فهرست مطالب

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding - Volume:9 Issue: 2, Oct 2020

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding
Volume:9 Issue: 2, Oct 2020

  • تاریخ انتشار: 1399/07/10
  • تعداد عناوین: 13
|
  • پیمان شریفی*، عبدالرحمان عرفانی، ابوذر عباسیان، علی محدثی صفحات 1-11
    ده ژنوتیپ برنج در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در سه منطقه از ایران طی سه فصل زراعی بررسی شد. آزمون نسبت درست نمایی (LRT) اثر معنا دار ژنوتیپ و برهمکنش ژنوتیپ در محیط (GEI) را نشان داد. اسکری گراف نشان داد که سه مولفه اصلی اول 24/81 درصد از تنوع GEI را توجیه کردند. نمودار موزاییکی مجموع مربعات کل (TSS) را تقسیم کرد و نشان داد که آثار ژنوتیپ و GEI به ترتیب 72/52 و 28/47 درصد ازTSS را دربرمی گیرند. همچنین نمودار گرمایی تنوع عملکرد دانه ژنوتیپ ها را در محیط ها نشان داد. بهترین پیش بینی های نااریب خطی (BLUP) در عملکرد دانه نشان داد که ژنوتیپ های 2، 5، 4، 10 و 6 پیش بینی بهتری نسبت به عملکرد دانه کلی دارند. نمودار عملکرد اسمی نشان داد که ژنوتیپ های 4، 5، 6 و 10 سهم اندکی در GEI داشتند و به عنوان ژنوتیپ های پایدارتر بودند. در چارک چهارم بای پلات عملکرد دانه در مقابل میانگین وزنی نمره های مطلق (WAASB) ژنوتیپ های 2، 5 و 10 با عملکرد بهتر و پایدار بودند. بر اساس وزن دهی 50:50 برای عملکرد و پایداری دانه، ژنوتیپ های 5، 6، 2 و 3 بیشترین مقادیر WAASBY را داشتند و ژنوتیپ های پایدار بودند. در نمودار نسبت WAASB/GY مشاهده شد که ژنوتیپ های 5، 6، 2 و 3 بیشترین مقادیر WAASBY را داشته و ژنوتیپ های پایداری بودند. تجزیه عاملی بر اساس مقادیر WAASBY از همه صفات، سه عامل را با واریانس تجمعی 35/79 درصد مشخص کرد. بر اساس شاخص پایداری چند صفتی(MTSI) ، ژنوتیپ های 3 و 6 به عنوان ژنوتیپ های برگزیده بودند. در مجموع، ژنوتیپ 5 برتر از همه ژنوتیپ ها بود و می تواند برای تعیین بهترین مدیریت زراعی در آزمایش های پژوهشی به زراعی برای معرفی رقم استفاده شود.
    کلیدواژگان: AMMI، BLUP، تجزیه عاملی، نمودار گرمایی، نمودار موزاییکی
  • مریم دانش گیلوایی* صفحات 12-22
    نقشه یابی QTLها با نشانگرهای مولکولی برای اصلاح گران در ژنومیکس کشاورزی بسیار ارزشمند است. شناسایی و انتقال QTLهای کنترل کننده عملکرد دانه و شاخص های مقاومت به خشکی روشی موثر برای بهبود تحمل خشکی در ارقام برنج است. در این مطالعه، QTLهای برخی از صفات مرتبط با عملکرد دانه و شاخص های مقاومت به خشکی در برنج با استفاده از 150 لاین F8 حاصل از تلاقی ارقام سپیدرود و غریب، تحت شرایط بدون تنش و تنش خشکی شناسایی شدند. نقشه پیوستگی جمعیت شامل 12 نشانگرISSR ، 103 نشانگر ریزماهواره، یک نشانگر IRAP، 11 نشانگر REMAP و 16 ترکیب نشانگرهایISSR ، 2/1005 سانتی مورگان از ژنوم برنج را پوشش داد و متوسط فاصله بین نشانگرهای مجاور 43/4 سانتی مورگان بود. در این آزمایش، تعداد دو QTL اصلی برای شاخص های SSI و YSI، تعداد سه QTL اصلی برای صفات عملکرد دانه تحت شرایط آبیاری کامل و تنش خشکی، TOL، STI، GMP و YI و تعداد چهار QTL اصلی برای شاخص-های MP و HM مکان یابی شدند. تعداد یک QTL اپیستاتیک برای عملکرد دانه تحت شرایط آبیاری کامل و شاخص STI مکان یابی شد. تنوع فنوتیپی توجیه شده توسط هر یک از QTLهای اصلی و اپیستاتیک به ترتیب از 99/3 تا 41/25 و 51/6 تا 81/18 درصد متغیر بود. تعداد پانزده QTL اصلی شامل qGY9، qGY12a، qTOL5، qSSI5، qSSI6، qST19، qST1I2، qMP9، qGMP9، qGMP12، qHM12a، qYSI5، qYSI6 و qYI12a به عنوان QTLهای بزرگ اثر کنترل کننده این صفات بعد از تایید QTL می توانند در برنامه های به نژادی برای بهبود عملکرد دانه و تحمل خشکی در برنج مورد استفاده قرار گیرند. نشانگرهای UBC816-2، (Tos2+UBC827)-4، (UBC826 + HB12)-6 و RM5371 در فاصله نزدیکی با این QTLهای بزرگ اثر قرار داشتند در برنامه انتخاب به کمک نشانگرها (MAS) می-توانند مورد استفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: برنج، مقاومت به خشکی، مکان یابی فاصله ای مرکب فراگیر، نشانگرهای مولکولی
  • صدیقه فابریکی اورنگ*، جعفر احمدی، حمید کریمی صفحات 23-34

    این تحقیق با هدف تخمین چندشکلی نوکلیوتیدی و جهش نقطه‌ای یا جایگزینی‌ها در ناحیه ITS2 12 گونه مختلف Triticum و Aegilops و نشان دادن روابط فیلوژنتیکی آن‌ها انجام شد. داده‌های هم‌تراز شده ITS2 در مجموع 67 جایگاه SNP و نیز غالب بودن جایگزینی ترانزیشن (75٪) بر ترانسورژن (25٪) را نشان داد. جایگزینی ترانزیشن C/T  در گونه‌های مورد مطالعه، در بالاترین سطح مشاهده شد. بالاترین جایگزینی نوکلیوتیدی در توالی‌های ITS2  گونه‌های T. aestivum، T. turgidum  و A. speltoides رخ داد که جایگزینی‌های مشابهی را در جایگاه‌های بازی 76، 193، 215، 230 و 241 نشان دادند (تغییر TCCAG به ATTTA). T. boeticum و T. urartu جایگزین‌های مشابهی را در جایگاه‌های بازی 85، 201، 231، 234 و 252 نشان دادند (تغییر GTGCC به AGATA). نکته قابل توجه این که جایگاه بازی 146 در تمام گونه‌های Triticum باز سیتوزین (C) بود، اما در همه گونه‌های Aegilops  باز تیمین (T) بود. میزان جایگزینی در A. neglecta و A. umbellulata صفر بود و نتیجه‌گیری شد که آن‌ها ITS2 محافظت شده‌تری دارند. ساختار ثانویه ITS2 ، در گونه‌های مورد مطالعه مشابه سایر گیاهان گلدار با چهار مارپیچ با تنوع در طول مارپیچ بود. مارپیچ III در مقایسه با سایر مارپیچ‌ها طولانی‌ترین طول را داشت. دامنه طول مارپیچ‌های  I، II،  IV  به ترتیب از 9 (T. turgidum  و T. urartu) تا 10، از 11 (A. cylindrica) تا 13 و 6 (A. speltoides) تا 10 (T. boeticum) جفت باز متغیر بود. با استفاده از مقایسات نوکلیوتید دوتایی ITS2، قرابت و خویشاوندی A. caudata با  A. cylindrica، T. boeticum  با  T. urartu،  A. neglecta با A. umbellulata مشاهده شد. درخت‌های فیلوژنی، 12 گونه را به چهار شاخه اصلی طبقه‌بندی کردند. بیشترین جهش نقطه‌ای در توالی‌های ITS2 مربوط به گونه‌های گروه‌بندی شده در شاخه اول رخ داده بود.

