فهرست مطالب

مجله فنآوری زیستی در کشاورزی
سال نوزدهم شماره 1 (بهار و تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ارزیابی مقایسه ای چهار روش استخراج DNA از نمونه های تازه و خشک پنج گیاه دارویی از خانواده نعناعیان
    فرشته مسکنی، سید علی اندی*، علی عزیزی صفحات 1-10

    به طورکلی، استخراج DNA ژنومی با کمیت و کیفیت مناسب از گیاهان دارویی به دلیل بیوسنتز مقادیر بالایی از متابولیت های ثانویه با مشکلات زیادی همراه است. از طرف دیگر، برای انجام مطالعات زیست شناسی مولکولی نیاز به استخراج موفقیت آمیز DNA ژنومی با درجه خلوص بالا می باشد. از این رو، در این آزمایش چهار روش استخراج DNA شامل موری و تامپسون (1980)، دلاپورتا و همکاران (1983)، دویل و دویل (1990) و زیگن هاگن و همکاران (1993) از نمونه های برگی تازه و خشک گیاهان رزماری، اسطوخودوس، گل ارونه، زرین گیاه و کاکوتی به منظور گزینش بهترین روش موردبررسی و ارزیابی قرار گرفتند. پس از آنالیز کمی و کیفی DNA ژنومی استخراج شده با استفاده از روش های اسپکتروفتومتری و الکتروفورز در ژل آگارز، تکثیر نمونه های DNA با استفاده از دو آغازگر مربوط به نشانگر ISSR در واکنش زنجیره ای پلیمراز نیز موردبررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش تغییر یافته موری و تامپسون به دلیل غلظت بالای DNA ژنومی استخراج شده (57/570 نانوگرم بر میکرولیتر)، کیفیت بهتر (80/1) و صرف هزینه و زمان کم تر می تواند به عنوان موثرترین روش استخراج برگزیده شود. هم چنین، کمیت و کیفیت DNA ژنومی نمونه های برگی تازه از گیاهان دارویی موردمطالعه در مقایسه با نمونه های خشک بالاتر بود. علاوه بر این، الگوی بانددهی ایجاد شده توسط ژل اگارز 1 درصد و PCR نیز نتایج یکسانی نشان داد. بر این اساس، روش استخراج موری و تامپسون (1980) جهت استخراج DNA نمونه های برگی تازه و خشک از گیاهان دارویی مشابه که حاوی متابولیت های ثانویه بالا می باشند، قابل توصیه است.

    کلیدواژگان: مطالعات مولکولی، متابولیتهای ثانویه، تکثیر PCR، روش موری و تامپسون
  • ردیابی ویروس رگه ای توتون در مزارع سویای شمال ایران و ارزیابی واکنش ارقام سویا به ویروس در شرایط طبیعی مزرعه
    سمیرا شاملی، فرشاد رخشنده رو*، محمدرضا صفرنژاد، سیده ساناز رمضانپور صفحات 11-21
    ویروس رگه ای توتون (Tobacco streak virus, TSV) از جنس آیلارویروس ها، ویروسی چندبخشی، تک رشته، RNA مثبت، با دامنه میزبانی وسیع است که خسارت آن در بسیاری از محصولات زراعی گزارش شده و به عنوان عامل سوختگی جوانه های سویا معرفی شده است. در این پژوهش، تعداد 470 نمونه سویا با علایم زردی، موزاییک، تغییر شکل، نکروز و کلروز، و کوتولگی از مزارع استان های گلستان و مازندران جمع آوری و میزان آلودگی نمونه ها بهTSV، توسط آزمون الایزای مستقیم و سپس واکنش زنجیره ای پلیمراز با آغازگر اختصاصی ویروس تعیین گردید. نتایج ردیابی ویروس بیانگر آلودگی 3/9 درصدی استان گلستان و 2/6 درصدی استان مازندران بود. تعدادی از نمونه های سویای دارای آلودگی به TSV در میزبان تک لکه Chenopodium quinoa مایه زنی گردید و از Nicotiana benthamiana و Datura stramonium جهت تکثیر ویروس استفاده شد و به عنوان منبع ویروس در گلخانه نگهداری گردید. به دلیل عارضه اختلال در غلاف بندی سویا در شمال کشور و تاثیر احتمالیTSV بر بروز عارضه، جهت بررسی واکنش ارقام مختلف سویا به TSV در شرایط طبیعی و ارزیابی نقش احتمالی این ویروس در عارضه اختلال سویا، آزمایشی در قالب طرح اسپیلت پلات با سه فاکتور مایه زنی ویروس، استفاده از توری جهت جلوگیری از فعالیت آفات و ناقلین، و ارقام مختلف سویا اجرا شد. براساس نتایج، مایه زنی TSV سبب ایجاد زردی و کوتولگی بوته ها گردید و کاهش معنی دار ارتفاع بوته، تعداد غلاف، وزن خشک و تر بوته ها و عملکرد در تیمارهای مایه زنی شده با TSV مشاهده شد، اما علایم خاص عارضه اختلال در تیمارهای مایه زنی شده با TSV مشاهده نگردید. بیش ترین و کم ترین شاخص های رشدی بوته های سویا به ترتیب در تیمار عدم مایه زنی ویروس به همراه استفاده از توری، و تیمار مایه زنی ویروس و عدم استفاده از توری مشاهده شد.
