیشترین میزان جذب آب مربوط به DH-159 (51.59 درصد) و DH-143 (49.74 درصد) بود. همچنین بیشترین محتوای پروتئین مربوط به DH-143 (18.03 درصد) و DH-159 (17.72 درصد) بود. بررسی خصوصیات کیفی نانوایی نشان داد که لاین های DH-143 و DH-159 مطلوب تر می باشند. نتایج آزمون SDS-PAGE مشخص نمود که بالاترین میزان پروتئین دانه مربوط به لاین های DH-143 و DH-159 (به ترتیب 28.23 و 26.63 میکروگرم در میلی لیتر) می باشد. بر اساس نتایج حاصل از آزمون بیان ژن (Real-Time PCR) مشخص شد که لاین های DH-159 و DH-143 میزان بیان بالاتری را برای ژن های HMW-X، HMW-Y و PDIL در مقایسه با رقم شاهد از خود نشان دادند. با توجه به نتایج حاصله از این مطالعه، لاین های DH-143 و DH-159 را می توان در برنامه اصلاحی برای بهبود کیفیت نانوایی گندم مورد استفاده قرار داد.

    کلیدواژگان: بیان ژن، پروتئین، دابلدهاپلوئید، رسوب زلنی، SDS-PAGE
|
  • Maryam Rasoulzadeh Aghdam, Reza Darvishzadeh, Ebrahim Sepehr, Hadi Alipour* Pages 1-16

    Nutrient deficiencies are important abiotic stresses that can affect plant growth and development. In this study, 76 sunflower pour lines collected from different regions of the world were evaluated in pot using some physiological traits with combined analysis of completely randomized design with three replications under optimal and phosphorus deficit conditions. Phosphorus deficiency decreased the means of all studied traits except canopy temperature. Oilseed sunflower lines were grouped into five and four clusters in each one of optimum and phosphorus deficient conditions, respectively. However, in both optimum and phosphorus deficient conditions, lines 19, 21, 27, 44 and 71 were classified into desirable cluster with high yield and yield components. Multivariate tolerance index (MFVD) for each genotype was calculated using the ratio and productivity matrices of the studied traits under optimal and phosphorus deficit conditions using principal component analysis on the resulting matrices. Based on the resulting biplot, lines 71, 74, 65, 21, 39, 7, 18 and 11 were introduced as desirable and phosphorus deficit tolerant lines.

    Keywords: Chlorophyll content, Genetic variability, Phosphorous deficiency, Stress tolerance index, Sunflower
  • Saeid Navabpour*, Ahad Yamchi, Sasan Golcheshmeh Pages 17-28

    The present study was performed to classify and study genetic diversity between Calotropis procera accessions from different regions of Kerman province (Iran) using ISSR markers. In total, DNA from 14 plant samples with nine ISSR primers was amplified by PCR and their banding pattern was obtained. The primers showed acceptable polymorphism (35.93) and minimum and maximum polymorphic information content (PIC) of primers in this study were 0.11 for ISSR9 primer and 0.41 for ISSR3 and ISSR8 primers, respectively. Genetic similarity based on Nei index was varied from 0.405 to 0.745 and the lowest genetic similarity was found between J3 (Related to Jiroft) and D2 (Related to Dosari) and the highest genetic similarity was found between J1 and J2 (both of them for Jiroft). By using UPGMA cluster analysis, samples divided into four groups, and the second and third groups contained more accessions. In terms of genetic similarity, two accessions of Jiroft 1 (J1) and Jiroft 2 (J2) which classified in the same cluster were closer. Also, the accessions collected from Anbarabad were at a longer genetic distance than other accessions. Principal coordinate analysis also showed that the first and second components justify 67 percent of obtained genetic diversity. In general, ISSR markers were useful for classifying Calotropis procera accessions and according to the obtained information about existence of genetic diversity between Calotropis procera accessions of Kerman province, this diversity could be useful in the future for breeding and production of Calotropis procera.

