فهرست مطالب

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding - Volume:3 Issue: 1, Apr 2014

Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding
Volume:3 Issue: 1, Apr 2014

  • تاریخ انتشار: 1394/03/13
  • تعداد عناوین: 6
|
  • احمد حیدری، رضا درویش زاده، امیر فیاض مقدم، مینا راستگو، حمید حاتمی ملکی صفحات 1-9

    ویروس وای سیب‌زمینی (Potato virus Y, PVY) به عنوان یکی از بیماری‌های مهم توتون (Nicotiana tabacum L.) باعث کاهش شدید عملکرد و کیفیت برگ آن می شود. استفاده از ژنوتیپ‌های مقاوم به عنوان یک روش بسیار موثر، مقرون به صرفه و ایمن برای کاهش خسارت ویروس در نظر گرفته می‌شود. در این مطالعه پاسخ 90 ژنوتیپ توتون شرقی و نیمه شرقی در مقابل ویروس وای سیب‌زمینی در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار در شرایط کنترل شده ارزیابی گردید. هر تکرار شامل 6 گیاهچه بود. برگ-های هر ژنوتیپ در مرحله 4-6 برگی به طریقه مکانیکی با عصاره ویروس مایه‌زنی شدند. 4 هفته بعد از مایه‌زنی، شدت علایم ناشی از PVY در ژنوتیپ های مورد مطالعه متفاوت بود. آزمون الایزا روی گیاهان مایه‌زنی شده با ویروس به صورت غیرمستقیم و با استفاده از آنتی‌بادی چندهمسانه‌ای اختصاصی ویروس انجام گرفت. مقدار چگالی نوری هر نمونه آلوده شده در طول موج 405 نانومتر بااستفاده از دستگاه ELISA reader قرایت گردید. تجزیه واریانس داده‌های الایزا تفاوت معنی داری را بین ژنوتیپ‌ها از لحاظ غلظت PVY نشان داد. نتایج نشان داد که ژنوتیپ 'Erzeogovina' با 0.68881OD= حاوی بالاترین غلظت ویروس بود در حالی که ژنوتیپ 'KB101' حاوی پایین‌ترین غلظت ویروس با 0.0005OD= بود. در مطالعه حاضر، پاسخ متفاوت ژنوتیپ ها به ویروس وای سیب‌زمینی، به‌نژادگران توتون را برای کاهش دادن آسیب این ویروس از طریق استفاده از منابع مقاومت امیدوار می‌سازد.

    کلیدواژگان: ویروس وای سیب زمینی، توتون، الایزا
  • علیرضا قندباری صفحات 11-20

    سیب یکی از مهمترین درختان میوه مناطق معتدله در دنیا است. ریزازدیادی در ارقام و پایه‌های سیب یک روش با اهمیت برای تولید و تکثیر سریع گیاهان سالم و عاری از بیماریها می‌باشد. در پژوهش حاضر، مطالعه‌ی بر روی ریزازدیادی سه رقم پایه سیب شامل آزایش اصفهان، مربایی مشهد و M9 انجام گرفت. برای پرآوری شاخساره‌ها از دو محیط کشت مختلف (MS و WPM) با سه غلظت از ماده تنظیم کننده رشد BA (5/0، 1 و 5/1 میلی‌گرم در لیتر) و برای ریشه‌زایی نیز از دو محیط کشت (MS و½ MS) با سه سطح از IBA (5/0، 1 و 5/1 میلی‌گرم در لیتر) استفاده شد. نتایج نشان داد که همه فاکتورهای مورد مطالعه از جمله، ارقام، محیط‌های کشت، غلظت-های BA و IBA و اثر متقابل بین آنها، هم در پرآوری شاخساره‌ها و هم در ریشه‌زایی اختلاف معنی‌داری دارند. بدون توجه به نوع پایه و محیط‌های کشت، بیشترین و کمترین پرآوری شاخساره‌ها به ترتیب در محیط‌های با 5/1 و 5/0 میلی‌گرم در لیتر از BA تولید شد. محیطMS  در مقایسه با محیطWPM  بیشترین پرآوری شاخساره را داشت. پایه‌ی آزایش اصفهان حداکثر و پایه‌ی مربایی مشهد حداقل(به ترتیب 46/4 و 66/3 شاخه در هر ریزنمونه) پرآوری شاخساره‌ها را داشتند. علیرغم اینکه هر سه نوع پایه در محیط ½ MS با 5/1 میلی‌گرم در لیتر از IBA، بیشترین تعداد ریشه را تولید کردند با وجود این، پایه‌ی آزایش اصفهان بیشترین تعداد شاخساره (11/5 شاخه در هر ریزنمونه) و درصد ریشه‌زایی (33/48 %) را در بین پایه‌ها تولید کرد.

