پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 1 1 2024 09 22 Optimization of high-resolution melting method: a case study on the gene responsible for converting oleic acid to linoleic acid in safflower بهینه‌سازی روش ذوب با وضوح بالا: مطالعه موردی روی ژن مسئول تبدیل اولئیک اسید به لینولئیک اسید در گلرنگ 1 18 4849 10.22103/gpb.2024.4849 FA مهدی پیل آقایی دانشجوی دکتری، گروه نانوبیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران. 0009-0000-4031-8863 زهرا سادات شبر دانشیار، گروه زیست شناسی سامانه‌ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. 0000-0002-7011-5415 سیدسعید پورداد گروه زیست‌شناسی سامانه‌ها، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. 0000-0002-7032-0988 Journal Article 2025 02 09 Objective High-resolution melting (HRM) analysis is an affordable, specific, and rapid tool for analyzing various sequences, screening, and genotyping. This method detects small nucleotide changes based on the melting properties of double-stranded DNA. This study aimed to optimize the HRM assay for safflower genotyping concerning oleic acid content. The FAD2-1 gene introduces a double bond into the oleic acid substrate, converting it into linoleic acid. In high-oleic acid varieties, a single nucleotide polymorphism (SNP) in this gene has been reported to introduce a premature stop codon, leading to enzyme inactivation. Therefore, accurately detecting genotypes carrying this SNP in the FAD2-1 gene could be a reliable method for identifying safflower genotypes with high oleic acid content. Materials and Methods HRM analysis was performed using two fluorescent dyes (EvaGreen and SYBR Green), three different concentrations of template genomic DNA, and two pairs of primers (HRM1 and HRM2, producing amplicons of 117 bp and 265 bp, respectively) on eight safflower genotypes. The aim was to determine the optimal conditions for distinguishing genotypes based on the presence or absence of the target SNP in the melting curves. Results Between the two primer sets, HRM1, which amplified a smaller 117 bp fragment, provided better differentiation among genotypes than HRM2, which amplified a larger 265 bp fragment. In comparing fluorescent dyes, EvaGreen enabled more apparent discrimination of genotypes in a single reaction than SYBR Green. Furthermore, genomic DNA concentration did not significantly affect the melting curve distinction within the tested range. Conclusion This study confirms and extends previous findings, demonstrating that smaller amplicons yield better melting curve distinction. EvaGreen fluorescent dye is also a suitable alternative to SYBR Green, providing improved genotyping efficiency. هدف: روش ذوب با وضوح بالا (HRM) یک ابزار مقرون به صرفه، اختصاصی و سریع است که برای تجزیه و تحلیل انواع توالی، غربالگری و ژنوتیپ‌سنجی کاربرد دارد. این روش بر اساس خواص ذوب DNA دو رشته‌ای، تغییرات نوکلئوتیدی کوچک را تشخیص می‌دهد. هدف پژوهش حاضر، بهینه‌سازی آزمون HRM برای ژنوتیپ‌سنجی گلرنگ از نظر محتوای اولئیک اسید است. نقش ژن FAD2-1، اضافه کردن یک پیوند دوگانه در سوبسترای اولئیک اسید و تبدیل آن به لینولئیک اسید است. در رقم‌های با محتوای بالای اولئیک اسید، وجود یک SNP در این ژن گزارش شده که موجب به‌وجود آمدن کدون خاتمه زودرس و از کار افتادن آنزیم حاصل می‌شود. بنابراین تشخیص صحیح و سریع ژنوتیپ‌های دارای SNP مذکور در ژن FAD2-1 می‌تواند راه‌کار مناسبی برای تشخیص ژنوتیپ‌های گلرنگ با محتوای بالای اولئیک اسید باشد. مواد و روش‌ها: در این مطالعه، روش HRM با استفاده از دو رنگ فلورسنت اواگرین و سایبرگرین، سه غلظت مختلف DNA ژنومی الگو و دو جفت آغازگر مختلف به‌نام HRM1 و HRM2 (که قطعه حاصل از تکثیر با استفاده از آن‌ها دربردارنده SNP مذکور بوده و به‌ترتیب شامل 117 و 265 جفت باز می‌باشد) روی هشت ژنوتیپ گلرنگ انجام شد تا شرایط مناسب برای تفکیک منحنی ذوب برای ژنوتیپ‌های دارای SNP و بدون آن مشخص شود. نتایج: در مقایسه آغازگرهای HRM1 و HRM2، آغازگر HRM1 به‌دلیل تولید قطعه کوچک 117 جفت بازی، تفکیک را بهتر از آغازگر HRM2 که قطعه بزرگتر 265 جفت بازی تولید می‌کرد، انجام داد و در مقایسه رنگ اواگرین و سایبرگرین، اواگرین توانست در یک واکنش PCR، ژنوتیپ‌های بیشتری را به‌درستی تفکیک کند. همچنین، غلظت DNA در محدوده مورد بررسی تأثیر چندانی در تفکیک منحنی‌های ذوب نداشت. نتیجه‌گیری: این مقاله یافته‌های پیشین را تایید و گسترش می‌دهد که تفکیک منحنی‌های ذوب برای قطعات تکثیر‌شده کوچک‌تر بهتر صورت می‌گیرد و رنگ اواگرین جایگزین مناسبی برای رنگ سایبرگرین بوده و با استفاده از رنگ اواگرین می‌توان به کارآیی بهتری دست یافت.

