فهرست مطالب

Plant Molecular Breeding - Volume:9 Issue: 2, Summer and Autumn 2021

Journal of Plant Molecular Breeding
Volume:9 Issue: 2, Summer and Autumn 2021

  • تاریخ انتشار: 1401/08/14
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نیره قربانی، اسماعیل چمنی*، علیاکبر شکوهیان، سیده ساناز رمضانپور، حسن سلطانلو صفحات 1-11

    زنبق مردابی (Iris pseudacorus)) گیاهی بومی با خواص زینتی و دارویی در علم باغبانی است. در مطالعه حاضر 16 اکوتیپ از گونه زنبق مردابی جمع آوری و بر اساس موقعیت جغرافیایی در سه جمعیت طبقهبندی شد. تنوع ژنتیکی زنبق مردابی با استفاده از 16 نشانگر ISSR مورد سنجش قرار گرفت. رنگیزه های فتوسنتزی شامل کلروفیل a، کلوفیل b، کلروفیل کل و کاروتنوییدها نیز با روش اسپکتروفتومتری اندازهگیری شدند. آغازگرها 874 نوار قابل امتیازدهی در اندازه های 100-1200 جفت باز تولید کردند. درصد چندشکلی تمامی آغازگرها 100 درصد بود. نشانگر ISSR_55 دارای بیشترین باند (در مجموع 234 باند)، بیشترین شاخص نشانگر و بیشترین دارای بیشترین باند (در مجموع 234 باند)، بیشترین شاخص نشانگر و بیشترینمقدار محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) بود. نشانگر ISSR-13 با مجموع اطلاعات چندشکلی (PIC) 0/84 در جایگاه دوم قرار دارد. همچنین داده های به دست آمده از نوارهای امتیازدهی با تجزیه مختصات اصلی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج تجزیه و تحلیل نشان داد که مولفه های اول، دوم و سوم به ترتیب شامل 29/88 درصد، 21/24 درصد و 16/52 درصد اطلاعات بودند. نتایج نشان داد که تنوع ژنتیکی درون جمعیت ها (97 درصد) از تنوع بین جمعیت (3درصد) معنی دارتر است. نتایج اسپکتروفتومتری نشان داد که بیشترین رنگیزه های فتوسنتزی در محل Q (جویبار) با بیشترین نور خورشید به دست آمده است. نشانگرهای ISSR روابط ژنتیکی نمونه های زنبق مردابی را برای سازگاریهای مختلف زراعی- اکولوژیکی به خوبی نشان داد. بنابراین نشانگرهای ISSR یک ابزار مولکولی عالی برای تحقیق در مورد تنوع ژنتیکی زنبق مردابی می باشد.

    کلیدواژگان: کلروفیل، گل، ISSR، مکان جغرافیایی، نشانگر
  • حسین صبوری *، عبدالطیف قلی زاده، شریفه محمدآلق، سمیه سنچولی، مهناز کاتوزی صفحات 12-23

    برنج مهمترین غذای اصلی جهان است و نیاز به آن در دهه های آینده نیز ادامه خواهد داشت. آهن برای رشد برنج ضروری است. در این پژوهش، یک جمعیت مکانیابی شامل 96 لاین خالص نوترکیب برنج مشتق شده از تلاقی ندا (NAD) و اهلمی طارم (ATM) برای شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده صفات کمی (QTLs) مانند زیست توده (FB)، طول ریشه (RL)، طول ساقه (SL)، تعداد ریشه (RN)، عرض برگ(LW)، وزن تر ریشه (RFW)، وزن خشک ریشه(RDW) و محتوای آهن (FC) تحت شرایط سمیت آهن استفاده شد. دو والد و 96 لاین اینبرد در شرایط رشدی با محلول غذایی نرمال و سمیت آهن مورد ارزیابی قرار گرفتند. در شرایط استرس، دو QTL برای FB در کروموزوم 10 ، با LOD برابر 2/589 و 2/465 شناسایی شدند. دوازده QTL برای RL در کروموزوم های 2،4،5،6،7،8،9،10 و 12 شناسایی شدند. سه QTL در کروموزوم های 6،7 و 8 برای RN و دو QTL برای RDW در کروموزوم های 2 و 9 شناسایی شد. یک QTL برای کنترل LW، RFW و FC به ترتیب بر روی کروموزوم های 10، 9 و 1 رددابی شدند. QTLهای دیگر برای FB، SL و RN روی کروموزوم های 12، 12 و 3 در شرایط نرمال قرار داشتند و به ترتیب 9/7، 10 و 9/9 تغییرات را کنترل کردند. qLWN-2 ، qLWN-7 و qLWN-12 برای LW روی کروموزوم های 2 ، 7 و 12 قرار داشتند. این QTL ها به دلیل درصد بالای توجیه، پس از اعتبار سنجی، کاندیدای خوبی برای برنامه های انتخاب به کمک نشانگر در جمعیت برنج هستند.

