فهرست مطالب

Plant Physiology and Breeding - Volume:13 Issue: 1, Winter-Spring 2023

Journal of Plant Physiology and Breeding
Volume:13 Issue: 1, Winter-Spring 2023

  • تاریخ انتشار: 1402/04/24
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سیما افراشته، فاطمه ناظوری*، سیدحسین میردهقان صفحات 1-16
    میوه پسته تازه احمدآقایی با اکسید کلسیم  (Cao) 1%، گاماآمینو بوتریک اسید (GABA) 10 میلی مولار، کربوکسی متیل سلولز(CMC)  %1 و ترکیب آن ها (CMC +GABA+CaO)  به مدت 30 ثانیه در دمای اتاق مه پاشی شدند. مه پاشی با آب مقطر به عنوان تیمار شاهد در نظر گرفته شد. میوه ها پس از خشک شدن در دمای اتاق در ظروف پلی اتیلن سوراخ دار با چگالی کم بسته بندی شدند و به مدت 75 روز در انبار سرد (در دمای 1±2 درجه سانتی گراد با رطوبت 2±85) نگهداری شدند. نتایج نشان داد که میوه های پوشش داده شده با CaO ،GABA و CMC+GABA+CaO بالاترین شاخص درخشندگی پوست پسته را نسبت به سایر پوشش ها نشان دادند. بیشترین کارتنویید و شاخص رنگ پوست در میوه های پوشش داده شده با  CMC+GABA+CaO  نشان داده شد. فلاونوییدها در میوه های تیمار شده  با GABA، CaO و CMC به طور معنی داری بیشتر از سایر تیمارها بود. در پایان دوره انبارمانی، میوه های پوشش دار شده با CMC در مقایسه با سایر مواد پوشش دهنده و شاهد، افزایش قابل توجه محتوای لیپید را نشان دادند. پسته های تیمار شده با CMC+GABA+CaO دارای کمترین مقدار پراکسید هیدروژن پوست و مغز و بالاترین کاروتنویید و شاخص رنگ مغز نسبت به شاهد بودند. به طور کلی، میوه های پوشیده شده با لایه های خوراکی، به ویژه با CMC+GABA+CaO، را می توان در حدود 50 روز در دمای 1±2 درجه سانتی گراد با حفظ ویژگی های مهم پسته، نگهداری کرد.
    کلیدواژگان: پوسیدگی میوه، شاخص رنگ، کاروتنوئید، فلاونوئید
  • اسرا صادق زاده*، محمدرضا شکیبا، سیروس حسن نژاد، سعید زهتاب سلماسی صفحات 17-33
    به منظور بررسی اثر اسپرمیدین بر عملکرد مزرعه ای همیشه بهار در شرایط کم آبی و آلودگی علف های هرز آزمایشی دو ساله در سال های 2020 و 2021 انجام شد. آزمایش به صورت طرح اسپلیت اسپلیت پلات بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار پیاده شد که در آن فواصل آبیاری (I2، I1 و I3: به ترتیب آبیاری پس از 40، 80 و 120 میلی متر تبخیر از تشتک کلاس A) به کرت های اصلی، آلودگی علف های هرز (عاری از علف های هرز و آلوده به علف های هرز) به کرت های فرعی و محلول پاشی اسپرمیدین (یک میلی مولار) (در مرحله 4 تا 6 برگی و پیش از غنچه دهی) به کرت های فرعی-فرعی اختصاص یافت. در سطوح  I2 و I3 و نیز در شرایط آلودگی به علف های هرز درصد پوشش زمین، محتوای آب برگ، شاخص سطح برگ و عملکرد روغن و اسانس کاهش و دمای برگ افزایش یافت. این واکنش منجر به کاهش عملکرد دانه گیاهان همیشه بهار شد. کاربرد اسپرمیدین باعث افزایش درصد پوشش زمین، محتوای آب برگ، شاخص سطح برگ و عملکرد روغن و اسانس شد. همچنین محلول پاشی اسپرمیدین  باعث کاهش دمای برگ شد. به طور کلی تیمار با اسپرمیدین بر عملکرد دانه و روغن گیاه همیشه بهار تحت شرایط تنش آبی و آلودگی علف های هرز تاثیر مثبت داشت.