    کلیدواژگان: سیب، آزایش اصفهان، مربایی مشهد، PGR، پرآوری، ریشه زایی
  • رضا درویش زاده، اشکان بصیرنیا، حمید حاتمی ملکی، مراد جعفری صفحات 21-30

    بیماری سفیدک پودری که توسط Erysiphe cichoracearum ایجاد می گردد، یکی از مهمترین بیماری های قارچی تحدید کننده تولید محصول توتون است. هدف از این تحقیق شناسایی نشانگرهای DNA مرتبط با نواحی ژنومی کنترل کننده مقاومت به بیماری سفیدک پودری در توتون با استفاده از تجزیه ارتباط می باشد. بدین منظور، 70 ژنوتیپ توتون با استفاده از 26 جفت آغازگر SSR متعلق به گروه های پیوستگی مختلف توتون انگشت نگاری گردیدند. در مجموع تعداد 66 آلل با متوسط 53/2 آلل در هر جایگاه ژنی توسط 26 جفت آغازگر SSR شناسایی شدند. بر اساس تجزیه ساختار جمعیت، ژنوتیپ های مورد مطالعه در سه گروه شامل ژنوتیپ های چپق، ژنوتیپ های PD و ژنوتیپ های تیکولاک قرار گرفتند. در این مطالعه از 325 جفت نشانگر ممکن، 15/6% آنها نامتعادلی پیوستگی ژنی نشان دادند. مقدار متوسط D´ 268/0 بود. با استفاده از داده های حاصل از واکنش 70 ژنوتیپ مورد مطالعه در مقابل قارچ عامل بیماری، سه مکان ژنی (pt30034, pt30008, pt30159) مربوط به گروه های پیوستگی 22، 11 و b14 از نقشه مرجع توتون، به عنوان نشانگرهای مرتبط با ژن های کنترل کننده مقاومت به سفیدک پودری شناسایی شدند. نشانگرهای شناسایی شده در این تحقیق می توانند بخوبی در گزینش به کمک نشانگر برای ایجاد مقاومت به بیماری سفیدک پودری در توتون مورد استفاده قرار گیرند. با این وجود، همانند سایر صفت کمی دیگر، این نشانگرها قبل از استفاده در برنامه های گزینش مبتنی بر نشانگر بایستی مورد تایید قرار گیرند.

    کلیدواژگان: نامتعادلی پیوستگی ژنی، مدل خطی مخلوط، Nicotiana tabacum، سفیدک پودری، توالی تکراری ساده
  • رحمت الله بهمرام، مجید فروغی، زهرا نوری صفحات 31-41

    این تحقیق به منظور بررسی خصوصیات ژنتیکی عملکرد و کیفت الیاف کنف انجام شد. دو جمعیت حاصل شده از تلاقی ژنوتیپهای 1×51  × Ghana07 و Gregg × Ghana07هر جمعیت شامل نسلهای  P1, P2, F1, F2, BC1.P1 و  BC1.P2در یک طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار مورد ارزیابی قرار گرفتند. تجزیه میانگین نسلها با روش تصحیح شده حداقل مربعات روی صفات وزن خشک ساقه، درصد پوست، روز تا گلدهی، ارتفاع ساقه، قطر ساقه در محل طوقه  و قطر ساقه در محل نیمه ساقه انجام شد. نتایج تجزیه میانگین مربعات نشان داد که در صد پوست عمدتا اثرات غالبیت ژنها کنترل میشوند در حالی که وزن خشک ساقه عمدتا تحت تاثیر اثرات افزایشی ژنها بودند. برآوردهای هتروزیس بر اساس میانگین والدین عموما بالا و در محدوده 10 تا 55 درصد بودند. برآوردهای پسروی حاصل از خویش آمیزی محاسبه شده با استفاده از میانگین نسلهای F1 و F2 عبارت بودند از 55 درصد برای وزن خشک ساقه برای جمعیت اول1X51 × Ghana07)) و 1.43 درصد برای جمعیت دوم (Gregg × Ghana07). برآوردهای پسروی حاصل از خویش آمیزی محاسبه شده برای درصد پوست 5 درصد در جمعیت اول و 15 درصد در جمعیت دوم بدست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد که سهم کنترل تنوع  فونوتیپی صفات  که تحت کنترل اثرات افزایشی ژنها میباشند عموما‌  برای صفات وزن خشک ساقه بالا برآورد شد، لذا انتخاب برای بهبود عملکرد الیاف در نسلهای در حال تفرق منجر به اصلاح قابل توجهی خواهد شد.