https://gpb.uk.ac.ir/article_4849_ec1f764517b7ffb52057af6df18142b7.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 1 1 2024 09 22 Investigation of the correlation and causal relationships between grain yield and some important agronomic traits in corn lines under drought stress conditions بررسی همبستگی و روابط علی و معلولی عملکرد دانه ذرت و برخی صفات مهم زراعی در لاین‌های ذرت در شرایط تنش خشکی 19 36 4850 10.22103/gpb.2025.4850 FA مهدی رحیمی دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. 0000-0001-5625-3275 Journal Article 2025 03 03 Objective Corn is one of the most important cereal crops worldwide, playing a vital role in food security and various industries. However, drought stress and climate change are expected to impact agricultural production increasingly in the coming decades. Therefore, investigating the correlations and cause-effect relationships between corn grain yield and key agronomic traits under different drought stress conditions can help identify traits that most strongly influence grain yield and enhance the efficiency of corn breeding programs. Materials and Methods To study the relationships between grain yield per plant and agronomic traits, 40 advanced corn lines from the eighth generation (coded KSC704-S8-1 to KSC704-S8-40) were evaluated using a randomized complete block design with three replications under two different irrigation conditions. Results The combined analysis of variance for all studied traits revealed significant differences at the 1% probability level for both the effects of environment (moisture conditions) and line, indicating considerable variation among lines and between the two environments. Trait correlation analysis showed that grain yield per plant positively and significantly correlated with the number of grains per ear, hundred-grain weight, and grain width under both irrigation conditions. In stepwise regression analysis, when grain yield per plant was considered the dependent variable, the number of grains per ear, grain length, and number of ears per plant were sequentially included in the model under normal conditions. In contrast, the number of grains per ear and grain length were entered under drought stress conditions. In both cases, the models were significant at the 1% level. Path analysis further revealed that the number of grains per ear and grain length had the highest direct and positive effects on grain yield per plant under normal and drought stress conditions. Conclusion The findings indicate that the number of grains per ear, grain length, and ears per plant are the most important traits to consider as selection indicators for improving grain yield per plant in corn breeding programs. هدف: ذرت یکی از مهم‌ترین غلات جهان است که نقش حیاتی در تأمین امنیت غذایی و صنایع مختلف ایفا می‌کند. همچنین تنش خشکی و تغییرات اقلیمی در دهه‌های آینده به‌طور فزاینده‌ای بر تولید محصولات کشاورزی تأثیرگذار است. بنابراین، بررسی همبستگی و روابط علی و معلولی بین عملکرد دانه ذرت و برخی صفات مهم زراعی در لاین‌های ذرت تحت شرایط مختلف تنش خشکی می‌تواند به شناسایی صفات کلیدی مؤثر بر عملکرد دانه و بهبود کارایی برنامه‌های اصلاحی ذرت کمک کند. مواد و روش‌ها: به‌‌منظور مطالعه روابط بین عملکرد تک بوته و صفات زراعی، در این پژوهش، 40 لاین پیشرفته ذرت از نسل هشتم با کدهای KSC704-S8-1 تا KSC704-S8-40 در قالب یک طرح آزمایشی بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار و تحت دو شرایط متفاوت آبیاری مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج: نتایج تجزیه واریانس مرکب برای تمامی صفات مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری را در سطح احتمال یک درصد برای اثرات محیط (شرایط رطوبتی) و لاین نشان داد و این حاکی از تفاوت معنی‌دار بین لاین‌ها و همچنین