    کلیدواژگان: آلودگی علف هرز، .اسانس، پلی آمین، عملکرد دانه
  • گلپر رحمتی، منصور قربانپور* صفحات 35-50
    گیاه کاسنی به دلیل داشتن ترکیبات زیست فعال ارزشمند مانند اسیدهای فنولیک، ترپنوییدها، ویتامین ها و اینولین، دارای طیف استفاده وسیعی در صنایع دارویی و غذایی می باشد. حضور و میزان این ترکیبات متاثر از عوامل ژنتیکی و محیطی مختلف و روش فرآوری است. در این پژوهش جمعیت های وحشی مختلف از گیاه کاسنی واقع در مرکز کشور (استان مرکزی) با استفاده از صفات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت. استخراج اسانس با روش تقطیر با آب و دستگاه کلونجر انجام شد. برای شناسایی و جداسازی ترکیبات موجود در اسانس از دستگاه GC و GC/MS و برای تعیین میزان اینولین از دستگاه اسپکتروفتومتر استفاده شد. نتایج نشان داد که تنوع بالا و معنی دار بین جمعیت ها از نظر صفات مختلف وجود دارد. محتوی و ترکیبات اسانس نیز در جمعیت های مورد مطالعه دارای تنوع قابل ملاحظه ای بود. ترکیبات اصلی اسانس شامل کامازولن، 1و8-سینیول، کارواکرول، کومینیک آلدهید، تیمول، سینامیک آلدهید، کامفور، بورنیول، لینالول و کارون بودند. تجزیه کلاستر بر اساس صفات مورفولوژیکی و ترکیبات شیمیایی اسانس، جمعیت ها را در دو گروه مختلف تفکیک کرد. در نتیجه وجود تنوع قابل توجه در صفات مورفولوژیکی و ترکیبات شیمیایی در بین جمعیت های کاسنی می تواند در برنامه های اصلاحی این گیاه مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: اسانس، ترکیبات شیمیایی، تنوع ژنتیکی، کاسنی
  • سمیه شهبازی، محمود تورچی*، محمد مقدم، سعید اهری زاد، علی بنده حق صفحات 51-68
    در این آزمایش اثر تنش شوری بر الگوی پروتیوم ریشه ارقام ارگ (متحمل به شوری) و مغان 3 (حساس به شوری) گندم با الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید دو بعدی بررسی شد. شوری در دو سطح صفر و 150 میلی مولار در مرحله سه برگی به مدت سه هفته در شرایط گلخانه ای اعمال شد. پس از تجزیه پروتیوم ریشه، 120 لکه پروتیینی تکرارپذیر آشکار شد که از میان آن ها 15 لکه تغییر بیان معنی دار نشان دادند. در مغان3 چهار لکه پروتیینی دارای کاهش بیان معنی دار شناسایی شد. در رقم متحمل ارگ، 11 لکه پروتیینی تغییر بیان معنی دار نشان دادند که در میان آن ها پنج لکه پروتیینی افزایش بیان و 6 لکه پروتیینی کاهش بیان داشتند. این پروتیین ها بر اساس عملکرد به چند گروه مانند پروتیین های دخیل در متابولیسم و ​​انرژی، مهار و سم زدایی گونه های اکسیژن فعال، پروتیین های مرتبط با دیواره سلولی و پروتیین های دخیل در تاخوردگی و تخریب طبقه بندی شدند. احتمالا تحمل به تنش شوری در رقم ارگ با افزایش بیان پروتیین های پیروات دهیدروژناز، فسفوگلیسرات موتاز، کاتالاز و مالات دهیدروژناز ارتباط داشت. درحالی که در رقم جساس مغان3 کاهش بیان پروتیین های انولاز، پراکسیداز و گلوتاتیون پراکسیداز در شرایط تنش شوری احتمالا به علت افزایش تولید گونه های اکسیژن فعال سبب تنش اکسیداتیو در گیاه شده است. این یافته ها می تواند برای بهبود تحمل به شوری در برنامه های اصلاحی گندم مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: الکتروفورز دوبعدی، تجزیه پروتئوم، تنش شوری، گونه های اکسیژن فعال
  • جابر پناهنده* صفحات 69-78