    کلیدواژگان: سویا، TSV، واکنش ارقام، عارضه اختلال
  • بررسی تنوع ژنتیکی و روابط فیلوژنتیکی چند ژنوتیپ بومی و غیربومی لوفا با استفاده از نشانگر مولکولی rbcL
    حلیمه اربابی، مجتبی کیخاصابر*، لیلا فهمیده، ولی الله قاسمی عمران صفحات 23-31
    در این تحقیق تنوع ژنتیکی نه ژنوتیپ مختلف بومی و غیربومی لوفا با نام علمی Luffa cylindrical از طریق ارزیابی توالی ژن کلروپلاستی rbcL موردبررسی قرار گرفت. پس از استخراج DNA و PCR با استفاده از پرایمرهای اختصاصی ژن rbcL، محصولات تکثیر شده توالی یابی شد و هم ردیف سازی شده و دندروگرام روابط فیلوژنیک ترسیم شدند. از مجموع 703 جایگاه شناسایی شده در این تحقیق، 179 جایگاه دارای حذف و اضافه (177 مونومورف و 2 پلی مورف) و 524 جایگاه بدون حذف و اضافه بودند. هم چنین مقدار متوسط عددی نسبت dN/dS حدودا برابر با یک بود. در مجموع نتایج این تحقیق نشان داد بر اساس دندروگرام حاصل از تجزیه کلاستر و بررسی فواصل ژنتیکی نه تنها با کمک مارکر rbcL تنوع درون گونه ای این گونه گیاهی به خوبی قابل ارزیابیست بلکه این ژنوتیپ ها را می توان بر اساس منطقه جغرافیایی نیز تا حدودی طبقه بندی کرد.
    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی درون گونهای، DNA بارکدینگ، نشانگرکلروپلاستی
  • تجزیه وتحلیل پاسخ ترانسکریپتوم به بیماری میوه سبز مرکبات با استفاده از داده کاوی
    زهرا زینتی*، حسین امین، سیما سازگاری صفحات 33-40
    بیماری میوه سبز مرکبات مخرب ترین بیماری مرکبات در بیش تر کشورهای تولیدکننده مرکبات در سراسر جهان می باشد و باعث خسارات اقتصادی قابل توجهی در مناطق به شدت آسیب دیده می شود. به منظور شناسایی ژن هایی که احتمالا در تحمل به بیماری نقش دارند داده های ریزآرایه مربوط به ژنوتیپ های متحمل و حساس به بیماری میوه سبز مرکبات با شماره دسترسی GSE30502 از مخزن GEO پایگاه داده NCBI دریافت شدند و توسط7.6 RapidMiner Studio با هشت الگوریتم وزن دهی (Information gain، Information gain ratio، Deviation، Correlation، Chi squared statistic، Gini Index، Uncertainty و Relief) موردبررسی قرار گرفتند. پس از شناسایی پروب های کلیدی توسط الگوریتم های وزن دهی، هیت مپ و خوشه بندی سلسله مراتبی برای ارزیابی قدرت پروب های شناسایی شده در تمایز ژنوتیپ متحمل و حساس به بیماری با استفاده از ابزار تحت وب Clustvis انجام شد. تجزیه پروب ها توسط الگوریتم های وزن دهی منتج به شناسایی 145 پروب گردید. براساس هیت مپ ، تضاد قابل توجهی در بیان پروب های شناسایی شده، بین نمونه های مربوط به ژنوتیپ متحمل و نمونه های مربوط به ژنوتیپ حساس وجود داشت. هم چنین براساس خوشه بندی سلسله مراتبی، نمونه های مربوط به ژنوتیپ متحمل و ژنوتیپ حساس در خوشه های جداگانه ای قرار گرفتند. جستجو برای تعیین عوامل رونویسی و پروتیین کینازها با استفاده از سایت iTAK منجر به شناسایی پنج عامل رونویسی و چهار پروتیین کیناز مختلف گردید. به علاوه فراوانی رونوشت های ژن های درگیر در پاسخ فوق حساسیت در ژنوتیپ متحمل نسبت به ژنوتیپ حساس بیش تر بود که می تواند موید فعال بودن واکنش فوق حساسیت به عنوان یکی از راهکارهای اصلی دفاعی در برابر بیماری میوه سبز مرکبات باشد. ژن های شناسایی شده در این پژوهش، می توانند به عنوان کاندیداهای اساسی برای بررسی نقش دقیق آن ها در تحمل به بیماری میوه سبز مرکبات و هم چنین به عنوان اهداف بالقوه برای رویکردهای بیوتکنولوژیکی مورداستفاده قرار گیرند.