دو محیط بود. همبستگی صفات در هر دو شرایط نشان داد که عملکرد تک بوته همبستگی مثبت و معنی‌داری با صفات تعداد دانه در بلال، وزن صد دانه و عرض دانه داشت. با در نظر گرفتن عملکرد تک بوته به‌عنوان متغیر وابسته و انجام تجزیه رگرسیونی گام به گام در شرایط نرمال (به‌ترتیب صفات تعداد دانه در بلال، طول دانه و تعداد بلال در بوته در مرحله اول)، شرایط تنش خشکی (صفات تعداد دانه در بلال و طول دانه در مرحله اول) وارد مدل گردیدند و مدل در سطح یک درصد معنی‌دار گردید. تجزیه مسیر نشان داد که صفات تعداد دانه در بلال و طول دانه در شرایط نرمال و در شرایط تنش خشکی بالاترین اثر مستقیم و مثبت را بر عملکرد تک بوته داشتند. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که مهم‌ترین صفات به‌عنوان شاخص گزینش جهت بهبود عملکرد تک بوته در ذرت به ترتیب شامل تعداد دانه در بلال، طول دانه و تعداد بلال در بوته بودند.

https://gpb.uk.ac.ir/article_4850_549406198764950208345d143aa67c7d.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 1 1 2024 09 22 Determining the combinability of greenhouse orange bell pepper (Capsicum annuum L.) lines in terms of fruit characteristics تعیین قابلیت ترکیب لاین‌های فلفل دلمه‌ای (.Capsicum annuum L) نارنجی گلخانه‌ای از نظر ویژگی‌های میوه 37 50 4851 10.22103/gpb.2025.4851 FA زهرا رودباری استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی جنوب کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایران. 0000-0002-5908-024X جواد سرحدی استادیار، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی جنوب کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ایران. Journal Article 2025 03 10 Objective A significant proportion of vegetable hybrid seeds in the country are imported. By 2010, this dependency on foreign sources was anticipated to be reduced through domestic hybrid seed production. A fundamental requirement for any plant breeding and hybrid seed production program is the selection of suitable parents, and insights into the gene action controlling various traits. Diallel crosses are a useful method for identifying potential hybrid combinations and obtaining information on heritability, types of gene action, and predicting offspring performance. Materials and Methods A one-way diallel crossing scheme was conducted to evaluate the combining ability of seven orange bell pepper lines derived from six generations of self-pollination. The resulting 21 hybrids, and the seven parental lines, were cultivated in a randomized complete block design with three replications. In each replication, 10 plants per treatment (hybrid or parent) were grown in a greenhouse, totaling 30 plants per genotype. Traits were recorded throughout the growth period, including fruit length and diameter, flesh thickness, pedicel thickness, average fruit weight, and total fruit yield. Results Analysis of variance revealed that the differences among genotypes (parents and hybrids) were significant at the 1% probability level for all traits studied. Subsequently, Griffing’s method II was used to partition the genotype sum of squares into general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) and to assess the nature of gene action. GCA and SCA variances were significant across all traits, indicating the involvement of additive and non-additive genetic effects. However, non-additive gene effects had a greater influence, as evidenced by Baker's ratio values below 0.5. The low GCA-to-SCA variance ratios further supported the predominant role of non-additive effects (dominance or epistasis) in trait expression. Conclusion Hybrids 31×20, 30×25, and 33×30 are recommended for DUS (Distinctness, Uniformity, and Stability) testing and potential cultivar release due to their high yield, desirable agronomic traits, and competitive performance against