    کلیدواژگان: تنش، QTL، مکان یابی ژن های کمی، انتخاب به کمک نشانگر
  • محمد عبدلی *، نوشین کولیوند، آرش بابایی صفحات 24-34

    این تحقیق با هدف ایجاد دستورالعملی برای القای ریشه نابجا و بررسی اثرات اسید سالیسیلیک (0 ، 160 و 320 میلی گرم در لیتر) و عصاره مخمر (0، 0/75 و 1/5 گرم در لیتر) بر تولید مشتقات کافییک اسید (اسید شیکوریک، اسید کلروژنیک، اسید کافتاریک، اکیناکوزید و سینارین) در ریشه های نابجای سرخارگل انجام شد. همچنین اثر نیترات آمونیم 0، 0/25 ، 0/75 و 1 برابر غلظت محیط MS همراه با دو غلظت ایندول استیک اسید (1 و 3 میلی گرم در لیتر) بر القای ریشه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که القای ریشه نابجا در سرخارگل به طور معنی داری تحت تاثیر میزان نیترات آمونیم و غلظت IAA قرار گرفت (p<0/01) بیشترین القای ریشه (100%) و میانگین تعداد ریشه های نابجا در ریزنمونه های کشت شده (14/3 ریشه) در تیمار 1 میلیگرم در لیتر IAA در محیط کشت MS با یک چهارم نیترات آمونیم مشاهده شد. اثرات اصلی و متقابل اسید سالیسیلیک و عصاره مخمر با مدت زمان بر صفات اندازه گیری شده (به استثناء اکیناکوزید) معنی دار بود (p<0/01) نتایج نشان داد کاربرد 1/5 گرم در لیتر عصاره مخمر و 160 میلی گرم در لیتر سالیسیلیک اسید به مدت زمان 96 ساعت بهترین تیمارها برای تحریک میزان مشتقات کافییک اسید می باشد. بیشترین میزان تولید اسید کافتاریک، اسید شیکوریک، اسید کلروژنیک و سینارین در ریشه های نابجا، پس از 96 ساعت تیمار با غلظت 160 میلیگرم در لیتر سالیسیلیک اسید بدست آمد که در مقایسه با شاهد 2/13، 1/83، 2/39، 2/97 برابر بیشتر بود. نمودار حرارتی (هیت مپ) نشان داد که میزان مشتقات کافییک اسید در تیمارهای عصاره مخمر و سالیسیلیک اسید در گروه های مجزایی از هم و شاهد قرار گرفتند.

    کلیدواژگان: اسید شیکوریک، سرخارگل، محرک، درون شیشه ای، گیاه دارویی، عصاره مخمر
  • محبوبه آشناور، عظیم قاسم نژاد*، مصطفی خوشحال سرمست، کامران رهنما صفحات 35-42

    گیاهان بخش مهمی از رژیم غذایی ما را تشکیل میدهند که علاوه بر متابولیت های اولیه، طیف وسیعی از متابولیت های ثانویه را نیز تولید می کنند. قارچ های اندوفیت از جمله میکروارگانیسم های همزیست در گیاهان هستند که نه تنها سبب ایجاد آلودگی و بیماری در گیاه میزبان نمیشوند، بلکه در تولید و یا افزایش برخی متابولیت های ثانویه و نیز ایجاد پاسخهای دفاعی در برابر تنش های زنده و غیرزنده در گیاه نیز نقش دارند. گیاه سرخدار از جمله درختان بومی ایران و باارزش دارویی و دارای اندوفیت های قارچی مهمی می باشد. جداسازی و شناسایی قارچ های اندوفیت در این گیاه می تواند در جهت کشف گونه های جدیدی با پتانسیل تولید تاکسول، مهم باشد. به همین منظور، پژوهشی جهت جداسازی و شناسایی مولکولی و مورفولوژیکی برخی اندوفیت های قارچی سرخدار در شرایط آزمایشگاه انجام شد.به منظور بررسی حضور ژن ITS در قارچها از پرایمرهای اختصاصی ITS5 و ITS4 استفاده شد. 81 قارچ اندوفیت از نهال سرخدار استخراج و 8 نمونه برای آزمایش های مولکولی انتخاب شدند. نتایج بررسی حضورITS نشان داد که تمامی قارچهای استخراج شده در ناحیه موردنظر، باند ایجاد کردند. بر اساس بررسیهای مولکولی و مورفولوژیکی، 8 سویه از قارچ های اندوفیت شناسایی شده متعلق به جنس های Phomopsis ،Fusarium ،Akanthomyces ،Purpureocillium و Colletotrichum بودند. بنابراین، شناسایی گونه های اندوفیت بیشتر میتواند به کشف میکروارگانیسم های مفید در تولید متابولیتهای ثانویه مانند تاکسول کمک کند.