    Keywords: Polymorphism, Genetic resources, Genetic distance, Medicinal plant, DNA marker
  • Fatemeh Raeisi, Leila Fahmideh*, BaratAli Fakheri, Mojtaba Kikhasaber Pages 29-42

    Due to the importance of date palm production in Iran, introduction of new cultivars, improvement of current cultivars and studying the genetic diversity among available cultivars is essential for improvement the quantity and quality of date palm production. In this research, 15 different local genotypes of date palm collected from Saravan, Jalgh, Nahook and Sinokan regions of Sistan and Baluchistan province were used for diversity analysis. To this end, DNA was extracted from leaves using Delaporta method and DNA quality and quantity were determined using spectrophotometer and 1% gel electrophoresis. PCR was performed using specific rbcL primers under determined conditions and the amplicons were sequenced. To study the relationships and genetic distances between genotypes, the results of sequencing were analyzed and dendrogram of phylogenetic relationships as well as sequence similarity matrix were generated using Bioedit, and MEGA7 software. The results of the present study showed that there were a total of 553 different residues for this marker of which 505 residues contained deletion and addition, and 48 residues were without deletion and addition. The genetic distance ranged from 0.0 to 0.037 and the highest intra-regional diversity was related to cultivar Jm13_sabzoo. Based on the dendrogram obtained from cluster analysis, the studied cultivars were divided into two branches, in which the first branch contained cultivar Sabzoo from Jalgh region and the other cultivars were grouped in different sub-branches of second branch. Although the rbcL marker is useful for studying and recognizing diversity of intraspecific relationships, a low genetic distance was estimated for the studied date palm genotypes. However, it is suggested that the other DNA barcodes as well the other appropriate molecular markers could be used for future studies of date palm genetic diversity.

    Keywords: Genetic diversity, Date palm, Phylogenetic relationships, rbcL markers
  • Hossein Zeinalzadeh Tabrizi*, Sadollah Mansouri, Abbas Fallah Toosi Pages 43-60

    Analysis of genotype by environment interaction using different statistical methods is very important in plant breeding. In order to evaluate the seed yield stability of promising sesame lines using different parametric and non-parametric statistics, an experiment was conducted using 13 promising sesame lines with check variety Oltan at three locations of Karaj, Mashhad, and Moghan (Iran) in a randomized complete block design with four replications over two years (2016 and 2017). Combined analysis of variance for seed yield of promising sesame lines showed that the effect of genotype and the three-way interaction of genotype × year × location at the level of 0.01% probability were statistically significant. Karaj-96 environment with 1346 kg/ha and Mashhad-96 environment with 1001 kg/ha had the highest and lowest mean yield, respectively. The highest and lowest mean seed yield among genotypes in all test environments were related to G6 line with 1444 kg/ha and G12 line with 762 kg/ha, respectively. Heatmap along with cluster analysis divided both genotypes and stability parameters into three groups. Based on cluster analysis, genotype G12 was clustered into the first group, genotypes G1, G3, G7, G8, and G13 were clustered into the second group and the rest of the genotypes along with the check cultivar Oltan were clustered into the third group. The genotypes of the second group with the highest rank in most criteria of stability stasistics were stable compared to other genotypes and among them, the genotypes G8, G1 and G3 (with mean yields 1417, 1398 and 1291 Kg/ha, repectively) were selected and recommended in the test locations due to their average yield above the average yield of all genotypes.

    Keywords: Cluster analysis, Genotype, Genotype by environment interaction, Heatmap
  • Reza Amiri, Sohbat Bahraminejad*, Kianoosh Cheghamirza Pages 61-80

    The study of the genetic structure controlling agronomic traits is one of the preconditions for selecting the appropriate breeding method. In order to analyze genetic of some agronomic traits of bread wheat using generation mean analysis, parents and different generations resulting from the cross of Marvdasht × MV-17 wheat cultivars were assessed in a randomized complete block design with three replicates under normal and terminal drought stress conditions in Research Farm of Razi University (Iran) during 2015-2016 cropping season. Based on the results of weighted ANOVA, a significant difference was observed between different generations for most of the studied traits under both conditions. Generations mean analysis revealed that in addition to the additive and dominance gene effects, a variety of epistatic effects also played a role in the inheritance of most traits, and therefore cannot hope for the success of selection in first generations. The role of additive gene effect was greater than the dominance one for plant height, peduncle length and awn length, indicating usefulness of using recurrent selection to aggregate these genes followed by selecting lines with favorable agronomic characteristics. The model of genetic control for most of the traits was similar under both conditions in terms of the presence or absence of non-allelic interactions and it has not been widely affected by drought stress. The broad-sense heritability for plant height, peduncle length and awn length was estimated to be high under both conditions. The broad-sense heritability for kernel yield was moderate estimated under both conditions, but the narrow-sense heritability was very low. In general, considering the greater role of the non-additive gene effect for most of the traits, the selection is suggested in advanced generations and after access to a high level of gene fixation.