    کلیدواژگان: آژیلوپس، گندم، فیلوژنی، جهش نقطه ای
  • سمیرا حسنیان، امید سفالیان*، ناصر زارع، علیرضا تاری نژاد، مهدی داوری صفحات 35-46

    در مطالعه حاضر به منظور شناسایی منابع ژنتیکی مقاومت، واکنش 20 ژنوتیپ نخود به بیمارگر فوق در سه مرحله رشدی گیاهچه ای، گلدهی و غلاف دهی در شرایط گلخانه دانشگاه محقق اردبیلی ارزیابی شد. پس از مشاهده آلودگی در رقم شاهد حساس، شدت بیماری براساس درجه بندی 1 تا 9 تعیین شد. تجزیه واریانس صفات مورد مطالعه ژنوتیپ های نخود به صورت فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در سه تکرار با دو سطح برای فاکتور A (شرایط بدون بیماری و شرایط آلودگی به بیماری) و 18 سطح (ژنوتیپ) برای فاکتور B (با توجه به اینکه دو ژنوتیپ 13 و 15 به دلیل حساسیت زیاد به بیماری در مرحله اول رشد از بین رفته بود، نمونه برداری از 18 ژنوتیپ صورت گرفت) انجام شد. نتایج نشان داد که در مرحله غلاف دهی ژنوتیپ های مقاوم و حساس با دقت و اطمینان بیشتری از یکدیگر متمایز می شوند. در این مرحله، نه ژنوتیپ با درجه بیماری کمتر از 5 در مقابل بیمارگر برق زدگی مقاومت بالایی نشان دادند. صفات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی احتمالی درگیر در مقاومت، شامل میزان کلروفیل، پرولین، پروتئین، قند محلول، کاتالاز، پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز اندازه گیری شد. تجزیه واریانس صفات مورد مطالعه نشان داد که ژنوتیپ های نخود از نظر صفات کلروفیل a و کلروفیل کل اختلاف معنی داری با یکدیگر دارند. صفات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی مانند میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و پراکسیداز، پروتئین، پرولین و قند محلول تحت تاثیر تنش بیماری قرار گرفت، اما اثر متقابل تنش و ژنوتیپ فقط برای سطح کاتالاز معنی دار شد. میزان پراکسیداز و پلی فنل اکسیداز نیز تحت تاتیر تنش بیماری قرار گرفته و میزان آن افزایش یافت.

    کلیدواژگان: برق زدگی، تنش زیستی، شدت بیماری، صفات بیوشیمیایی، مقاومت
  • کیوان حسن پور، علی اعلمی*، رامین حسینی، شهرام نعیمی صفحات 47-59
    آژیلوپس تایوشی یکی از اجداد گندم نان و منبع مهمی برای ژن های مقاومت در برابر تنش های زیستی و غیر زیستی است. تحقیق حاضر برای تعیین اثر تنش خشکی بر برخی صفات مورفولوژیکی در 23 ژنوتیپ آژیلوپس تایوشی تحت شرایط عادی و خشکی انجام شد. خشکی باعث افزایش طول ریشه ، تعداد برگ و پنجه ، غلظت کلروفیل ، وزن تر ساقه و ریشه ، وزن خشک ساقه و ریشه در مرحله گیاهچه و وزن خشک ساقه و ریشه ، طول برگ پرچم ، پدانکل و سنبل و تعداد سنبل در مرحله بلوغ شده بود. همچنین، تنش خشکی باعث کاهش RWC و طول شاخه در مرحله گیاهچه شده بود. در مرحله گیاهچه، بیشترین طول ریشه ، تعداد برگ ، وزن خشک ریشه و ساقه ، درصد برگ های زرد و لوله ای به ترتیب 67/44 سانتیمتر، 24، 35/3، 40/0 گرم در بوته، 50 و 79/80 درصد در ژنوتیپ های 65، 82، 2286، 2286 و 58 در شرایط خشکی مشاهده شد. در مرحله بلوغ بیشترین میزان وزن خشک ساقه و ریشه با مقدار 58/26 و 77/41 گرم در بوته در ژنوتیپ های 55 و 2122 در شرایط خشکی بدست آمد و بیشترین مقدار طول برگ پرچم ، پدانکل ، طول سنبل و تعداد سنبل به ترتیب با مقدار 30/12، 65/15، 08/9 و 30 سانتیمتر در ژنوتیپ های 2123 ، 2225 ، 2115 و 621 در شاهد مشاهده شد. بر اساس آنالیز کلاستر به روش وارد، ژنوتیپ های آژیلوپس تایوشی در چهار کلاستر مختلف قرار گرفتند. نتایج نشان داد ژنوتیپ های 625، 1772 و 2225 از تحمل بالاتری برای تنش خشکی برخوردار بودند و بنابراین می توانند در برنامه های بهنژادی گندم استفاده شوند.
    کلیدواژگان: آژیلوپس تائوشی، تنش خشکی، مرحله بلوغ، صفات مورفولوژیکی، مرحله گیاهچه
  • محسن ایمان زاده، محمدمهدی سوهانی*، علی اعلمی، رضا شیرزادیان خرم آباد صفحات 60-71