    سیب زمینی تجاری گونه اتوتتراپلویید با پایه ژنتیکی محدود می باشد در حالی که گونه های دیپلویید وحشی منبع تنوع ژنتیکی و واجد ژن های مقاومت به اغلب تنش های زیستی و غیرزیستی همراه با ژن های مربوط به خصوصیات کیفی هستند. اما کاربرد گونه های وحشی در اصلاح سیب زمینی به دلیل موانع دورگ گیری پیش و پس از تشکیل سلول تخم به علت تفاوت در سطح پلوییدی، عدد توازنی آندوسپرم (EBN) و یا ساختار ژنومی محدود شده است. گونه های دیپلویید  1EBNبه دلیل چنین موانعی به عنوان خزانه ژنی ثالثیه سیب زمینی در نظر گرفته می شوند. در این مطالعه از گونه  Solanum verrucosum، یک گونه دیپلویید وحشی خودبارور نادر، به عنوان گونه پل و نیز به کارگیری گرده افشانی نجات دهنده و اکسین (IBA) برای انتقال ژرم پلاسم چهار گونه دیپلویید وحشی سیب زمینی 1EBN (S commersonii، S. pinnatisectum،  S. bulbocastanum و S. cardiophylum) به سیب زمینی زراعی استفاده شد. نتایج نشان داد که گرده افشانی نجات دهنده برای حفظ میوه اندکی بهتر از به کارگیری IBA می باشد. همان نتایج برای تشکیل بذر نیز دیده شد و IBA عمدتا منجر به میوه های کاملا پارتنوکارپ شد. بذرهای به دست آمده از تلاقی ها  دارای خواب مقاوم به ژیبرلین بودند و قدرت جوانه زنی چندانی نداشتند. همان طور که انتظار می رفت S. commersonii در مقایسه با سه گونه دیگر از قدرت تلاقی پذیری بیشتری با S. verrucosum برخوردار بود. هیبریدهای بین گونه ای S. verrucosum × S. commersonii از نر باروری و ماده باروری برخوردار بودند. در عین حال تلاقی آن ها با سیب زمینی زراعی دیپلویید (S. phureja) تنها به صورت والد ماده امکان پذیر بود.
    کلیدواژگان: اکسین، سیب زمینی، عدد توازنی آندوسپرم، گونه های دیپلویید وحشی سیب زمینی، موانع دورگ گیری
  • نگار آقایی، لیلا زارعی*، کیانوش چقامیرزا صفحات 79-94
    تولید گندم دوروم در آب و هوای مدیترانه ای در مواجهه با کمبود آب در طول گرده افشانی، محدود می شود. برنامه های اصلاحی سعی در افزایش عملکرد دانه تحت شرایط آب و هوایی چالش برانگیز مانند کمبود آب دارند. بهبود ارزیابی فنوتیپی با هدف انتخاب صفات کلیدی گیاه برای تسریع به نژادی امر مهمی است. در این مطالعه، 125 و 119 لاین اینبرد نوترکیب از نسل های F7 و F8 به دست آمده از تلاقی توده بومی گندم دوروم Iran_249  و واریته زردک در دو سال متوالی (1394 و 1395) در مزرعه در شرایط آب و هوای مدیترانه ای معتدل دیم مقایسه شدند. نتایج نشان داد که عملکرد لاین ها تحت تاثیر سال قرار داشت. شاخص برداشت، بیوماس، تعداد سنبله در بوته، تعداد پنجه در بوته، عملکرد کاه، وزن سنبله، تراکم سنبله و وزن دانه در سنبله با عملکرد دانه در هر دو سال همبستگی مثبت داشتند. بر اساس تجزیه علیت در سال اول، تعداد سنبله در بوته و طول ریشک اثر مستقیم مثبت و معنی دار بر عملکرد دانه داشتند. در حالی که در آزمایش سال دوم تعداد پنجه در بوته، سرعت پر شدن دانه و ارتفاع بوته از اثر مستقیم مثبت و معنی دار بر عملکرد دانه برخوردار بودند. به طور کلی، بر اساس تجزیه و تحلیل صفات در دو سال، لاین های دارای وزن سنبله، وزن دانه در سنبله، تعداد پنجه در بوته، بیوماس، سرعت پر شدن دانه و ارتفاع بوته بالاتر و نیز دارای سنبله های بلندتر با طول ریشک بلندتر در شرایط دیم، عملکرد بالاتری داشتند. این صفات امیدوارکننده ترین صفات برای انتخاب غیرمستقیم عملکرد دانه هستند. لاین های شماره 2، 16، 29، 43، 66، 80، 100 و 118 بهترین رتبه ها را در هر دو سال داشتند و نسبت به والدین خود برتر بودند.