    کلیدواژگان: الگوریتم های وزن دهی، ریزآرایه، ژن های تحمل به بیماری، عامل رونویسی، پروتئین کیناز
  • ارزیابی گوناگونی و ساختار ژنتیکی شش جمعیت گیاه دارویی زوفا (Hyssopus officinalis) با استفاده از نشانگر ISSR
    مهسا قاسمی راستی، محمد سیاری*، علی عزیزی صفحات 41-54
    تنوع و ساختار ژنتیکی 6 جمعیت گیاه زوفا با استفاده از نشانگر مولکولی ISSR ارزیابی شد. جمعیت ها شامل 5 جمعیت بومی از ایران (اراک، شیراز، مشهد، اصفهان1، اصفهان2) و یک جمعیت از کشور سوید بود. از 18 آغازگر ISSR به کار رفته، 126 باند ایجاد شد که 119 باند چند شکل بودند. تجزیه خوشه ای بر پایه ماتریس تشابه ژنتیکی جاکارد، نمونه ها را به 6 گروه تقسیم نمود. تجزیه به مختصات اصلی (PCOA)، نتایج تجزیه خوشه ای را تایید نمود. بیش ترین تشابه ژنتیکی بین دو جمعیت اصفهان1 و مشهد و کم ترین آن بین جمعیت اراک و سوید مشاهده شد. تنوع درون جمعیت ها با استفاده از میانگین شاخص تنوع ژنی نی (h) و شاخص اطلاعاتی شانون (I) آنالیز شد. بیش ترین و کم ترین تنوع ژنتیکی درون جمعیت به ترتیب در جمعیت اصفهان1 (24/0=h و 36/0=I) و مشهد (14/0=h و 21/0=I) مشاهده شد. میانگین آلل های موثر (Ne) به آلل های مشاهده شده (Na) 85/0 بود. بر اساس نتایج آنالیز واریانس مولکولی (AMOVA) میانگین شاخص های Gst (تفرق ژنی) و Dst (تنوع ژنتیکی بین جمعیت) به ترتیب 38/0 و 12/0 به دست آمد که نشان دهنده تمایز ژنتیکی بالا بین جمعیت ها بود. تجزیه واریانس مولکولی بین جمعیت ها نشان داد 61 درصد تنوع ژنتیکی کل مربوط به درون جمعیت ها و 39 درصد بین جمعیت ها بود. در بررسی ساختار ژنتیکی جمعیت ها با استفاده از نرم افزار STRUCTURE جمعیت ها چهار گروه شدند که جمعیت سوید خالص ترین بود. نشانگرهای ISSR استفاده شده درصد بالایی از چندشکلی را نشان دادند و جمعیت ها را به خوبی تفکیک کردند لذا جهت شرح تفاوت های ژنتیکی درون و بین جمعیت های زوفا پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: آغازگر، تجزیه کلاستر، تنوع ژنتیکی، چندشکلی، ساختار جمعیت
  • تاثیر کود زیستی فولزایم بر بذر هیبرید سیب زمینی تحت تنش کم آبی در شرایط درون شیشه ای
    زهرا پورامان چنگریان*، رضا تقی زاده، داوود حسن پناه صفحات 55-60
    کودهای زیستی (کود بیولوژیک) دارای تعداد کافی از یک یا چند گونه از میکروارگانیسم های سودمند خاک زی هستند. این کودها قادرند عناصر غذایی خاک را در یک فرایند زیستی تبدیل به مواد مغذی همچون ویتامین ها و دیگر مواد معدنی کرده و به ریشه گیاه برساند؛ بنابراین، این آزمایش به منظور بررسی تاثیر کود زیستی فولزایم حاوی باکتری محرک رشد بر صفات کمی هیبرید سیب زمینی ارقام ساوالان و ساتینا در شرایط تنش کم آبی بر پایه طرح فاکتوریل