    تراریزش به واسطه Agrobacterium یکی از راه های طبیعی و ایده آل ورود ژن به ژنوم گیاه است. اما، عمدتا نیاز به استفاده از تکنیک کشت بافت است که در آن تمایز سلولها و باززایی گیاه اتفاق می افتدکه همراه با جهش های سوماتیکی و عمدتا نامطلوب همراه است. در این پژوهش ارقام گندم، به روش in planta و مستقل از کشت بافت تراریزش شدند. آزمایش با دو سویه ی Agrobacterium به نام های EHA105 و LBA4404 حاوی ناقل pCAMBIAl105.1R، سطوح مختلف استوسرینگون (0، 50 ، 100 و 200 (µM ، دو سطح گلوکز به عنوان منبع کربن ، سه رقم گندم (آذر2، الوند و سرداری) در دو تکرار به صورت طرح کاملا تصادفی فاکتوریل انجام شد. بر این اساس، جنین بالغ در مرحله مشخص با Agrobacterium مایه زنی شد. کارایی تراریزش با آزمون مقاومت بافت های برگی به آنتی بیوتیک هایگرومایسین، آزمون هیستوشیمیایی GUS و آزمون PCR با استفاده از سه تراژن ناحیه T-DNA بررسی شد. بالاترین کارایی تراریزش در هر دو سویه Agrobacterium در سطح µM 200 استوسرینگون و 15% گلوکز در داخل محیط القایی به دست آمد. با بررسی بیان ژن های vir با استفاده از تکنیکqRT-PCR نیز افزایش بیان ژن های virB2 و virD2 در سطح µM 200 استوسرینگون و 15% گلوکز را در مقایسه با شاهد بدون القاگرهای فوق را تایید کرد. به منظور آنالیز نسل T1، گیاهان احتمالا تراریخت در حضور آنتی بیوتیک هایگرومایسین جوانه دار شده و برای تایید تراریزش نسل T1از همان آزمون های نسل T0 استفاده شد و کارایی در این نسل تعیین شد. نتایج اخیر نشان داد که روش فوق نسبتا ارزان، سریع و کارا در انتقال تراژن به ژنوم گیاهان گندم و سایر غلات است.

    کلیدواژگان: استوسیرینگون، گلوکز، آزمون هیستوشیمیایی گاس، مقاومت به هایگرومایسین، ریل تایم PCR
  • پیمان علیقلی زاده مقدم، غلامعلی رنجبر*، حسین شهبازی، حمید نجفی زرین صفحات 72-82

    برای ارزیابی اثرات بیان ژن های TaMOR و TaNAC69-1 و TaExpb23 بر روی ساختار ریشه و تحمل به خشکی گندم، 10 رقم گندم نان در یک آزمون جوانه زنی، یک آزمایش گلدانی و یک آزمون مزرعه ای در دانشگاه آزاد واحد اردبیل در سال 1397 مورد بررسی قرار گرفتند. در آزمون جوانه زنی، بذور تحت فشار اسمزی 0، 3- و 6- بار قرار داده شدند. در آزمایش گلدانی، ژنوتیپ ها تحت رژیم های آبیاری 100، 75 و 50 درصد ظرفیت مزرعه قرار داده شدند و در آزمون مزرعه ای، ژنوتیپ ها تحت تیمار آبیاری کافی و دیمکاری قرار داده شدند. بر اساس نتایج، مشخص شد که تمام صفات بجز تعداد ریشه چه به طور معنی داری تحت تاثیر تنش آبی قرار گرفتند. تفاوت های ژنوتیپی معنی دار در تمام صفات حاکی از وجود تنوع ژنتیکی در بین ژنوتیپ ها می باشد. ضرایب همبستگی نشان دادند که بیان ژن TaMOR دارای همبستگی مثبت با عملکرد بوته تحت تنش 75 درصد ظرفیت مزرعه بود (*r=0.733). بیان ژن TaNAC69-1 با عملکرد بوته و با بیوماس بوته تحت تیمار 50 درصد ظرفیت مزرعه همبستگی مثبت داشت (*r=0.634 و*r=0.711). همچنین بیان ژن TaNAC69-1 تحت تیمار 50 درصد ظرفیت مزرعه با تعداد ریشه همبستگی مثبت داشت (*r=0.622). بیان ژن TaNAC69-1 با زاویه ریشه چه نیز دارای همبستگی مثبت بود (*r=0.648). ژن TaExpb23 تحت تیمار 75 درصد ظرفیت مزرعه با عملکرد بوته و بیوماس همبستگی مثبت نشان داد(*r=0.663 و *r=0.723). بنابراین، بیان ژن های TaMOR و TaNAC69-1 و TaExpb23 تحت تیمارهای تنش خشکی متفاوت با صفات مختلف همبستگی نشان می دهند و اثرات آنها هم در سطوح مختلف تنش بر روی صفات مختلف متفاوت می باشد.

    کلیدواژگان: بیان ژن، ساختار سیستم ریشه، تحمل خشکی، کمبود آب
  • محمدتقی فیض بخش، کمال پیغام زاده *، عظیم خزایی صفحات 83-93

    سورگوم یکی از مهمترین گیاهانی است که برای تغذیه انسان و تولید زیست انرژی کشت می‌شود. در برنامه اصلاحی سورگوم برای انتخاب ژنوتیپ‌های مناسب درک کارایی ژنوتیپ‌ها با استفاده از روش‌های چند متغیره مانند بای‌پلات ژنوتیپ×صفات (GT) و ژنوتیپ در عملکرد×صفات (GYT) ضروری است. برای این منظور، رابطه متقابل صفات در 18 ژنوتیپ سورگوم در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار در سال 96-1395 مورد بررسی قرار گرفت. داده‌های صفات مختلف بر اساس موازین تجزیه واریانس، همبستگی پیرسون و تجزیه بای‌پلات GT و GYT با استفاده از نرم افزار SAS و GGE Biplot مورد بررسی قرار گرفتند. تجزیه واریانس نشان داد که صفات مورد بررسی در اثر متقابل ژنوتیپ‌ها×سال اختلاف آماری معنی‌داری داشتند (P>0.01). ارزیابی صفات و همبستگی صفات با استفاده از GT و GYT نشان داد که اختلاف معنی‌داری (P>0.001) میان صفات و ترکیب عملکرد×صفات وجود دارد که با همبستگی عددی پیرسون مطابقت داشت. بای‌پلات GT نشان داد که برترین ژنوتیپ‌ها شامل G4>G15>G6>G17>G18>G16>G13>G3 می‌باشد و بای‌پلات GYT نشان داد که ژنوتیپ‌های برتر شامل G4> G6> G17> G3> G15> G10> G2> G7>G11 می‌باشد. هر دو روش GT و GYT نشان دادند که FGCS104 (G4) مناسب‌ترین ژنوتیپ می‌باشد به‌طوری که با داشتن بیشترین مقادیر صفات ارتفاع بوته، طول پدانکل، عرض پداتنکل، عملکرد دانه و عملکرد بیولوژیک به عنوان یک ژنوتیپ ایده‌‌آل برای کاشت سورگوم تعیین شد. این بررسی ژنوتیپ‌ها نشان داد که تنوع ژنتیکی بالایی در میان ژنوتیپ‌ها برای صفات مورد بررسی وجود دارد، به‌طوریکه روش‌های GT و GYT بطور همزمان قادرند اصلاح‌گر را در انتخاب ژنوتیپ‌های برتر یاری رساند و از این طریق حجم مواد ژنتیکی در برنامه‌های اصلاحی را کاهش دهد.