    کلیدواژگان: اندوفیت، فوزاریوم، تاکسول، Taxus baccata
  • وحیده گوگردچی، ابراهیم دورانی *، مصطفی ولیزاده، رستم آقازاده قولکی صفحات 43-51

    بهینه سازی شرایط باززایی گیاهان در مطالعات کشت بافت نه تنها به دلیل ارزش اقتصادی محصولات تجاری، بلکه برای گزارش های علمی نیز ضروری است. در این مطالعه باززایی و رشد گیاهچه. Lycopersicon esculentum Mill با استفاده از غلظت های بهینه تنظیم کننده های رشد گیاهی که با سدیم نیتروپروساید تکمیل شده بودند، بهبود یافتند. با توجه به نتایج، از بین 12 ترکیب مختلف تنظیمکننده رشد گیاهی استفاده شده، محیط MS تکمیل شده با 2 میلیگرم در لیتر BAP و 0/2 میلی گرم در لیتر IAA بیشترین درصد باززایی (84 درصد) را داشت. بیشترین طول ساقه و تعداد برگ در محیط کشت MS حاوی 0/5 میلی گرم در لیتر BAP و 0/2 میلی گرم در لیتر IAA ثبت شد. افزودن 10 میکرومولار سدیم نیتروپروساید به محیط کشت، درصد باززایی (93 درصد) را بهبود بخشید. علاوه بر این، بالاترین طول ساقه و بیشترین تعداد برگ، در محیط MS حاوی 0/5 میلی گرم در لیتر BAP و 0/2 میلی گرم در لیتر IAA و 10 میکرومولار سدیم نیتروپروساید به دست آمد. در محیط MS حاوی IAA و سدیم نیتروپروساید ریشه های فرعی کمتر و ریشه های جانبی بیشتری تولید شد، ریشه های جانبی در قسمت های تحتانی و بالایی ریشه فرعی توزیع شد. نتایج این پژوهش نشان داد که افزودن SNP به محیط کشت. Lycopersicon esculentum Mill باززایی شاخه و رشد گیاه را بهبود بخشید که این امر احتمالا بر مشکلات تکثیر و همچنین اصلاح ژنتیکی گیاه گوجه فرنگی غلبه کند.

    کلیدواژگان: سدیم نیتروپروساید، تنظیم کننده های رشد، باززایی، گوجه فرنگی
  • مهدی عارف راد*، قربانعلی نعمت زاده، مژده عرب، علی راعی، فاطمه آوخ، فاطمه علی اکبری، مرتضی اولادی، عمار افخمی، الهام یونسی، فائزه وادی پور صفحات 52-64
|
  • Nayyereh Ghorbani, Esmaeil Chamani *, Ali Akbar Shokouhian, Seyyedeh Sanaz Ramezanpour, Hassan Soltanlou Pages 1-11

    Yellow flag (Iris pseudacorus) is a native plant with ornamental and medicinal properties in horticulture science. 16 ecotypes of I. pseudacorus species were collected and classified into three populations based on geographical location in the current study. The genetic diversity of I. pseudacorus was assayed using 16 ISSR markers. Photosynthetic pigments, including chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, and carotenoids, were measured by the spectrophotometry method. The primers generated 874 scalable bars ranging in size from 100-1200 bp. The polymorphism percentage of all primers was 100%. The primers ISSR_55 produced the most bands (234 bands in total), the highest marker index, and the highest amount of polymorphic information content (PIC). Primer ISSR-13 is in second place with a total PIC of 0.84. Also, the data obtained from the scoring tapes were analyzed by parsing the original coordinates. The analysis results showed that the first, second, and third components contained 29.88%, 21.24%, and 16.52% of the information, respectively. The results showed that genetic diversity within populations (97%) is more significant than diversity among populations (3%). The spectrophotometry results showed photosynthetic pigments obtained in the Q (Jouybar) location with the highest sunlight. Our results indicated that ISSR markers revealed the genetic relationships of Yellow flag samples for different agro-ecological adaptations. ISSR is a superb molecular tool to research the genetic variability of I. pseudacorus.