commercial hybrid controls. هدف: بخش اعظم بذر هیبرید سبزی و صیفی کشور وارداتی است و انتظار می‌رود بتوان تا سال 1410 به چالش وابستگی شدید به کشورهای خارجی در این حوزه با تولید بذر هیبرید داخلی غلبه کرد. پیش‌نیاز هر برنامه به‌نژادی گیاهی و تولید بذر هیبرید، انتخاب والدین همراه با اطلاعات مربوط به ماهیت عملکرد ژن‌های کنترل‌کننده صفات مختلف است. از طریق تلاقی دای‌آلل بین لاین‌های والدینی می‌توان اطلاعاتی در مورد وراثت‌پذیری، انواع اعمال ژنی دخیل در بیان صفات و پیش‌بینی عملکرد نتاج به‌دست آورد. مواد و روش‌ها: به‌منظور ارزیابی ترکیب‌پذیری 7 لاین‌ فلفل دلمه‌ای نارنجی حاصل از 6 نسل خودگشنی، تلاقی دی‌آلل یکطرفه انجام شد و 21 هیبرید حاصل به‌همراه 7 لاین والدینی در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 3 تکرار کشت شدند. در هر تکرار از هر تیمار (هیبریدها یا والدین) 10 بوته و در مجموع 30 بوته در گلخانه کشت شد. صفات طول و قطر میوه، ضخامت گوشت، ضخامت دم میوه و وزن میوه و عملکرد میوه در کل دوره رشد ثبت و مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اختلاف بین ژنوتیپ‌ها (لاین‌های والدینی و هیبریدها) برای تمامی صفات مورد مطالعه در سطح احتمال یک درصد معنی‌دار بود. بنابراین تجزیه گریفینگ به‌روش دوم انجام شد و مجموع مربعات بین ژنوتیپ‌ها به ترکیب‌پذیری عمومی و خصوصی تفکیک و نوع عمل ژن مورد آزمون قرار گرفت. با توجه به این‌که واریانس ترکیب‌پذیری عمومی والدها و واریانس ترکیب‌پذیری خصوصی هیبریدها از نظر تمام صفات معنی‌دار بود، وجود اثرات افزایشی و غیر افزایشی در کنترل ژنتیکی صفات موردمطالعه مورد تائید قرار گرفت. نتایج نشان داد با وجود آنکه اثرات ژنی افزایشی و غیر افزایشی در کنترل صفات مورد ارزیابی نقش دارند اما اثرات غیر افزایشی نقش مهم‌تری در کنترل همه صفات بازی می‌کنند. چرا که نسبت بیکر زیر 5/0 بود. مقادیر پایین واریانس ترکیب‌پذیری عمومی به ترکیب‌پذیری خصوصی نشان داد که اثرات غیر افزایشی (غالبیت و یا اپیستازی) نقش بیشتری در کنترل صفات نقش دارند. نتیجه‌گیری: هیبریدهای 31×20، 30×25 و 33×30 به‌دلیل داشتن عملکرد بالا و صفات مطلوب و قابلیت رقابت با هیبریدهای شاهد تجاری جهت انجام آزمایشات DUS و معرفی رقم پیشنهاد می‌گردند.

https://gpb.uk.ac.ir/article_4851_5d40954183d62a82257835477ccad3d2.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 1 1 2024 09 22 Investigating the response of wheat genotypes to common diseases using machine learning algorithms بررسی واکنش ژنوتیپ‌های گندم به بیماری‌های رایج با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین 51 88 4852 10.22103/gpb.2024.4852 FA حسین صبوری استاد، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبد‌کاووس، گنبدکاووس، ایران. 0000-0003-4128-7952 سیدجواد سجادی استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران. فاختک طلیعی استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، گنبدکاووس، ایران. 0000-0001-9043-6745 حسین علی فلاحی گروه تحقیقات علوم کشاورزی و باغبانی، مرکز تحقیقات و آموزش منابع کشاورزی مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی (AREEO)، ساری، ایران. برزو کازرانی دانشجوی سابق دکتری، گروه اصلاح نباتات، دانشکده علوم زراعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. 0000-0001-8923-015X آیلین زبرجد دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی. دانشگاه گنبدکاووس، ایران. Journal Article 2025 03 15 Objective This study aimed to predict the response of 297 wheat genotypes to common regional diseases using 71 iPBS and 81 SSR molecular markers. Materials and Methods The wheat genotypes were cultivated using an augmented design within a completely randomized layout at the Qarahkil Agricultural Research Station in Qaemshahr. Both molecular and phenotypic data were analyzed. Feature selection and classification algorithms were employed for data analysis, including Random Forest and the InfoGainAttributeEval evaluation model. Results The analysis revealed substantial genetic diversity among wheat genotypes at both the