    کلیدواژگان: ژنوتیپ های سورگوم، عملکرد دانه، بای پلات ژنوتیپ×صفت، بای پلات ژنوتیپ در عملکرد×صفات، برنامه اصلاحی
  • مریم بروجردنیا *، محمدرضا بی همتا، خلیل عالمی سعید، وحید عبدوسی صفحات 94-106

    این مطالعه به منظور بررسی اثر تنش خشکی در طی مرحله گلدهی بر روی محتوی کربوهیدرات محلول در آب و بیان ژن‌های مربوط به متابولیسم کربوهیدرات‌ها (FBPA، FBPase، PGM، PRK، RBCL، RBCS، SBPase، TK، TPI و GAPDH) در برگ‌های لوبیا انجام شد. این آزمایش بصورت فاکتوریل بر پایه بلوک‌های کامل تصادفی در ‌4 تکرار انجام شد. فاکتورها شامل ارقام مختلف لوبیا، Taylor و COS16 (ارقام مقاوم)، خمین و اختر (ارقام حساس)، تنش خشکی شامل آبیاری نرمال (100% ظرفیت زراعی)، تنش متوسط (60% ظرفیت زراعی) و تنش شدید (30% ظرفیت زراعی) و مدت زمان تنش (3 و 9 روز). بیان ژن‌های FBPA، FBPase، PGM، PRK، RBCL، RBCS، SBPase، TK، TPI و GAPDH با استفاده از qRT-PCR مورد ارزیابی قرار گرفت. بین ارقام و سطوح تنش خشکی در میزان کربوهیدرات‌ها و بیان ژن‌ها اختلاف معنی‌داری مشاهده گردید. تنش خشکی باعث کاهش ساکارز و افزایش کربوهیدرات‌های محلول کل، فروکتوز و گلوکز شد. میزان بیان ژن‌ها اغلب ژن‌های کدکننده آنزیم‌های کلروپلاستی مربوط به تثبیت کربن (سیکل کلوین) تحت تنش خشکی در برگ‌ها کاهش یافت. تحت تنش خشکی میزان رونوشت‌برداری از اغلب ژن‌ها در ارقام مقاوم بیشتر از حساس بود. همبستگی منفی معنی‌داری بین بیان نسبی ژن‌های سیکل کلوین و کربوهیدرات‌های محلول آب، محتوای فروکتوز و گلوکز وجود داشت. در شرایط تنش آبی، ارقام مقاوم (Taylorو COS16) کربوهیدرات‌های محلول بیشتری انباشته کردند و ارقام خمین و اختر (ارقام حساس)، کربوهیدرات محلول کمتری در هر دو شرایط تنش داشتند. بنابراین متابولیسم کربوهیدرات‌ها عموما تحت تاثیر تنش آبی خاک قرار می‌‌گیرد.

    کلیدواژگان: لوبیا، تنش خشکی، بیان ژن، متابولیسم کربوهیدرات ها، سیکل کلوین
  • فاطمه امینی* صفحات 107-114

    گلرنگ (Carthamus tinctorius L.)، یکی از گیاهان مهم دانه های روغنی است که به صورت تجاری در ایران کشت می شود.    تولید ارقام با عملکرد دانه و روغن بالا، مهم ترین هدف کشت گلرنگ است. بررسی عملکرد ژن ها در بهبود صفات مورفولوژیکی به ویژه در شرایط تنش خشکی، بسیار حایز اهمیت است. بدین منظور، آزمایشی در سال 94-1392 در مزرعه تحقیقاتی در اصفهان با استفاده از تولید نسل های حاصل از تلاقی بین دو لاین خالص (KIR1015× Ac-Sunset) در شرایط تنش خشکی و بدون تنش بر اساس بلوک های کاملا تصادفی با سه بار تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که برای زیست توده گیاهی در هر دو شرایط تنش و شاهد و برای عملکرد دانه، تعداد طبق در بوته در شرایط شاهد مدل دو پارامتری m و [a] بهترین برازش را داشتند. مدل سه پارامتری m، [a] و [d] بهترین برازش را برای صفات تعداد طبق در بوته و تعداد شاخه در شرایط تنش و برای وزن 100 دانه در شرایط شاهد داشت. مقدار واریانس غالبیت برای صفات عملکرد دانه، وزن 100 دانه و تعداد شاخه در شرایط تنش و ارتفاع بوته، عملکرد دانه بوته، وزن 100 دانه و تعداد شاخه در شرایط شاهد، بیشتر از واریانس افزایشی بود. وراثت پذیری عمومی و خصوصی محتوای روغن در شرایط شاهد و تنش خشکی به ترتیب 82/59 و 47/89 بود. نتایج این مطالعه نشان داد؛ صفات مرتبط با عملکرد مانند عملکرد دانه در گیاه، تعداد طبق در بوته و محتوای روغن با اثرات افزایشی کنترل می شود که زمینه را برای به نژادی بر مبنای روش های مبتنی بر انتخاب برای بهبود تحمل به خشکی در گلرنگ نشان می دهد.

    کلیدواژگان: تجزیه میانگین نسل ها، تنش خشکی، محتوای روغن، وراثت پذیری خصوصی، وراثت پذیری عمومی
  • زهرا مرادی خیبری، رضا عزیزی نژاد*، علی مهراس مهرابی، محمود خسروشاهلی، علیرضا اطمینان صفحات 115-125

    برنامه های اصلاحی مبتنی بر انتخاب و حفاظت از ژرم پلاسم، نیازمند مطالعه تنوع ژنتیکی هستند. در این تحقیق، تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت مجموعه ای متشکل از 90 ژنوتیپ گندم دوروم دیم بر اساس چندشکلی های بدست آمده از سیستم نشانگر هدفمند کدون آغاز (SCoT) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از بین 26 آغازگر اولیه آزمایش شده، 15 آغازگر چندشکلی مقیاس پذیر ایجاد کردند و بنابراین انتخاب شدند. به طور متوسط در هر واکنش، ​​11.27 نوار چندشکل برای هر آغازگر مشاهده شد. محتوای اطلاعات چندشکلی از 0.10 تا 0.32 در هر مکان با میانگین 0.23 در هر آغازگر متغیر بود. قدرت تفکیک آغازگرها از 0.98 تا 5.80 ثبت شد. تجزیه و تحلیل ساختار، جمعیت مورد مطالعه را به 3 زیرجمعیت طبقه بندی کرد. علاوه بر این، تجزیه خوشه ای و تجزیه مختصات اصلی، ژنوتیپ ها را به 3 و 5 خوشه مجزا تقسیم کردند. تجزیه و تحلیل واریانس مولکولی، تنوع درون جمعیتی بالایی را نشان داد. شاخص جریان ژنی احتمال نسبتا کمی از جریان ژنی بین زیر مجموعه های مورد مطالعه را نشان داد. تنوع ژنی  Nei، شاخص اطلاعات شانون و توزیع آللها نشان داد که افراد زیرجمعیت-2 از تنوع ژنتیکی بالایی برخوردار بودند. پرایمرهای SCoT مورد مطالعه، قدرت تفکیک قابل قبولی نشان دادند؛ بنابراین برای ارزیابی تنوع ژنتیکی در گندم دوروم، کارآمد بودند. علاوه بر این، افراد زیرجمعیت-2، دارای سطح قابل توجهی از تنوع ژنتیکی بودند که می توان از آن برای اهداف اصلاحی مختلف استفاده کرد.