    Keywords: Chlorophyll, Flower, ISSR, Location, Marker
  • Hossein Sabouri *, Abdollatif Gholizadeh, Sharifeh Mohammad Alrgh, Somayyeh Sanchouli, Mahnaz Katouzi Pages 12-23

    Rice is the world’s most important staple food and will continue to be so in the coming decades. Ferrous iron is essential for rice growth. A mapping population of 96 rice inbred lines derived by Neda (NAD) and Ahlemitarom (ATM) cross, was used to detect quantitative trait loci (QTLs) for fresh biomass (FB), root length (RL), shoot length (SL), root number (RN), leaf width (LW), root fresh weight (RFW), root dry weight (RDW) and Fe content (FC) under Fe toxicity condition in rice. Two parents and 96 inbred lines were evaluated for the traits by growing them under normal and Fe toxicity nutrient solution. Under stress condition, two QTLs were detected for FB on chromosome 10, with LOD of 2.859, and 2.465. Twelve QTLs were identified for RL on chromosomes 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 12. Three QTLs were detected on chromosomes 6, 7, and 8 for RN, and two QTLs for RDW on chromosomes 2 and 9. One QTL controlling LW, RFW, and FC was located on chromosomes 10, 9, and 1, respectively. The other QTLs for FB, SL, and RN was located on chromosomes 12, 12, and 3 under normal condition, with respective contributions of 9.7, 10, and 9.9, respectively. qLWN-2, qLWN-7, and qLWN-12 were located for LW on chromosomes 2, 7, and 12. These QTLs, due to the high percentage of explanation after validation, are a good candidate for marker-assisted selection programs with the help of markers in the rice population.

    Keywords: Rice, Fe toxicity, Mapping, QTL, marker assisted selection
  • Mohammad Abdoli *, Nooshin Koolivand, Arash Babaei Pages 24-34

    The present study aimed to develop a protocol for root induction and evaluate the effects of salicylic acid (SA) (0, 80 and 160 mg/l) and yeast extract (YE) (0, 0.75 and 1.5 g/l) on chlorogenic acid, caftaric acid, cichoric acid, cynarin and echinacoside production in Echinacea purpurea adventitious roots. Also, the effect of NH4NO3 (0, 0.25, 0.75, 1.0 X) concentration in MS medium supplemented with indole-3-acetic acid (IAA) (1 and 3 mg/l) on root induction was investigated. The results showed that adventitious root induction in coneflower was significantly influenced by NH4NO3 and IAA concentrations (p≤0.01). The highest percentage of root induction (100%) and average number of roots formed on each explant (14.3 roots) was observed in 1 mg/l IAA×1/4NH4NO3 MS culture medium treatment. The main effect of SA and YE and their interaction effects with exposure time on the measured traits (except for echinacoside) was significant (p≤0.01). The result showed that application of 1.5 g/l YE and 160 mg/l SA when harvested 96 hour post-elicitation are the most effective treatments to elicit caffeic acid derivatives (CADs) content. The highest chlorogenic acid, cichoric acid, caftaric acid, and cynarin production was obtained in 160 mg/l SA at 96 hours post-elicitation that was 2.13, 1.83, 2.39 and 2.97-fold higher compared to control respectively. The heatmap diagram showed that the CADs content in SA and YE treatments was clearly separated from each other and control treatment.