    کلیدواژگان: ارزیابی ژنتیکی، تجزیه میانگین نسلها، عملکرد الیاف کنف، وراثت پذیری، اثرات افزایشی، اثرات غالبیت
  • رضا متین، محمدعلی ابراهیمی، علی نیازی صفحات 43-48

    رشد گیاهان به شدت تحت تاثیر تنش‌های محیطی مانند خشکی، شوری زیاد، درجه حرارت قرار می‌گیرند و بر این اساس شناسایی ژن-هایی که در انطباق یا تحمل تنش نقش موثری دارند، بسیار ضروری است. پروتئین‌های P5CS و BADH یک خانواده بزرگ از اکسیدوردوکتازها و کربوکسیلات سنتتازهای اختصاصی هستند که از اهمیت خاصی در تنظیم فرایندهای سلولی و پاسخ به تنش‌های محیطی برخوردار هستند. به منظور بررسی الگوی بیان این ژن‌ها در طی تنش شوری در گیاه گندم، تعدادی از قطعات ژنی آنها انتخاب، جداسازی و جهت آنالیز Real Time PCR مورد استفاده قرار گرفتند. به منظور استخراج RNA کل، گیاهچه های 17 روزه دو رقم گندم، ماهوتی (مقاوم) و الموت (حساس) تحت چهار تیمار شوری به‌ترتیب صفر (شاهد)، 50 ، 100 و 200 میلی مولار نمک طعام در محیط کشت هوگلند قرار داده شدند. بعد از رشد گیاهان در محیط مورد آزمایش و اعمال تنش‌‌های مورد نظر در زمان‌های صفر، 3، 6 ، 10 ، 24 و 72 ساعت بعد از اعمال تنش شوری از گیاهان نمونه برداری گردید. نتایج آنالیز RT-PCR کمی، مبین آن است که میزان بیان ژن‌های P5CS و BADH در پاسخ به تنش شوری تغییر می‌کنند. نتایج حاصله از این پژوهش بیانگر آن است که ژن های BADH و P5CS، نقش کلیدی در ایجاد مقاومت به تنش شوری در گیاه گندم را دارا هستند. همچنین آنالیز نتایج حاصل از RT-PCR کمی، نشان داد که بیان اغلب ژن‌های مورد بررسی در پاسخ به تنش تغییر محسوسی می‌کنند.

    کلیدواژگان: P5CS، BADH بررسی بیان، qRT-PCR، تنش شوری، Triticum aestivum
  • سمانه خلیلی، احمد معینی، محمد عبدلی صفحات 49-56

    کشت ریشه های مویین، سیستم مناسبی برای تولید متابولیت های ثانویه گیاهان دارویی است. در این پژوهش، القاء ریشه های مویین در گیاه  Echinacea angustifolia با استفاده از آگروباکتریوم رایزوزنز انجام شده است. اثرات نژادهای مختلف آگروباکتریوم رایزوزنز (AR15834، A4، K599 و MSU440)  در دو محیط کشت جامد فاقد هورمون شامل محیط کشت1/2MS   با ویتامین های B5  و محیط کشت WPM) روی القاء ریشه های مویین در ریزنمونه های 60 روزه بررسی شد. بیشترین درصد القاء ریشه های مویین (6/46%) ، توسط نژاد AR15834 در محیط کشت WPM  بدست آمد. همچنین، اثرات سن (20، 40 و 60 روز) و نوع ریزنمونه (برگ، پهنک برگ و دمبرگ) روی القاء ریشه های مویین با استفاده از نژاد AR15834 در محیط کشت WPM  بررسی شد. بیشترین فراوانی القاء ریشه های مویین  در ریزنمونه های برگ (4/52 %) و ریزنمونه های برگ 40 روزه  (3/62%) بدست آمد. تراریخت بودن ریشه های مویین توسط  PCR با استفاده از پرایمرهای اختصاصی ژن rolB انجام شد.