    کلیدواژگان: جریان ژنی، تمایز بین جمعیتی، الگوریتم ادغام همسایه ها، تحلیل مختصات اصلی
  • رسول آذرمی، سید کریم تهامی، رضا فرجامی نژاد*، یونس پوربیرامی هیر صفحات 126-133

    استراتژی بذرهای مصنوعی، روشی موثر برای حفاظت، تبادل ژرم پلاسم و توزیع Rosmarinus officinalis است. Rofficinalis، یکی از گیاهان تیره Laminaceae است که منشا آن منطقه مدیترانه می باشد. بر اساس اطلاعات ما، گزارشی مبنی بر تولید بذر مصنوعی از جنین های سوماتیکی بدست آمده از ساقه R. officinalis وجود ندارد. در این مطالعه، یک فناوری استاندارد تولید بذر مصنوعی از ریزنمونه های ساقه R. officinalis و جوانه زنی آن مورد بررسی قرار گرفت. نوک ساقه R. officinalis روی محیط کشت MS حاوی غلظت های مختلف NAA و 2, 4-D کشت شدند. بهترین شرایط القای کالوس (66/41 درصد) در محیط کشت MS غنی شده با 1 میلی گرم در لیتر 2,4-D بدست آمد. کالوس های جنین زا به محیط کشت MS با نصف غلظت حاوی غلظت های مختلف BAP و 2, 4-D منتقل شدند و جنین های سوماتیکی، بعد از 45 روز بدست آمدند. بیشترین درصد جنین زایی سوماتیکی در محیط کشت MS حاوی 1 میلی گرم در لیتر 2.4-D و 5/0 میلی گرم در لیتر BAP بدست آمد. جنین های سوماتیکی در مرحله اژدری شکل با آلژینات سدیم پوشش داده شده و بذرهای مصنوعی بدست آمد. بیشترین توانایی رشد بذرهای مصنوعی (55/80 درصد) در محیط کشت MS حاوی 5/1 میلی گرم در لیتر کینتین به همراه 5/0 میلی گرم در لیتر BAP بدست آمد. علاوه بر این، درصد جوانه زنی بذرهای مصنوعی با افزایش طول دوره ذخیره سازی و دما کاهش یافت. با این حال، بیشترین کاهش جوانه زنی بذر مصنوعی در دمای 2±20 درجه سانتیگراد مشاهده شد. بیشترین جوانه زنی بذر مصنوعی (85 درصد) 30 روز پس از قرارگیری در دمای 1±4 درجه سانتی گراد بدست آمد.

    کلیدواژگان: آلژینات سدیم، القاء کالوس، بذور مصنوعی، جنین زایی سوماتیکی، Rosmarinus officinalis
  • حمید حاتمی ملکی*، بهروز واعظی، رحمت الله محمدی، اصغر مهربان، علی احمدی، زینب سبزی، ناصر صباغ نیا صفحات 134-143

    تجزیه و تحلیل برهم کنش ژنوتیپ×محیط (GE) در گیاه جو (.Hordeum vulgare L) می تواند به تشخیص عملکرد بهتر ژنوتیپ در محیط های متنوع و سخت کمک کند. 16 لاین اصلاحی پیشرفته و دو رقم در پنج منطقه در شهرستان های گچساران، گنبد، ایلام، لرستان و مغان طی سه سال 1396 تا 1398 مورد آزمایش قرار گرفتند. تجزیه پایداری با استفاده از 19 روش رگرسیونی و تجزیه واریانس به همراه 26 روش تک متغیره مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که محیط، ژنوتیپ و ژنوتیپ در محیط به ترتیب 92، 2 و 8 درصد از تغییرات کل را تشکیل می دهند، کنترل ژنتیکی قوی وجود ندارد. با توجه به پارامترهای مبتنی بر مجموع مربعات GE، ژنوتیپ های G13، G12 و G15 پایدارتر بودند. ضریب شیب خط و واریانس باقیمانده رگرسیون خطی معمول و تعدیل شده، ژنوتیپ های G1، G2، G12 و G18 را به عنوان پایدارترین و پاسخگوترین ژنوتیپ ها نشان دادند. ارزش انتخابی ژنوتیپ (SVG)، ژنوتیپ های G6، G10 و G11 را به عنوان پایدارترین ژنوتیپ ها و معیار برتری (SM) ژنوتیپ های G2، G5 و G13 را به عنوان پایدارترین ژنوتیپ ها شناسایی کردند. با توجه به پارامتر H، ژنوتیپ های G2، G13 و G18 به عنوان پایدارترین ژنوتیپ ها  انتخاب شدند و معیار CV و رگرسیون دینامیکی ژنوتیپ های G3 و G15 را به عنوان پایدارترین ژنوتیپ ها معرفی نمودند. در نهایت، آماره های H، RS و SM را می توان برای تجزیه و تحلیل پایداری در برنامه های اصلاحی آینده به منظور انتخاب هم زمان عملکرد مطلوب و پایدار توصیه کرد.