کاملا تصادفی در سه تکرار در شرکت زرع گستر آرتا در سال 1396 اجرا شد. فاکتور اول کود فولزایم (صفر، 30 و 60 گرم در لیتر) و فاکتور دوم پلی اتیلن گلیکول (صفر، 3- و 6- بار) بود. سطوح تنش ازنظر درصد جوانه زنی، طول ساقه، تعداد برگ در گیاهچه، طول ریشه، تعداد ریزغده در گیاهچه، وزن ریزغده در بوته و سطوح فولزایم ازنظر درصد جوانه زنی، طول ساقه، تعداد برگ در گیاهچه، طول ریشه و تعداد ریزغده در گیاهچه اختلاف معنی دار داشتند. اثر متقابل تنش کم آبی و فولزایم نیز ازنظر درصد جوانه زنی، تعداد برگ در گیاهچه و وزن ریزغده در بوته معنی دار بود. تنش شدید باعث کاهش معنی دار همه صفات موردمطالعه نسبت به سطوح دیگر شد. طول ریشه و طول ساقه به ترتیب در استعمال 30 و 60 گرم در لیتر فولزایم بیش ترین مقدار را داشتند. در شرایط بدون تنش بدون مصرف فولزایم، در شرایط تنش ملایم مصرف 30 گرم در لیتر فولزایم و در شرایط تنش شدید مصرف 60 گرم در لیتر بیش ترین میزان جوانه زنی را داشتند. بیش ترین تعداد برگ در گیاهچه در شرایط بدون تنش و با مصرف 30 گرم در لیتر فولزایم حاصل شد. کم ترین وزن ریزغده در بوته به تیمار عدم مصرف فولزایم در شرایط بدون تنش و صفر الی 60 گرم در لیتر کود فولزایم در شرایط تنش شدید تعلق داشت. براساس نتایج کاربرد 30 گرم در لیتر فولزایم جهت بهبود صفات کمی در تولید ریزغده سیب زمینی قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: باکتری های محرک رشد، Bacillus subtilis، بذر حقیقی، پلی اتیلن گلیکول، ریزغده
  • تجزیه وتحلیل بیوانفورماتیک و بررسی بیان ژن های خانواده MAPKKK سیب زمینی در مواجهه با تنش های زیستی و غیرزیستی
    محسن نوروزی، فرهاد نظریان فیروزآبادی*، احمد اسماعیلی، رحیم احمدوند صفحات 61-77
    پروتیین کینازکینازکینازهای فعال شونده با میتوژن (MAPKKK)، جز مهمی از آبشارهای پروتیین کیناز ها هستند که در پاسخ به انواع تنش های غیرزیستی و زیستی مانند حمله پاتوژن های گیاهی دخالت دارند. تحقیقات بسیاری بر روی ژن های MAPKKK گیاهان مختلف انجام شده است، ولی تاکنون مطالعه جامعی در مورد روابط تکاملی، ساختار و الگوی بیان پروتیین های MAPKKK در سیب زمینی انجام نشده است. در مطالعه حاضر، 114 ژن کدکننده ی MAPKKK با استفاده از روش های بیوانفورماتیکی در ژنوم سیب زمینی شناسایی و براساس ارزیابی روابط فیلوژنتیکی به سه زیرخانواده RAF، ZIK و MEKK تقسیم شدند. تجزیه وتحلیل موتیف های محفوظ اعضای زیرخانواده های Raf، ZIK و MEKK گروه بندی درخت فیلوژنی را تایید کرد. علاوه بر این، تجزیه وتحلیل پروفایل بیانی پروتیین های MAPKKK سیب زمینی نشان داد که این پروتیین ها در جریان بروز تنش های مختلف تنظیم می شوند. بررسی هشت ژن انتخابی براساس داده های RNA-Seq در تنش های گرما، سرما، شوری و تیمار Phytophthora infestans با استفاده از روش Real-time PCR، تغییرات سطح رونویسی بالایی را نشان دادند. این نتایج نشان می دهند که برخی از پروتیین های MAPKKK در سیب زمینی که در تنش ها غیرزیستی و زیستی مانند بیماری های قارچی تنظیم می شوند، می توانند انتخاب خوبی برای مطالعات بیش تر باشند.