    Keywords: Cichoric acid, Coneflower, Elicitor, In vitro, Medicinal plant, yeast extract
  • Mahboubeh Ashnavar, Azim Ghasemnezhad *, Mostafa Khoshhal Sarmast, Kamran Rahnama Pages 35-42

    Plants are important parts of our diet; which, in addition to the primary metabolites, also produce a wide range of secondary metabolites. Endophytic fungi are among these microorganisms that not only do not cause infection and disease in the host plant but also play a role in the production or increase of some secondary metabolites and defense responses to biotic and abiotic stresses in the plant. Yew is one of the native trees of Iran and has medicinal value and has important fungal endophytes. Isolation and characterization of endophytic fungi in this plant can be important in order to discover new species with the potential to produce taxol. This study was carried out to isolate and identify molecularly and morphologically some fungal endophytes in the laboratory. In order to investigate the presence of ITS gene in fungi, ITS5 and ITS4 specific primers were used. 81 endophytic fungi were extracted from yew seedlings and eight samples were selected for molecular tests. The results of examining the presence of the ITS showed that all the extracted fungi gave a band in the desired region. Based on molecular and morphological studies, eight strains of identified endophytic fungi belonged to the genera Purpureocillium, Akanthomyces, Fusarium, Phomopsis and Colletotrichum. Therefore, the identification of more endophytic species can help to discover useful microorganisms in the production of secondary metabolites such as taxol.

    Keywords: Endophyte, Fusarium, Taxol, Taxus baccata
  • Vahideh Gougerdchi, Ebrahim Dorani *, Mostafa Valizadeh, Rustam Agazadeh Pages 43-51

    Improving plant regeneration skills in tissue culture studies is critical not only for the efficient genetic transformation of commercial crops but also for scientific reports. SNP (Sodium nitroprusside) as a Nitric oxide (NO) donor, plays an important role in the growth and development of plants. In this study, regeneration and plantlet development of Lycopersicon esculentum Mill. was improved using optimized concentrations of plant growth regulators supplemented with sodium nitroprusside. According to the results, among 12 different combinations of plant growth regulators, the MS medium complemented with 2 mg L-1 BAP and 0.2 mg L-1 IAA had a maximum percentage of regeneration (84%). The highest stem length (4.6 cm) and leave number (7) were achieved on MS medium supplemented with 0.5 mg L-1 BAP and 0.2 mg L-1 IAA. Adding of 10 μM sodium nitroprusside to the regeneration medium improved shoot regeneration efficiency (93%) and the number of shoots per explants (7.75). Furthermore, the maximum shoot growth mean, including stem length (11.8) and leaf number (11.2) were achieved on MS medium containing BAP (0.5 mg L-1), IAA (0.2 mg L-1), and 10 μM sodium nitroprusside. It was found that fewer adventitious roots and higher lateral roots were significantly developed in the medium containing IAA and SNP. Our findings indicated that adding SNP to the regeneration medium of L. esculentum Mill. improved shoot regeneration and plant development. This may overcome the problems in proliferation of the tomato plant.

    Keywords: SODIUM NITROPRUSSIDE, Shoot regeneration, Tomato, PGRs
  • Mehdi Arefrad *, Ghorban Ali Nematzadeh, Mozhdeh Arab, Ali Raei, Fatemeh Avakh, Fatemeh Aliakbari, Morteza Oladi, Ammar Afkhami, Elham Younesi-Melerdi, Faeze Vadipour Pages 52-64

    Although plant breeding has been able to increase rice yield, the quality of cooking and eating quality is still one of the most important economic factors in rice production. In order to better understand the genetic relationships between quantitative and qualitative properties, the most important agronomic traits, physicochemical properties and storage protein characteristics in two new mutant cultivars of rice, their parents and ancestors were evaluated. The results of agronomic traits showed that two mutant cultivars Roshan and Shahriar, have the highest yield (8500 and 8000 kg/ha respectively) accompanied by desirable agronomic characteristics such as lodging resistance, early maturity period, high number of tillers and more panicle length. Evaluation of qualitative properties also showed that these two new mutant cultivars characterized by good cooking and eating properties. As Roshan, show moderate amylose content (AC) and both of them were in terms of gelatinization temperature (GT) and gel consistency (GC) similar to Sangetarom, a quality cultivar. Also, Roshan cultivar, like Sangetarom, was differentiated by the recessive allele of BADH2 gene for fragrance. On the other hand, Shahriar cultivar also showed a significant decrease for prolamin protein. In general, the results show that there is no significant relationship between agronomic characteristics and yield with grain biochemical properties, such as cooking and eating quality, fragrance and storage protein content. These results promise that by identifying and pyramiding desirable alleles, especially alleles involved in starch synthesis, fragrance and prolamin protein can be obtained rice cultivars with higher qualitative properties.

    Keywords: : Agronomic characteristics, Qualitative traits, physicochemical properties, Storage proteins