    Keywords: Epistasis, Gene action, Genetic variance, Heritability, Heterosis
  • Ghasem Eghlima, Azizollah Kheiry*, Mohsen Sanikhani, Javad Hadian, Mitra Aelaie Pages 81-94

    Twenty-two G. glabra populations were used to study the genetic diversity of ISSR molecular markers. 12 primers were used to amplification of genomic DNA fragments of G. glabra populations. High genetic diversity based on ISSR markers was observed among individuals. A total of 130 bands were formed and 105 bands were polymorphic. The mean polymorphism percentage among studied populations was 80.47. The highest polymorphic percentages were assigned to IS23, IS21, IS9, IS13 and IS15 primers. The mean of PIC and MI were 0.347 and 2.47, respectively. The Shannon index (I) varied between 0.207-0.393 and the Nei genetic variation index (h) from 0.140 to 0.026. Darab and Solataniyeh populations showed the lowest and highest genetic diversity, respectively. The percentage of polymorphic loci was varied between 35.224 to 65.71%. The observe allele number and effective alleles number was 1.46 and 1.34, respectively. Based on the genetic distance Nei, populations Bardsir and Baft had the highest genetic similarity (0.888) and populations Bardsir and Solataniyeh had the least genetic similarity (0.132). The studied populations were grouped into three main groups by cluster analysis using UPGAM and Jaccardchr('39')s similarity coefficient. The results showed that the ISSR marker is a reliable marker system for revealing a high level of polymorphism and can be used to study genetic diversity and further examinations as a subset of breeding programs in G. glabra.

    Keywords: Genetic diversity, G. glabra L., ISSR marker
  • Samaneh Akbari, Omidali Akbarpour*, Payam Pezeshkpour Pages 95-114

    The challenge of the interaction of genotype × environment is one of the main issues in plant breeding. Various statistical methods to estimate the interaction of genotype × environment and choice the stable and productive genotype(s) have been introduced. In this study, 14 lentil genotypes along with two controls (Sepehr and Gachsaran cultivars) were evaluated during four growing seasons (2016-2020). The experiments were conducted in a randomized complete blocks design in three replications at Sarab Changai Agricultural Research Station, Khorammabad (Iran). The combined analysis of variance was used to investigate the interaction of genotype × environment, and results of the analysis showed significant effects for genotype, year, and genotype × environment interaction. Genotypes G5 (FLIP2014-032L) and G12 (ILL8006) were introduced based on Si(1), Si(2), and NPi(1) statistics as stable and high-yielding genotypes. Based on various non-parametric statistics, genotypes G5 (FLIP2014-032L) with a mean grain yield of 1574.68 kg.ha-1 and G12 (ILL8006) with a mean grain yield of 1333.6 kg.ha-1 were introduced as stable genotypes. The heritability rate was estimated on the plot mean basis for yield trait in four years (0.61 ± 0.18) which indicated the capability of the studied genotypes to be selected and improved for grain yield. Based on the results of cluster analysis, the genotypes were divided into three main clusters. The highest distance was observed between the second and third groups. The first cluster included highly stable genotypes.

    Keywords: Genetic variety, Cluster analysis, Non-parametric, Yield
  • Rahmatollah Karimizadeh, Tahmasp Hosseinpour, Peyman Sharifi*, Jabar Alt Jafarby, Kamal Shahbazi, Kavoos Keshavarzi Pages 115-132

    Durum wheat (Triticum turgidum L.), like most other crops, is affected by various stresses. Therefore, cultivars that, in addition to the ability to produce higher yields, can maintain their yield potential in different years and locations are considered superior cultivars. In order to obtain high-yielding and stable genotypes of durum wheat, 16 lines with two control cultivars Dehdasht and Seymareh were evaluated in four locations of Gachsaran, Gonbad, Khorramabad and Moghan based on randomized complete block design with four replications in three cropping seasons (2013-2016). Combined analysis of variance indicated a significant effect of genotype, environment and genotype by environment interaction. Genotypes G6 and G18 had the highest and lowest grain yield, respectively. Based on parametric methods, genotypes G3, G5, G15, G13 and G16 and based on non-parametric methods, genotypes G1, G3, G4, G5, G15 and G3 were the most stable genotypes. The most stable genotypes based on the total Kang sum-rank were genotypes G15, G5, G6 and G1. The Selection index of ideal genotype (SIIG) was used to integrate all indices into one index, based on which genotypes G5 and G15 were the superior genotypes with the highest SIIG index and grain yield. Based on all indices, genotypes G5 and G15 were the most stable genotype in terms of grain yield and can be used in cultivar introduction processes.