    کلیدواژگان: آبشار Phytophthora infestans، MAPK، سیب زمینی، درخت فیلوژنتیکی
|
  • Comparative Analysis of Four DNA Extraction Protocols for Fresh and Dried Specimens of Five Medicinal Lamiaceae Plants
    Fereshteh Maskani, Seyed Ali Andi *, Ali Azizi Pages 1-10

    Extraction of genomic DNA of high quality and quantity from some medicinal plants is difficult. It can be attributed to the presence of high amounts of specialized metabolites biosynthesized into their cells. On the other hand, molecular biological studies require successful extraction of high-quality DNA. Hence, the present study aimed to compare four modified procedures of DNA extraction including Murry and Thompson (1980), Dellaporta et al. (1983), Doyle and Doyle (1990) and Ziegenhagen et al. (1993) from five genera of Lamiaceae. Fresh and dried leaves of Rosmarinus officinalis, Lavandula officinalis, Salvia hydrangea, Dracocephalum kotschyi and Ziziphora tenuior were used for the procedures. Following measurement of the extracted DNA quantity and quality, the DNA preparations were tested by PCR amplification using two inter-simple sequence repeats (ISSR) primers. All of the procedures were capable of extracting DNA from five genera. The modified Murray and Thompson method was found to be the most efficient DNA extraction method, indicating high DNA concentration (570.57ng/µl), good-quality DNA (1.80), affordable cost and less time. The results also showed that the quality and yield of extracted DNA from fresh leaves were relatively higher than those of dried leaves. In addition, banding pattern obtained using 1% agarose gel and PCR showed the same results. According to the data, Murray and Thompson method is recommended for DNA extraction from fresh and dried leaves of five studied medicinal plants.

    Keywords: Molecular studies, Secondary metabolites, PCR amplification, Murray, Thompson method
  • Detection of Tobacco Streak Virus in Soybean in North of Iran and Evaluation of Soybean Cultivars Response to TSV in Natural Field Condition
    Samira Shameli, Farshad Rakhshandehroo *, Mohammadreza Safarnegad, Seyede Sanaz Ramezanpoor Pages 11-21
    Tobacco streak virus (TSV) belonging to the genus Ilarvirus, is a multipartite single-stranded, positive-sense RNA virus with an extensive host range, that its damage has been reported in many crops and is introduced as a causal agent of soybean bud blight. In this study, 470 samples of soybean were collected from Golestan and Mazandaran provinces with yellowing, mosaic, leaf distortion, necrosis, chlorosis, and stunting symptoms. TSV infection of samples was tested by DAS-ELISA method and polymerase chain reaction (PCR) with specific designed primers. Results showed 9.3% and 6.2% TSV incidence for Golestan and Mazandaran provinces, respectively. Extract of infected plants was inoculated in Chenopodium quinoa and propagated in Nicotiana benthamiana and Datura stramonium and maintain in greenhouse as a source of virus. Because of soybean podding disorder in north of Iran and possible role of TSV in disorder, for evaluation of soybean cultivars response to TSV, a field experiment was conducted in a split plot design with three factors, virus inoculation, using net for prevent pest activity, and cultivars. Based on the result, TSV infection caused yellowing and stunting, and significant reductions in final height, number of nod, fresh and dry weight, and yield were observed in plants that inoculated by TSV but specific symptoms of disorder did not seen. The highest and lowest plant growth indices were seen in no virus inoculation plus use of net, and virus inoculation plus no use of net treatments, respectively.