molecular and phenotypic levels. However, the effectiveness of the predictive algorithms varied depending on the disease. The algorithms showed limited predictive accuracy for diseases such as tan spot and Fusarium head blight, suggesting that the available data may be insufficient to determine genotype resistance or susceptibility reliably. In contrast, yellow rust demonstrated the highest prediction accuracy, averaging 70%, indicating that the models were highly effective in predicting genotype responses. The algorithms also performed relatively well for powdery mildew and brown rust, achieving average prediction accuracies of 56.00% and 56.28%, respectively. However, prediction accuracy for brown spots was low, averaging 34.90%, indicating limited model performance for this disease. Further analysis showed that phenotypic data were more effective in predicting responses to powdery mildew, whereas molecular data provided better predictions for brown rust. Overall, the SSR and iPBS markers, combined with the Random Forest classification algorithm and the InfoGainAttributeEval model, enabled accurate prediction of genotype responses for several diseases. Conclusion The findings indicate that the predictive power of molecular and phenotypic data varies by disease. While molecular data were more accurate for some diseases, phenotypic data were more effective for others. Notably, both data types accurately predicted genotype responses to yellow rust. هدف: به‌منظور پیش‌بینی واکنش 297 ژنوتیپ گندم به بیماری‌های رایج منطقه، از 71 و 81 نشانگر iPBS و SSR استفاده شد. مواد و روش‌ها: ژنوتیپ‌های گندم به‌صورت اگمنت و قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه ایستگاه تحقیقات کشاورزی قراخیل قائمشهر کشت شدند. داده‌های مورد بررسی شامل داده‌های مولکولی و داده‌های فنوتیپی بودند. برای تجزیه و تحلیل داده‌ها، از الگوریتم‌های انتخاب ویژگی و دسته‌بندی مانند RandomForest و مدل ارزیابی InfoGainAttributeEval استفاده شد. نتایج: نتایج نشان داد که ژنوتیپ‌های گندم از نظر داده‌های مولکولی و فنوتیپی دارای تنوع ژنتیکی قابل توجهی هستند. با این حال، کارایی الگوریتم‌های به‌کاررفته در پیش‌بینی واکنش ژنوتیپ‌ها به بیماری‌های مختلف بسته به نوع بیماری متفاوت بود. در مورد بیماری‌های لکه خرمایی و فوزاریوم سنبله، داده‌های مولکولی و الگوریتم‌های مورد استفاده نتوانستند به‌طور مؤثر واکنش ژنوتیپ‌ها را پیش‌بینی کنند. این عدم کارایی نشان می‌دهد که این داده‌ها ممکن است برای تشخیص حساسیت یا مقاومت به این بیماری‌ها کافی نباشند. در مقابل، برای بیماری زنگ زرد، الگوریتم‌های به‌کاررفته توانستند واکنش ژنوتیپ‌ها را با دقت بالایی پیش‌بینی کنند. همچنین، میانگین دقت پیش‌بینی برای بیماری لکه خرمایی حدود 90/34 درصد بود که نشان‌دهنده کارایی نسبی پایین این روش در پیش‌بینی این بیماری است. در مورد بیماری‌های سفیدک پودری و زنگ قهوه‌ای، الگوریتم‌های مورد استفاده عملکردی بهتری داشتند. بالاترین دقت پیش بینی مربوط به بیماری زنگ زرد بود که به‌طور متوسط 70 درصد دقت نشان داد. به‌طور میانگین، دقت پیش‌بینی برای سفیدک پودری 00/56 درصد و برای زنگ قهوه‌ای 28/56 درصد بود. با این حال، بررسی داده‌ها نشان داد که برای بیماری سفیدک پودری، داده‌های فنوتیپی دقت بیشتری در پیش‌بینی واکنش ژنوتیپ‌ها داشتند، در‌حالی‌که برای زنگ قهوه‌ای، داده‌های مولکولی عملکرد دقیق‌تری ارائه دادند. همچنین، داده‌های مولکولی SSR و iPBS زمانی که با استفاده از الگوریتم دسته‌بندی RandomForest و مدل ارزیابی InfoGainAttributeEval مورد بررسی قرار گرفتند، توانستند درصد قابل توجهی از واکنش ژنوتیپ‌ها را به‌درستی پیش‌بینی کنند. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که پیش‌بینی واکنش ژنوتیپ‌ها به برخی بیماری‌ها بر اساس داده‌های مولکولی و به برخی دیگر بر اساس داده‌های مورفولوژیک دقیق‌تر انجام می‌شود. علاوه بر این، در مورد بیماری زنگ زرد، داده‌های مولکولی و فنوتیپی توانستند واکنش ژنوتیپ‌ها را با دقت بالایی پیش‌بینی کنند.