    کلیدواژگان: آگروباکتریوم رایزوزنز، Echinacea angustifolia، ریشه های مویین، ریزنمونه
|
  • Ahmad Heidari, Reza Darvishzadeh*, Amir Fayyaz Moghaddam, Mina Rastgou, Hamid Hatami Maleki Pages 1-9

    Potato virus Y (PVY) as one of the serious diseases on tobacco (Nicotiana tabacum L.), reduces leaf yield and its quality. Use of resistant genotypes is being considered as the most effective, economical and a safe way to reduce damages of the virus. In the present study, the response of 90 oriental and semioriental tobacco genotypes was evaluated against PVY using randomized complete block design with three replications under controlled conditions. Each replicate consisted of 6 seedlings. The leaves of each genotype were inoculated mechanically via rubbing method at 4-6 leaf stage with PVY. Four weeks following inoculation, the studied genotypes showed different severity symptoms associated with PVY. ELISA assay were applied on the inoculated plants by the indirect method using the polyc lonal antibody specific to PVY. Optical density value of each infected sample was read at 405 nm using an ELISA reader. Analysis of variance on ELISA data showed significant differences among genotypes for concentration of PVY. Results revealed that 'Erzeogovina' genotype with OD=0.68881 contained the highest virus concentration whereas the 'KB101' genotype with OD=0.0005 contained the lowest virus concentration. The differed reactions of genotypes to PVY virus encourage the use of resistance genetic resource for the reduction of disease damages.

    Keywords: ELISA, Nicotiana tabacum L., PVY
  • Alireza Ghanbari Pages 11-20

    Apple is one of the most important temperate-zone fruit trees in the world. Micropropagation of apple scion and rootstocks is an important method of rapid production of healthy and disease-free plants. In this research, in vitro propagation of three apple roottocks including Azayesh-Esfahan, Morabbaee- Mashhad and M9 was investigated. Shoot proliferation carried out in two basal media (MS and WPM) containing three concentrations of BA (0.5, 1 and 1.5 mgL-1) and also, rooting of microshoots were investigated in two basal media (MS and ½ MS) with three concentrations of IBA (0.5, 1 and 1.5 mgL-1). The results showed that all studied factors including cultivars, media, BAP, IBA concentrations and interaction among them had significant effects on both shoot proliferation and rooting of rootstocks. Regardless of rootstocks and media, the maximum and minimum shoot proliferation rates were obtained in the media containing 1.5 mgL-1 and 0.5 mgL-1 BA, respectively. The MS medium was more effective on shoot proliferation than WPM medium. The Azayesh- Esfahan and Morabbaee-Mashhad showed the maximum and minimum (4.46 and 3.66 shoots/explants) shoot proliferation values, respectively. However, all roottocks had the maximum rooting in the ½MS media containing 1.5 mgL-1 IBA. In overall, Azayesh- Esfahan showed the maximum shoot proliferation (5.11 shoots/explants) and rooting (48.33 %) among roottocks.

    Keywords: Apple, Azayesh, Esfahan, Morabaee, Mashhad, PGR, Proliferation, Rooting
  • Reza Darvishzadeh*, Ashkan Basirnia, Hamid Hatami Maleki, Morad Jafari Pages 21-30

    Powdery mildew caused by Erysiphe cichoracearum is an important fungal disease which threatens tobacco (Nicotiana tabacum L.) production. The objective of this study was to determine DNA markers linked to genomic regions associated with resistance to powdery mildew in tobacco through the association mapping approach. Seventy tobacco genotypes were fingerprinted using 26 simple sequence repeat (SSR) primer pairs which were distributed in several chromosomes of tobacco.A total number of 66 alleles were detected by 26 SSR primers with an average of 2.53 alleles per locus. Based on population structure analysis, the studied genotypes were classified into three groups including Chopogh, PD and Tikolak genotypes. Ou of 325 marker pairs, 6.15% showed a significant level of linkage disequilibrium (LD) (P<0.01). The mean of D´ for all marker pairs was 0.268. Using susceptibility data of the 70 genotypes against fungal agent, three loci (pt30034, pt30008 and pt30159) from linkage groups 22, 11 and 14b of tobacco reference linkage map were identified to be associated with the gene(s) controlling resistance to powdery mildew. The identified markers could be good candidates for marker assisted selection in powdery mildew disease resistance breeding programs. However, like any other quantitative trait, there is a requirement to assess the quality of the obtained quantitative trait loci (QTLs) before marker assisted selection (MAS) become a viable proposition.