    Keywords: Genotype by environment interaction, Combined analysis of variance, Rank, Adaptability, SIIG index
  • Esmaeil Dasturani, Khalil Zaynali Nezhad*, Masood Soltani Najafabadi, Mohammadhadi Pahlevani, Hassan Soltanlo, Saeed Bagherikia Pages 133-150

    The aim of this study was to determine the haplotype groups and identify the specific alleles associated with desirable agronomic characteristics in bread wheat. For this purpose, 42 local bread wheat genotypes belong to Iran region and nine commercial cultivars along with Chinese Spring variety (reference genotype) were cultivated in the format of augmented design and evaluated based on their 13 phenotypic traits. The results of descriptive statistics showed that awn length and day to flowering had the highest and lowest phenotypic coefficient of variation, respectively. Eight microsatellite markers were used to investigate the haplotype variation of QTLs associated with phenotypic traits located on wheat chromosomes 4B and 7D. The result showed that the genotypes were classified into 13 and 6 haplotype groups according to the allelic comparison with the reference genotype on chromosome 4B and 7D, respectively. In order to investigate the relationship between traits and markers, analysis of variance was performed based on completely randomized design with unequal numbers of replications for each marker. In general, of the 13 traits studied, there was a statistically significant linkage for eight traits and for the three traits, an allele-specific was introduced simultaneously. If the breeders are interested in genotype selection that simultaneously have three desirable characteristics such as early anthesis, semi-dwarfing and a greater number of grains per spike, they can use an allele-specific (153 bp) of Xgwm149-4B marker.

    Keywords: Phenotypic traits, Marker-assisted selection, Landrace wheat, Allele-specific marker
  • Mohaddaseh Gholami Farahabadi, GholamAli Ranjbar*, Ali Dehestani Kalagar, Nadali Bagheri Pages 151-168

    Bread’s quality depends on wheat flours quality and quantity and for the goal to be achieved, the usage of suitable wheat varieties should be considered. Present study focuses on analyzing doubled-haploid lines of wheat’s bread backing quality and the relationship between qualitative traits and glutenins reservoir proteins. In current work, traits related to bread backing quality of 30 doubled-haploid lines of wheat including their parents and two control varieties (Ehsan and Morvarid) were evaluated. SDS-PAGE test was conducted to identify total amount of protein and the relationship between seeds reservoir proteins and qualitative traits, afterward, a test was conducted to evaluate expression of genes involved in bread backing quality. Results showed that there are significant differences on evaluated traits among all wheat’s genotypes. The highest volume of Zeleny sediment were related to DH-143 and DH-159 (34 and 31 ml, respectively), the highest amount of wet gluten were attributed to DH-159 and DH-143 (77.8 and 74.85 gr, respectively), the highest amount of dry gluten were attributed to DH-159 and DH-143 (26.21 and 25.11 gr, respectively), the highest amount of water absorption percentage were attributed to DH-159 and DH-143 (51.59 and 49.74%, respectively), and the highest percentage of protein content were attributed to DH-143 and DH-159 lines (with the amount of 18.03 and 17.72% respectively). Analyzing of bread backing quality traits indicated that DH-143 and DH-159 were better than the other genotypes. SDS-PAGE test results pointed that the highest amount of seed’s protein is attributed to DH-159 and DH-143 (28.23 and 26.63 µ/gr, respectively). Based on gene expression analysis (using real-time PCR), it was indicated that lines DH-143 and DH-159 had a higher level of expressed than the control treatments for HMW-X, HMW-Y and PDIL genes. Therefore, lines DH-143 and DH-159 could be used in breeding program for optimizing bread backing quality.

    Keywords: Gene expression, Protein, Doubled-haploid, Zeleny sediment, SDS-PAGE