    Keywords: Soybean, TSV, Cultivars response, Disorder
  • Analysis of Genetic Variation and Phylogenetic Relations of Some Indigenous and Non-Indigenous Luffa Genotypes Using Rbcl Molecular Marker
    Halimeh Arbabi, Mojtaba Keykhasaber *, Leila Fahmideh, Valiollah Ghasemiomran Pages 23-31
    In this study, the genetic diversity of nine different indigenous and non-indigenous luffa cultivars with the scientific name Luffa cylindrical was evaluated by analyzing the sequence of chloroplast rbcL gene. After DNA extraction and PCR using rbcL gene-specific primers, the amplified products were sequenced and aligned, and the dendrograms of phylogenetic relationships were plotted. Of the 703 sites identified in the study, 179 sites had deletions and additions (177 monomorphs and 2 polymorphs) and 524 sites without deletions and additions. Also, the average numerical value of the dN/dS ratio was approximately one. Overall, the results of this study showed that according to the dendrogram obtained from cluster analysis, and genetic distances, not only with the help of rbcL marker, the diversity within species of this plant species can be well evaluated, but these genotypes can be to some extent classified based on geographical area. It is suggested that the diversity of these genotypes be examined by other DNA barcodes and compared with the results of the present study.
    Keywords: Genetic diversity within species, DNA Barcoding, Chloroplastic markers
  • Analysis of Transcriptomic Responses to Citrus Greening Disease Via Data Mining
    Zahra Zinati *, Hosein Amin, Sima Sazegari Pages 33-40
    Citrus greening disease is the most destructive citrus disease in most citrus-producing countries around the world and causes significant economic losses in severely affected areas. In order to reveal the genes that may be involved in disease tolerance, microarray data of gene expression of susceptible and tolerant genotypes to citrus greening disease with accession number GSE30502 was retrieved from GEO repository database NCBI and analyzed by RapidMiner Studio 7.6 by eight weighting algorithms (Information gain, Information gain ratio, Deviation, Correlation, Chi squared statistic, Gini Index, Uncertainty, Relief). After identifying key probes by weighting algorithms, heatmap and hierarchical clustering were performed to evaluate the strength of detected probes in differentiating tolerant and susceptible genotypes using Clustvis web tool. Applying weighting algorithms resulted in the identification of 145 probes. According to the heatmap, there was a significant contrast in the expression of the identified probes between the samples of the tolerant genotype and the samples of the susceptible genotype. Also, based on hierarchical clustering, samples related to tolerant genotype and susceptible genotype were placed in separate clusters. A search to determine transcription factors and protein kinases using the iTAK site resulted in the identification of five transcription factors and four different protein kinases. Besides, the abundance of transcripts of the genes involved in hypersensitivity response were higher in the tolerant genotype than in the susceptible genotype, suggesting the activation of hypersensitivity reaction as one of the principal defense strategies against citrus greening disease. The genes identified in this study can be introduced as key candidates to investigate their exact role in citrus greening disease tolerance as well as potential targets for biotechnology approaches.
    Keywords: Weighting algorithms, Microarray, Disease tolerance genes, Transcription factor, Protein kinase
  • Evaluation of Diversity and Genetic Structure of Six Hyssop Populations Using ISSR Markers
    Mahsa Ghasemi Rasti, Mohammad Sayyari *, Ali Azizi Pages 41-54
    In this study the the genetic diversity and population structure of six population of hyssop was evaluated using ISSR markers. The evaluated populations included 5 native populations from Iran (Arak, Shiraz, Mashhad, Isfahan1, Isfahan2) and one population from Sweden. Eighteen primers were analyzed resulting in 126 high-resolution bands, among which 119 bands were polymorphic. Cluster analysis on the basis of Jaccard genetic similarity matrix and UPGMA method divided hyssop samples into 6 groups. The method of Principal coordinate analysis (PCOA), confirmed the results of cluster analysis to a great extent. The highest genetic similarity was observed between Isfahan 1 and Mashhad populations and the lowest between Arak and Sweden populations. Diversity within populations was analyzed using the mean of Nei’s gene diversity Index (h) and Shannon Information Index (I). The highest and lowest genetic diversity within the population were observed in Isfahan 1 (h = 0.24 and I = 0.36) and Mashhad (h = 0.14 and I = 0.21), respectively. The mean of effective alleles (Ne) to observed alleles (Na) was 0.85. Based on the results of molecular analysis of variance (AMOVA), the mean indices of Gst (gene diversity) and Dst (genetic diversity between populations) were 0.38 and 0.12, respectively, indicating high genetic differentiation between populations. Molecular analysis of variance between populations also showed that 61% of the total genetic diversity in the samples was related to diversity within populations and 39% among populations. In the study of the genetic structure of the populations using STRUCTURE software, the populations were divided into four groups which Swedish population was the purest one. In this study, the employed ISSR markers showed high percentage of polymorphisms and were able to differentiate populations well. So that, this method is suggested to describe genetic differences within and among hyssop populations.