    Keywords: Linkage disequilibrium, mixed linear model, Nicotiana tabacum, powdery mildew, simple sequence repeat
  • Rahmatollah Behmaram*, Ghizan Saleh, Majid Foroughi, Zahra Noori, Jothi Malar Panandam, Jalaluddin Harun Pages 31-41

    The study was conducted to investigate the genetic basis of kenaf fiber yield and quality In two sets of generations derived from 1X51 x Ghana07 and Gregg x Ghana07 crosses. Analysis of generation meansusing weighted least squares procedure was performed on stalk dry weight, bast percentage, days to flowering, plant height, and basal stalk diameter. Analysis of generation means revealed that bast percentage was mainly controlled by dominance effects whereas stalk dry weight was mainly controlled by additive effects. Estimates of heterosis based on midparental values were generally high and ranged from 10 to 55% for stalk dry weight and bast percentage. Estimates of inbreeding depression, calculated from F1 and F2 generation means, were 55% for stalk dry weight in Population 1 and 43% in Population 2. Estimates of inbreeding depression for bast percentage were 5% in Population 1 and 15% in Population 2. The results of this study indicated that the portion of phenotypicvariations, which is controlled by additive gene effects, was generally high for stalk dry weight. Thus, selectingthe segregating generations would lead to significant improvement of fiber yield.

    Keywords: genetic analysis, generation mean analysis, kenaf fiber yield, heritability, additive effect, dominance effect
  • Reza Matin*, Mohammad Ali Ebrahimi, Ali Niazi Pages 43-48

    Plants encounter various stresses such as drought and salinity which adversely affect growth, development and crop productivity. The expression of the genes Delta -1- pyrroline – 5 - carboxylate synthetase (P5CS) and Betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) extends throughout various protective mechanisms in plants and allows them to adapt to unfavorable environmental conditions. P5CS and BADH genes expression patterns in the wheat cultivars Mahuti and Alamut were studied under salt and ABA treatments using a qRT-PCR technique. Results showed that gene expression patterns were significantly different in these two cultivars. Mahuti had significantly higher expressions of P5CS at 3h compared to other time courses, while Alamut had significantly higher expressions of P5CS at 72h. In addition, these result showed that the P5CS gene expression increased after treatment of ABA and NaCl in both Mahuti and Alamut cultivars. Similarly, Mahuti had significantly higher expressions of BADH at 72h compared to other time courses, while Alamut had significantly higher expressions of BADH at 24h. It is likely that the difference in gene expression patterns between Mahuti as a salt tolerant cultivar and Alamut as a salt sensitive cultivar is due to different signaling pathways that activate P5CS and BADH expressions. Lack of significant difference between these genes expression profile under salt and ABA treatment suggest that P5CS and BADH are not induced by the stresses used in this study. It is also possible that different concentrations of NaCl and ABA are required to cause a change in the expression of P5CS and BADH genes.

    Keywords: P5CS, BADH, qRT, PCR, Salt stress, Triticumaestivum
  • Samane Khalili, Ahmad Moieni, Mohammad Abdoli Pages 49-56

    Hairy roots culture is a potential system for secondary metabolite production in medicinal plants. In this research, hairy root induction in Echinacea angustifolia was established using Agrobacterium rhizogenes. The effects of different A. rhizogenes strains (AR15834, A4, K599 and MSU440) in two solid growth regulator- free culture media, half strength MS salts with B5 vitamins and WPM, were evaluated on hairy root induction in 60-day-old explants. The highest percentage of root induction was obtained by AR15834 strain in the WPM medium (46.6%). Also, the effects of age (20, 40 and 60 day-old) and type (leaf, leaf lamina and petiole) of explant on hairyroot induction were investigated by AR15834 strain in the WPM medium. The high frequency of hairy root induction was obtained in leaf explants (52.4%) and 40 day-old leaf explants (62.3%).Transgenic hairy roots were confirmed by PCR analysis with specific primers of rolB gene.

    Keywords: Agrobacterium rhizogenes, Echinacea angustifolia, Hairy roots, Explant