    کلیدواژگان: تنش خشکی، صفات آگرو-مورفولوژیکی، گندم دوروم، لاین های اینبرد نوترکیب
|
  • Sima Afrashteh, Fatemeh Nazoori *, Seyed Hossein Mirdehghan Pages 1-16
    Fresh pistachio fruits of ‘Ahmad Aghaei’ variety were sprayed with 1% calcium oxide (CaO), 10 mM w/v γ-aminobutyric acid (GABA), 1% carboxymethyl cellulose (CMC), and their combination (CMC+GABA+CaO) for 30 s at room temperature. Spraying with distilled water was considered as the control. Following the drying of fruits at room temperature, they were packed in perforated polyethylene terephthalate and kept under cold storage (at 2 ± 1 ˚C with 85 ± 2% RH) for 75 d. The result showed that the fruit coated with CMC+GABA+CaO, CaO, and GABA exhibited the highest lightness index of the pistachio hulls compared to the control. The highest hue index of the hulls and carotenoids was observed in the fruits coated with CMC+GABA+CaO. The flavonoids in the fruits treated with CaO, GABA, and CMC were significantly higher than in other coatings. At the end of the cold storage, the fruits covered with CMC resulted in considerably higher lipid content than other coatings and the control. Pistachios treated with CMC+GABA+CaO showed lower H2O2 in hulls and kernels and the highest kernel carotenoid, and color indices than the control. In conclusion, the fruits coated with edible layers, especially with CMC+GABA+CaO, can be stored at 2±1 oC around 50 days to preserve the important traits of the pistachios.
    Keywords: Carotenoid, Flavonoid, fruit decay, color index
  • Asra Sadeghzadeh *, Mohammad Reza Shakiba, Sirous Hassannejad, Saied Zehtab Salmasi Pages 17-33
    A two-year experiment was performed to evaluate the efficacy of spermidine on the field performance of marigold under water deficit and weed infestation conditions in the 2020 and 2021 growing seasons. The experiment was arranged as the split split-plot design based on a randomized complete block design with three replications. Irrigation intervals (I1, I2, and I3: irrigation after 40, 80, and 120 mm evaporation from the class A pan, respectively) were assigned to main plots, weed infestation (weed free and weed infestation) was assigned to the subplots, and foliar applications of spermidine (1 mM) (4-6th leaf stages and pre-blooming stage) were allocated to sub-subplots. The percentage of ground cover, leaf water content, leaf area index, and oil and essential oil yield decreased and leaf temperature increased in the I2 and I3 and also in weed infestation conditions. This reaction led to a decline in the grain yield of marigold plants. Foliar application of spermidine increased the percentage of ground cover, leaf water content, leaf area index, and oil and essential oil yield. It also decreased the leaf temperature. In conclusion, spermidine positively affected the grain and oil yield of marigold plants under water stress and weed infestation conditions.
    Keywords: Essential Oil, Grain Yield, Polyamine, weed infestation
  • Golpar Rahmati, Mansour Ghorbanpour * Pages 35-50
    Chicory has a wide range of uses in the pharmaceutical and food industries owing to its valuable bioactive compounds such as phenolic acids, terpenoids, vitamins, and inulin. The presence and content of these compounds are influenced by genetic and environmental factors, as well as the processing method. The present research aimed to evaluate the morphological and biochemical characteristics of wild chicory populations from the Markazi province, Iran. The essential oil was extracted through the distillation technique using Clevenger-type apparatus. GC and GC/MS were used to identify the compounds of the essential oil, and a spectrophotometer was used to determine the amount of inulin. The results showed high and significant diversity between populations for the measured traits. The maximum and minimum variations were observed for the plant height and branch weight, respectively. Significant correlations were observed between different traits. The yield and composition of essential oil in the studied populations showed considerable variation. The main components of the essential oil were chamazulene, 1,8-cineole, carvacrol, cuminic aldehyde, thymol, cinnamic aldehyde, camphor, borneol, linalool, and carvone. Cluster analysis separated the populations into two different groups based on morphological traits and chemical components of essential oils. In conclusion, the existence of considerable diversity in morphological traits and chemical compounds among the chicory populations can be useful in the breeding programs of this plant.