    کلیدواژگان: آزمایشات ناحیه ای عملکرد، مدل های رگرسیونی، ژنوتیپ پایدار، آماره های تک متغیره
|
  • Peyman Sharifi *, Abdolrahman Erfani, Abouzar Abbasian, Ali Mohaddesi Pages 1-11
    Ten rice genotypes were evaluated in a randomized complete block design with four replications in three regions of Iran during three cropping seasons. Likelihood ratio test (LRT) was shown the significant effects of genotype and genotype by environment interaction (GEI). Scree plot indicated the first three components explained 81.24% of GEI variation. Mosaic plot partitioned total sum of squares (TSS) and indicated genotype and GEI effects illustrated 52.72% and 47.28% of TSS, respectively. Heatmap plot also exhibited variations in the grain yield of genotypes across environments. The best linear unbiased predictors (BLUPs) of grain yield showed that G2, G5, G4, G10 and G6 had a higher prediction than the overall grain yield. The nominal yield plot indicated G4, G5, G6 and G10 had a small contribution in GEI and were more stable genotypes. In the fourth quarter of grain yield vs the weighted average of absolute scores (WAASB) biplot, G2, G5 and G10 were highly productive and stable. Based on a weight of 50:50 for grain yield and stability, G5, G6, G2, and G3 had the highest WAASBY values and were determined as stable genotypes. In WAASB/GY ratio plot, it is observed that G5, G6, G2, and G3 had the highest WAASBY values and were deyermined as stable genotypes. Factor analysis based on WAASBY values of all of the traits identified three factors with a cumulative variance of 79.35. Based on the multi-trait stability index (MTSI), G6 and G3 were selected. In conclusion, G5 was superior to all genotypes and can be used to determine the best cropping manangement in agronomic research experiments and for the introduction of new cultivars.
    Keywords: AMMI, BLUP, Factor analysis, Heatmap, Mosaic plot
  • Maryam Danesh Gilevaei * Pages 12-22
    Mapping QTLs with molecular markers can be very useful for plant breeders in agricultural genomics. The identification and introgression of QTLs for grain yield and drought tolerance indicesis an efficient approach to improve the drought tolerance of rice varieties. In this study, QTLs controlling some traits associated with grain yield and drought tolerance indiceswere identified using 150 F8 lines derived from a cross between Sepidroud and Gharib, under non-stress and stress conditions. The genetic linkage map containing 12 ISSR polymorphic markers, 103 SSR, 1 IRAP marker, 11 REMAP markers and 16 combinations of ISSR markers covered 1005.2 cM of the rice genome and a mean distance between adjacent markers was 4.43 cM. In this experiment, two QTLs with main effects were mapped for SSI and YSI indices, three QTLs with main effects for grain yield under non-stress and stress conditions, TOL, STI, GMP, and YI, four QTLs with main effects for MP and HM. One epistatic QTL was mapped for grain yield under non-stress condition and STI index. The phenotypic variation explained by each main effect QTLs and epistatic QTLs ranged from 3.99 to 25.41% and 6.51 to 18.81%, respectively. Fifteen main effect QTLs, including, qGY9, qGY12a, qTOL4,qTOL5, qSSI5, qSSI6, qSTI9, qSTII2, qMP9, qGMP9, qGMP12, qHM12a, qYSI5, qYSI6, and qYI12a as the major QTLs controlling these traits can be considered in rice breeding programs for improving grain yield and drought tolerance after validation. The markers UBC816-2, (Tos2+UBC827)-4, (UBC826+HB12)-6, RM215 and RM5371 located near major QTLs could be used in MAS programs.
    Keywords: Composite interval mapping, Drought resistance, Molecular markers
  • Sedigheh Fabriki-Ourang *, Jafar Ahmadi, Hamid Karimi Pages 23-34

    This research aimed to estimate the nucleotide polymorphism and point mutation/substitutions for ITS2 region in 12 different Triticum and Aegilops species, and to demonstrate their phylogenetic relationships. The aligned ITS2 dataset showed a total of 67 SNPs and transitions (75%) predominant over transversions (25%). The C/T transitions were observed at highest level in the studied species. The highest nucleotide substitutions occurred in ITS2 sequences of T. aestivum, T. turgidum, and A. speltoides that showed similar substitutions on the base sites 76, 193, 215, 230 and 241 (TCCAG changed to ATTTA). T. boeticum and T. urartu showed similar substitutions on the base sites 85, 201, 231, 234 and 252 (GTGCC changed to AGATA). Remarkably, the nucleotide of base site 146 was C in all Triticum species, but T in all Aegilops species. The substitution rate in A. neglecta, and A. umbellulata was zero, it was concluded that their ITS2 is conserved. The secondary structures of ITS2 in the studied species was similar to that of the other flowering plants with four helices and the variation in helices length. The helix III had the longest length compared to the other helices. The length ranges of helices I, II, IV varied from 9 (T. turgidum, and T. urartu) to 10, 11 (A. cylindrica) 13 and 6 (A. speltoides) and 10 (T. boeticum) paired bases, respectively. Using pairwise ITS2 nucleotide comparisons, the closeness of A. caudata with A. cylindrica, T. boeticum with T. urartu, A. neglecta with A. umbellulata was observed. Phylogeny trees classified 12 species into four main clades. The highest point mutations occurred in ITS2 sequences related to the species grouped in the first clade.

    Keywords: Aegilops, ITS, Point mutation, Phylogeny, Wheat
  • Samira Hasanian, Omid Sofalian *, Nasser Zare, Alireza Tarinejad, Mahdi Davari Pages 35-46

    Germplasm evaluation of crop plants as a repository of useful genes to cope with biological and abiotic stresses has always been the focus of plant breeders. The fungus causing Ascochyta blight is one of the most important biological factors limiting chickpea cultivation and production in most parts of the world, including Iran.The present study was conducted to identify the genetic sources of resistance of 20 chickpea genotypes in seedling, flowering, and podding stages in greenhouse conditions. Damages caused by the disease was recorded using a 9-degree scale after observing complete death in the sensitive control genotypes. Analysis of variance of the studied traits of chickpea genotypes was conducted via factorial experiment in a completely randomized design at two levels for factor A (disease-free and disease-contaminated conditions) and 18 levels (genotypes) for factor B (genotypes 13 and 15 were lost due to high susceptibility to the disease in the first stage of growth, samples were taken from 18 genotypes).The results showed that the resistant and susceptible genotypes were more accurately distinguished from each other in the podding stage. At this stage, 9 genotypes with a degree of damage 1, 2, and 3 (less than five) showed high resistance to the causative agent of Ascochyta blight. Physiological and biochemical traits involved in disease resistance were measured. The results showed that all traits except chlorophyll a, chlorophyll b and polyphenol oxidase had significant differences at 1% probability level in terms of disease stress. Chlorophyll a, chlorophyll b contents and polyphenol oxidase activity were significantly different at 5% probability level. In interaction of disease×genotype, only catalase was significantly different among all studied traits. The amount of peroxidase and polyphenol oxidase were affected by the disease and their rates increased. A positive relationship was observed between the level of polyphenol oxidase enzyme and pathogen resistance. Generally speaking, crops’ reactions to harsh environmental conditions seems impossible to predict without the analysis of the relevant mechanisms.

    Keywords: Ascochyta blight, Biochemical trait, Chickpea (Cicer Arietinum), Disease damage, Resistance
  • Keyvan Hasanpour, Ali Aalami *, Ramin Hosseini, Shahram Naeimi Pages 47-59
    Aegilops tauschii is one of the ancestors of bread wheat and is the main source of genes for resistance to biotic and abiotic stresses. The present research was performed as a factorial experiment based on a completely randomized design to determine the effect of drought stress on some morphological traits in 23 A. tauschii genotypes. Some important morphological and physiological traits were evaluated in the greenhouse conditions. The results showed that root length, the number of leaves and tillers, chlorophyll content, shoot and root fresh weight, shoot and root dry weight, percentage of yellow and rolled leaves at seedling stage and shoot and root dry weight, flag leaf, peduncle and spike length and the number of spikes at maturity stage increased in drought stress. Instead, RWC and shoot length were reduced at the seedling stage in the drought stress condition. In the seedling stage, the highest values obtained for root length, number of leaves, root fresh and dry weight, percentage of yellow and rolled leaves were 44.67 cm, 24.00, 3.35 g/plant, 0.40 g/plant, 50% and 80.79% under drought condition, respectively. In the maturity stage, the highest values obtained for shoot and root dry weights were 26.58 and 41.77 g/plant obtained in genotypes KC-55 and KC-2122 under drought condition. The highest values for flag leaf length, peduncle length, spike length and the number of spike were 12.30 cm, 15.65 cm, 9.08 cm and 30 observed in genotypes KC-2123, KC-2225, KC-2115 and KC-621 at control, respectively. Based on the ward’s cluster analysis, A. tauschii genotypes were divided into four different groups. The results of this study showed genotypes KC-621, KC-1772 and KC-2225 were tolerant to drought stress and therefore, they are recommended for use in wheat breeding programs.
    Keywords: Aegilops tauschii, Maturity stage, Morphological traits, RWC, Seedling stage
  • Mohsen Imanzadeh, Mohammad Sohani *, Ali Alami, Reza Shirzadian Khoramabad Pages 60-71