https://gpb.uk.ac.ir/article_4852_5cf68969fb67aa6082363a6d4e6468e2.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 1 1 2024 09 22 Evaluation of the effects of Serendipita indica on antioxidant enzyme activity and lipid peroxidation in three maize hybrids under heat stress بررسی اثر قارچ Serendipita indica بر فعالیت برخی از آنزیم‌های‌آنتی اکسیدانی و میزان پراکسیداسیون لیپیدها در سه هیبرید مختلف ذرت تحت تنش گرمایی 89 106 4854 10.22103/gpb.2024.4854 FA ایدریس صیادیان دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، خوزستان، ایران. 0009-0004-0862-5459 محمد فرخاری دانشیار، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، خوزستان، ایران. 0000-0001-7217-450X بابک پاکدامن سردرود استادیار، گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، خوزستان، ایران. 0000-0002-7099-101X Journal Article 2025 03 17 Objective The endophytic fungus Serendipita indica (formerly Piriformospora indica) can establish symbiotic relationships with various plants, including maize. Numerous studies have highlighted its positive effects on plant growth and enhancing tolerance to biotic and abiotic stresses. This study aimed to evaluate the impact of S. indica on catalase (CAT) and guaiacol peroxidase (GPO) enzyme activities and lipid peroxidation levels in various maize hybrids under heat stress during the flowering stage. The potential interaction between plant genotype and fungal symbiosis, which is important in plant breeding, was also investigated. Materials and Methods The experiment used a factorial arrangement based on a randomized complete block design (RCBD) with three replications. Treatments consisted of two factors: maize hybrids (drought- and heat-tolerant single-cross Karun 701, single-cross AS71, and common single-cross 704) and fungal inoculation (inoculated and non-inoculated with S. indica) under two planting dates (early summer and summer). Heat stress was induced by early summer planting, which exposed maize hybrids to high temperatures during August and September in Khuzestan Province, coinciding with the pollination stage. Results Combined analysis revealed that S. indica inoculation significantly reduced malondialdehyde (MDA) levels and enhanced CAT and GPO enzyme activities in inoculated plants compared to non-inoculated controls. However, maize genotypes responded differently to the fungal symbiosis, indicating a significant genotype × fungus interaction. Among the hybrids, Karun 701 showed the most effective symbiotic relationship with S. indica, exhibiting the highest enzyme activity and the lowest MDA content under stress and non-stress conditions. Conclusion The findings suggest that response of maize plant to S. indica is genotype-dependent. Integrating this fungus into maize breeding programs can contribute significantly to developing hybrids tolerant to abiotic stresses, provided that genotype × fungus interaction on important agronomic traits in maize is confirmed. هدف: قارچ اندوفیت Serendipita indica (Piriformospora indica) قابلیت همزیست‌شدن با گستره وسیعی از گیاهان از جمله ذرت را دارا است. گزارش‌های زیادی از تاثیر مثبت این قارچ بر روی افزایش رشد گیاه و نیز افزایش تحمل گیاه به تنش‌های زیستی و غیر زیستی وجود دارد. در این تحقیق تاثیر قارچ S. indica بر میزان فعالیت آنزیم کاتالاز و گایاکول پراکسیداز و نیز میزان پراکسیداسیون لیپیدها در سه هیبرید مختلف ذرت در پاسخ به تنش گرمایی در مرحله گلدهی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین وجود یا عدم وجود اثر متقابل بین ژنوتیپ گیاه و قارچ که از لحاظ به‌نژادگران با اهمیت است، مورد مطالعه قرار گرفت. مواد و روش‌ها: آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک‌های