    Keywords: chemical compounds, chicory, Essential Oil, Genetic variation
  • Somayeh Shahbazi, Mahmoud Toorchi *, Mohammad Moghaddam, Saeid Aharizad, Ali Bandehhagh Pages 51-68
    In this experiment, the effect of salt stress on the root proteome pattern of Arg (tolerant to salinity) and Moghan3 (sensitive to salinity) cultivars of wheat was investigated by two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis. Salinity was applied at two levels of 0 and 150 mM in the third-leaf stage for three weeks under greenhouse conditions. The proteome analysis of the roots revealed 120 reproducible protein spots, among which 15 spots showed significant changes in expression. In Moghan3, four protein spots with a significant reduction in expression were identified. In the tolerant cultivar of Arg, 11 protein spots showed significant changes in expression, among which five protein spots had an increased expression and six protein spots had a decreased expression. These proteins were classified based on their function into several groups such as the proteins involved in metabolism and energy, reactive oxygen species scavenging and detoxification, the proteins associated with cell walls, and the proteins involved in folding and degradation. Probably, the tolerance to salt stress in the Arg cultivar was related to the increased expression of pyruvate dehydrogenase, phosphoglycerate mutase, catalase, and malate dehydrogenase proteins. While in the sensitive variety of Moghan3, the decrease in the expression of enolase, peroxidase, and glutathione peroxidase proteins under salinity stress conditions probably caused oxidative stress in the plants due to increased production of reactive oxygen species. These findings can be useful for improving the salt tolerance in the breeding programs of wheat.
    Keywords: Proteome analysis, reactive oxygen species, Salt stress, two-dimensional electrophoresis
  • Jaber Panahandeh * Pages 69-78
    The commercial potato is an autotetraploid with a narrow genetic base, while wild diploid potato species are sources of genetic diversity and genes for resistance to most of the biotic and abiotic stresses along with quality traits. However, the utilization of wild species in potato breeding is restricted by pre- and post-zygotic crossing barriers resulting from different ploidy levels, endosperm balance number, or genomic structure. Diploid 1EBN species, due to such barriers, are considered the tertiary germplasm for potato breeding. Here we used Solanum verrucosum, a rare self-compatible wild diploid potato, as a bridge species along with rescue pollination and indolebutyric acid (IBA) application for germplasm transferring from four 1EBN species including S. commersonii, S. bulbocastanum, S. cardiophylum, and S. pinnatisectum. Results showed that rescue pollination for fruit retention seems slightly better than the IBA application. The same results were also obtained for the seed set. IBA mainly led to fully parthenocarpic fruits. Seeds obtained from these crosses had gibberellic acid resistance dormancy and low germination capacity. As it was expected, the crossability of S. commersonii with S. verrucosum was better than the other three species. Interspecific S. verrucosum × S. commersonii hybrids showed both male and female fertility. However, they were crossable with the cultivated diploid potato species S. phureja just as the female parent.
    Keywords: Auxin, crossing barrier, endosperm balance number, Potato, wild diploid potato species
  • Negar Aghaie, Leila Zarei *, Kianoosh Cheghamirza Pages 79-94
    Durum wheat production in the Mediterranean climate is limited when water shortages occur during anthesis. Breeding programs try to increase crop yield under challenging weather conditions such as water shortage. The improvement in phenotyping with the purpose of selecting key plant traits is important for increasing the efficiency of the breeding program. In this study, 125 and 119 durum recombinant inbred lines (RILs) from F7 and F8 generations, respectively, derived from the cross between the Iranian landrace “Iran_249” and the Iranian variety “Zardak” were compared in the field over two successive years (2015 and 2016) in the temperate rainfed conditions with the Mediterranean climate. The results showed that the performance of RILs was influenced by the year. Harvest index, biomass, number of spikes per plant, number of tillers per plant, straw yield, spike weight, spike density, and weight of grains per spike were positively associated with the grain yield in two years. According to path analysis in the first year, the number of spikes per plant and awn length had a positive and significant direct effect on the grain yield whilst, in the second year, the positive and significant direct effects on the grain yield belonged to the number of tillers per plant, grain filling rate, and plant height. In conclusion, based on the two-year data, the RILs with higher spike weight, the weight of grains per spike, number of tillers per plant, biomass, grain filling rate, higher plant height with longer peduncle length, and longer spikes with longer awn length may have higher yield under rainfed conditions. These traits are promising traits for the indirect selection of grain yield. RILs No. 2, 16, 29, 43, 66, 80, 100, and 118 had the highest rank in both years and were superior to their parents.
    Keywords: agro-morphological traits, Drought, Durum wheat, Recombinant inbred lines