    Agrobacterium tumefaciens-based plant transformation is a natural and ideal way of introducing genes into plant genomes. The system is based primarily on tissue culture techniques, including cell differentiation and plant regeneration, which might produce somatic cell mutations. In the present research, wheat plants were transformed by a non-tissue culture approach. Accordingly, mature embryos were inoculated with A. tumefaciens at an early stage of germination. A variety of different treatments, such as Agrobacterium strains (EHA105 and LBA4404 harboring pCAMBIAl105.1R), levels of glucose, concentrations of acetosyringone (0, 50, 100 and 200 µM), and types of wheat cultivars (Azar2, Alvand, and Sardari) were studied. The transformation efficiency was determined by using the number of resistant leaves to hygromycin, histochemical GUS analysis of leaf tissues, as well as PCR analysis of three transgenes located within the T-DNA region. The results showed that the maximum efficiency was obtained when 200 µM acetosyringone was used in combination with 15% glucose in the induction medium. In addition, the relative expression analysis of virulence genes by qRT-PCR revealed that VirB2 and VirD2 were significantly up-regulated when 200 µM acetosyringone and 15% glucose were used as inducers and carbon source, respectively. Therefore, Vir genes inducing factors as well as a three-step culture of Agrobacterium should be considered as major elements for any wheat transformation protocol. The putative transgenic T1 seeds were soaked and germinated in hygromycin solution, and the seedlings were further analyzed with the aforementioned methods. Based on the results, a modified Agrobacterium-mediated transformation protocol is presented. The current results suggest an inexpensive, quick and efficient approach for wheat genome transformation.

    Keywords: Acetosyringone, glucose, Histochemical GUS assay, Hygromycin resistance, Real-Time PCR
  • Payman Aligholizadeh Moghaddam, GholamAli Ranjbar *, Hossein Shahbazi, Hamid Najafi Zarrini Pages 72-82

    For evaluating the effects of TaMOR, TaNAC69-1 and TaExpb23 expression on root system architecture and drought tolerance of wheat, 10 bread wheat varieties were compared through germination test, pot experiment and field trial. In germination test, genotypes were evaluated under 0, -3 and -6 bar osmotic potentials. In the pot experiment genotypes were compared at 50%, 75% and 100% field capacity (FC) irrigation regime. In the field trial, genotypes were grown under well-watered and rain fed conditions. Based on the results of this experiment, it was concluded that water deficit had a significant effect on all traits except for seminal root numbers. Significant genotypic differences were observed for all traits indicating the presence of genetic variability among the genotypes. Correlation coefficients showed that TaMOR gene expression had a positive correlation with plant yield under 75% FC stress (r=0.733*). TaNAC69-1 gene expression had positive correlations with plant yield and plant biomass under 50% FC (r=0.634* and r=0.711*). TaNAC69-1 gene expression also showed a positive correlation with root numbers under 50% FC condition (r=0.622*). TaNAC69-1 gene expression also showed a positive correlation with seminal root angle (r=0.648*) under severe stress. TaExpb23 expression showed positive correlation with plant yield and biomass under 75% FC (r=0.663* and r=0.723*). Based on the results of this experiment, it was concluded that under different stress levels, TaMOR, TaNAC69-1 and TaExpb23 gene expressions had significant correlations with traits. Due to significant G×E interactions, it was also concluded that the effect of expression of TaMOR, TaNAC69-1 and TaExpb23 genes on traits is different under distinct stress levels.

    Keywords: Gene expression, Root system architecture, Drought Tolerance, Water deficit
  • Mohamad Taghi Feyzbakhsh, Kamal Payghamzadeh *, Azim Khazaei Pages 83-93

    Sorghum is one of the most important crops grown for human diet and bio-energy. An understanding of genotypes efficiency by evaluating multivariate methods like genotype by traits (GT) and genotype by yield×trait (GYT) biplot is essential to detect suitable genotypes of sorghum. Therefore, traits interrelationship of eighteen sorghum genotypes were investigated based on a randomized complete block design with three replications during 2016-2017. The data of various characters were subjected to ANOVA, Pearson correlation, the GT and the GYT biplot analysis via SAS and GGE biplot software. The analysis of variance depicted that there were significant differences among Genetype×Year interaction based on evaluated variables (P>0.01). The evaluation of traits and their association by GT and GYT biplot indicated that there were significant (P>0.001) differences among traits and yield-trait combination which was strongly approved by numerical Pearson correlation. Also, the GT biplot indicated that the best-ranked genotypes included G4>G15>G6>G17>G18>G16>G13>G3 and the GYT biplot superiority-ranked genotypes compris-ed of G4>G6>G17>G3>G15>G10>G2>G7>G11. Both the GT and GYT biplot confirmed that FGCSI04 (G4) was the most suitable and ideal genotype strongly suitable to sorghum production according to prominent performances on plant height, panicle length, panicle width, grain yield and biological yield. This genotype evaluation showed that there were existed a high genetic diversity among genotypes for the studied variables in which GT and GYT approach simultaneously can help breeders to select prominent genotypes and reduce genetic load in the breeding programs.

    Keywords: Breeding program, Genotype by traits biplot, Genotype by yield trait biplot, Grain yield, Sorghum genotypes
  • Maryam Boroujerdnia*, Mohammad Reza Bihamta, Khalil Alami Said, Vahid Abdossi Pages 94-106

    This study was carried out to investigate the influence of drought stress during the flowering stage, on the content of water soluble carbohydrates and the expression of genes related to carbohydrate metabolic enzymes (FBPA, FBPase, PGM, PRK, RBCL, RBCS, SBPase, TK, TPI, and GAPDH) in bean (Phaseolus vulgaris L.) leaves. A factorial experiment was conducted based on a randomized complete block design with four replications. Factors included different bean cultivars, Taylor and COS16 (as tolerant cultivars), Khomein and Akhtar (as sensitive cultivars), drought stress included normal irrigation (100% FC) (available water), moderate stress conditions (60% FC), and high stress conditions (30% FC) and stress duration. Significant differences were observed among cultivars and levels of drought stress in carbohydrates content and gene expression. Drought stress caused a decrease in sucrose and an increase in water soluble carbohydrate concentration, glucose, and fructose. These analyses revealed that expression levels of most genes encoding chloroplast enzymes involved in carbon fixation (Calvin cycle) were reduced in the leaves during prolonged drought stress. The expression levels of most genes were higher in tolerant cultivars compared to susceptible ones under drought conditions. Calvin cycle related genes expression showed significant negative correlations with water soluble carbohydrates concentration, glucose, and fructose. In deficient water condition, tolerant cultivars (Taylor and COS16) accumulated more soluble sugars, and Khomein and Akhtar as susceptible cultivars had the lowest soluble sugar in both conditions. The soluble sugar content of different bean cultivars was typically increased, showing that sugar metabolism was influenced greatly by soil water stress.