    Keywords: Primer, Cluster analysis, Genetic diversity, Polymorphism, Population structure
  • Effect of Fulzyme Bio-fertilizer on Potato Hybrid Seed in Water Deficit Stress under In Vitro Condition
    Zahra Pouraman *, Reza Taghizadeh, Davood Hasanpanah Pages 55-60
    Biofertilizers (biological fertilizers) contain a sufficient number of one or more species of beneficial soil microorganisms. These fertilizers are able to convert nutrients in the soil into nutrients such as vitamins and other minerals in a biological process and to the plant roots. Therefore, this experiment was conducted to investigate the effect of Fulzime biofertilizer containing growth-promoting bacteria on quantitative traits of potato hybrids of Savalan and Satina cultivars under water deficit stress based on a completely randomized factorial design with three replications in Zara Gostar Arta Company in 2017. The first factor was Folsium fertilizer (zero, 30 and 60g/l) and the second factor was polyethylene glycol (zero, -3 and -6 bar). Stress levels in terms of germination percentage, stem length, number of leaves per seedling, root length, number of microtubers per seedling, weight of microtubers per plant and fulzyme levels in terms of germination percentage, stem length, number of leaves per seedling, root length and number of microtubers per seedlings had significant differences. The interaction effect of water deficit stress and fulzyme was also significant in terms of germination percentage, number of leaves per seedling and microtubers weight per plant. Severe stress significantly reduced all traits under study compared to other levels. Root length and stem length had the highest values at the use of 30 and 60g/l fulzyme, respectively. In non-stress conditions without consuming fulzyme, under mild stress conditions 30g/l and in severe stress conditions 60g/l of fulzyme had the highest germination rate. The highest number of leaves per seedling under non-stress conditions was obtained with consumption of 30g/l of fulzium. The lowest microgranular weight per plant belonged to the treatment of not using Fulzime in non-stress conditions and zero to 60g/l Fulsium fertilizer in severe stress conditions. Based on the results, the application of 30g/l of fulzium is recommended to improve the quantitative traits in the production of potato microtubers.
    Keywords: Plant Growth-Promoting Bacteria, Bacillus subtilis, True seed, Polyethylene glycol, microtuber
  • In Silico Analysis and Expression Profile of Potato MAPKKK Gene Family in Response to Abiotic and Biotic Stresses
    Mohsen Norouzi, Farhad Nazarian Firouzabadi *, Ahmad Ismaili, Rahim Ahmadvand Pages 61-77
    Mitogen-Activated Protein Kinase Kinase Kinases (MAPKKKs) are important components of MAPK cascades, which are associated with responses to various abiotic and biotic stresses such as plant pathogens. Although MAPKKKs have been analyzed in many plants, the role, function, evolution relationship, structure and expression profile of MAPKKKs have not been studied in potato. In this study, 114 MAPKKK genes (StMAPKKKs) were identified and classified in Raf, ZIK and MEKK families accoding to phylogentic analysis. The assignment of each studied gene to the families was confirmed by the analysis of their conserved motifs. Moreover, the analysis of expression profile of the StMAPKKKs transcriptome which are accessible in database of potato revealed their differentially regulations under various stresses. Furthermore, a number of eight StMAPKKK genes which have been repoted to be upregulated in RNA-seq studies of potato under the heat, cold, salinity and pathogen (Phytophthora infestans) were chosen for real-time qPCR quantitations. All selected genes showed an up-regulation in either heat and salt treatments or inoculation with Phytophthora infestans. Results indicated that StMAPKKKs genes play roles in response to different stimuli and can be utilized in stress-plant interaction studies in potato.
    Keywords: MAPK cascades, Phytophthora infestans, Potato, phylogenetic tree