    Keywords: Bean, Calvin cycle, Carbohydratemetabolism, Drought stress, Gene expression
  • Fatemeh Amini * Pages 107-114

    Safflower (Carthamus tinctorius L.) is one of the important oilseed crops grown commercially in Iran. The production of cultivars with high seed yield and oil content is the most important purpose of safflower breeding. Study of genes action to improve morphological traits especially under drought stress condition is very important. For this purpose, an experiment was conducted in 2013-2015 in the researching farm in Isfahan, Iran using the generations of the crosses between two pure lines (KIR1015×Ac-Sunset) under drought stress and non-stress conditions based on randomized complete block design with three replications. The results of generation mean analysis showed that for plant biomass in both stress and control conditions and for plant seed yield, number of head per plant in control condition m and [a] were the best fitted. For number of head per plant and number of branches in stress condition and for 100 seed weight in control condition, m, [a] and [d] were shown to be the best fit of generation means. The dominant variance of plant seed yield, 100 seed weight and number of branch in stress condition and plant height, plant seed yield, 100 seed weight and number of branch in control condition were higher than additive variance. Broad sense and narrow sense heritabilities of oil content were 59.82 and 89.47 in control and drought stress conditions, respectively. Yield traits such as plant seed yield, number of head per plant and oil content were controlled by additive effects, which suggest scope for breeding and selection for improved drought tolerance in safflower.

    Keywords: Broad sense heritability, Drought stress, Generation mean analysis, Narrow sense heritability, Oil content
  • Zahra Moradi Kheibari, Reza Azizinezhad *, Ali Mehras Mehrabi, Mahmood Khosrowshahli, Alireza Etminan Pages 115-125

    Selection- and conservation-based breeding programs require the study of genetic diversity. In this study, a collection of durum wheat consisting of 90 rainfed genotypes was subjected to the analysis of genetic diversity and population structure based on polymorphisms obtained from the Start Codon Targeted (SCoT) marker system. Out of 26 initial primers tested, 15 primers produced scorable polymorphism and were therefore, selected for further analyses. On average, 11.27 polymorphic fragments were observed for each primer per reaction. Polymorphism Information Content (PIC) ranged from 0.10 to 0.32 per locus with an average of 0.23 per primer. Resolving power (Rp) was varied from 0.98 to 5.80. The structure analysis classified the assessed population into 3 subpopulations. Besides, the Neighbor-Joining phylogenetic tree and Principal Coordinate Analysis separated genotypes into 3 and 5 distinct clusters. The Analysis of Molecular Variance (AMOVA) revealed high intra-population diversity. The gene flow index (Nm) indicated a relatively small probability of gene flow between the studied subsets. The Nei’s gene diversity (n), Shannon’s information index (I), and allele distribution statistics revealed that the individuals of subpopulation-2 had a significant capacity for genetic diversity. In conclusion, the studied SCoT primers had a high discriminating power and therefore, were efficient for evaluating genetic diversity in the durum wheat. The results of this study revealed the existence of a significant genetic diversity between the studied genotypes. Besides, the individuals of subpopulation-2 had a notable level of genetic diversity that can be used for various breeding purposes.

    Keywords: Gene flow, Inter-population differentiation, Neighbor-Joining algorithm, Principal Coordinate Analysis
  • Rasoul Azarmi, Seyed Karim Tahami, Reza Farjaminezhad *, Younes Pourbeyrami Hir Pages 126-133

    The synthetic seeds strategy is an effective method for conservation, germplasm exchange, and distribution of Rosmarinus officinalis. R. officinalis is one of the plants of the Lamiaceae family that originates from the Mediterranean region. According to our knowledge, there is no report on the production of synthetic seeds from somatic embryos obtained from shoots of R. officinalis. In this study, a method for synthetic seed production and regeneration was investigated from shoot explants of R. officinalis. Shoots of R. officinalis were cultured on the MS medium containing various concentrations of NAA and 2,4-D. The best callus induction (41.66%) was obtained on the MS medium fortified with 1 mg/L 2,4-D. The friable embryogenic calli were transferred to a half-strength MS medium with various concentrations of BAP and 2,4-D. Somatic embryos were obtained after 45 days. The highest somatic embryogenesis was obtained on the MS medium containing 1 mg/L 2,4-D and 0.5 mg/L BAP. Somatic embryos at the torpedo stage were encapsulated in sodium alginate and synthetic seeds were obtained. The highest growth ability of synthetic seeds (80.55%) was obtained in the MS medium supplemented with 1.5 mg/L kinetin and 0.5 mg/L BAP. Moreover, the germination percentage of synthetic seeds decreased with increasing storage period and temperature. However, a higher reduction in the synthetic seed germination was recorded at 20±2 °C. The highest germination percentage of the synthetic seeds (85%) was obtained 30 days after storage at 4±1 °C.

    Keywords: Callus induction, Rosmarinus officinalis, Sodium alginate, Somatic embryo-genesis, Synthetic seeds
  • Hamid Hatami Maleki *, Behrouz Vaezi, Rahmatollah Mohammadi, Asghar Mehraban, Ali Ahmadi, Zeinab Sabzi, Naser Sabgahnia Pages 134-143

    Analysis of the genotype×environment (GE) interaction of barley (Hordeum vulgare L.) can aid in detecting genotype performance better under diverse and harsh environments. Sixteen advanced breeding lines and two cultivars were tested across five locations at Gachsaran, Gonbad, Ilam, Lorestan and Mughan districts during three years of 2017 to 2019. Stability analysis was determined using 19 different variance and regression methods with 26 univariate statistics because each method explores stability from different aspects and all of them can reflect a comprehensive stability characteristic of genotypes. The result showed that environment, genotype and GE contributed 92, 2 and 8% of the total variation and there is no strongest genetic control. According to the GE sum squares-based parameters, genotypes G13, G12 and G15 were more stable. The coefficient of line slope and residual variance of common and adjusted linear regression, manifested G1, G2, G12 and G18 as the most stable and responsive genotypes. The selective value of genotype (SVG) identified G6, G10 and G11 as the most stable genotypes while G2, G5 and G13 were the most stable genotypes based on superiority measure (SM). According to H parameter, genotypes G2, G13 and G18 were identified as the most stable genotypes while the dynamic CV and dynamic regression introduced G3 and G15 as the most stable genotypes. The relative superiority (RS), proposed G1, G2 and G5 as the most stable genotypes. Finally, H statistic, RS and SM could be recommended for stability analysis in future breeding programs for the simultaneous selection of yield and stability.

    Keywords: multi-environmental trials, regression models, stable genotype, univariate statistics