کامل تصادفی با 3 تکرار شامل دو فاکتور رقم (هیبرید سینگل کراس کارون 701 مقاوم به خشکی و گرما، رقم سینگل کراس AS71 و رقم سینگل کراس704) و قارچ (تلقیح و عدم تلقیح با قارچ) که در دو تاریخ کشت (کشت تابستانه و کشت زودهنگام تابستانه) اجرا گردید. برای اعمال تنش گرما از کشت زودهنگام تابستانه استفاده شد تا هیبریدهای ذرت در هنگام گرده‌افشانی با تنش گرمایی ماه‌های مرداد و شهریور در استان خوزستان برخورد کنند. نتایج: در مجموع بر اساس نتایج حاصل از تجزیه مرکب، قارچ S. indica سبب کاهش میزان مالوندیآلدئید و افزایش فعالیت آنزیم‌های گایاکول پراکسیداز و کاتالاز در گیاهان تلقیح شده نسبت به گیاهان تلقیح نشده گردید. اما واکنش ژنوتیپ‌های مختلف ذرت در همزیستی با این قارچ یکسان نبود که حاکی از اثر متقابل بین قارچ و ژنوتیپ گیاه است. بر پایه فعالیت دو آنزیم گایاکول پراکسیداز و کاتالاز، ژنوتیپ مقاوم به گرما و خشکی کارون نسبت به دو ژنوتیپ دیگر همزیستی موثرتری را با قارچ ایجاد کرد. از میان ارقام مورد بررسی رقم کارون دارای بیشترین فعالیت آنزیمی بود و کمترین میزان مالون‌دی‌آلدئید را در هر دو شرایط تنش و غیر‌تنش دارا بود. نتیجه‌گیری: یافته‌های این پژوهش نشان داد که میزان اثر S. indica بر گیاه ذرت تحت تأثیر ژنوتیپ می‌باشد. چنانچه اثر متقابل قارچ و ژنوتیپ بر صفات زراعی مهم ذرت تایید شود، ادغام این قارچ در برنامه‌های به‌نژادی ذرت می‌تواند به‌طور موثری در بهبود توسعه‌ هیبریدهایی با تحمل بالاتر نسبت به تنش‌های غیرزیستی کمک کند.

https://gpb.uk.ac.ir/article_4854_0c6b6f19684ed9b6ff07575fcf81c98d.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 1 1 2024 09 22 Investigating genetic diversity of diploid wheat (Triticum boeoticum) populations using SRAP marker بررسی تنوع ژنتیکی جمعیت‌های گندم Triticum boeoticum با استفاده از نشانگر SRAP 107 122 4853 10.22103/gpb.2024.4853 FA سارا جبالبارزی دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. محمود ملکی استادیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. 0000-0001-7184-3919 سعید میرزایی استادیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. 0000-0003-4408-7921 حکیمه علومی دانشیار، گروه اکولوژی، پژوهشکده علوم محیطی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. 0000-0002-1134-9991 Journal Article 2025 03 20 Objective Diploid wheat (Triticum boeoticum) is a wild relative of cultivated wheat and an important genetic resource. The western provinces of Iran, situated in the eastern part of the Fertile Crescent, are recognized as a key center of diversity for this species. Due to its long-term adaptation to diverse natural environments, T. boeoticum likely harbors valuable genes that contribute to tolerance against various environmental stresses. Given the significance of these genetic resources, the present study aimed to investigate the genetic diversity of selected T. boeoticum populations using Sequence-Related Amplified Polymorphism (SRAP) markers. Materials and Methods Ten distinct populations of wild wheat (T. boeoticum) collected from the western provinces of Iran were cultivated under greenhouse conditions. Leaf tissues were harvested for genomic DNA extraction, which was performed using the CTAB method. DNA was amplified using the polymerase chain reaction (PCR) with SRAP primers. The resulting PCR products were separated by agarose gel electrophoresis. After staining, the amplified DNA fragments (bands) were visualized and scored. Genetic diversity among the populations was subsequently analyzed based on the banding patterns. Results A total of 114 bands were generated using SRAP markers, all exhibiting an acceptable level of polymorphism. The number of amplified fragments varied across primer combinations. The highest number of bands (14) was observed with primer pairs F3R3 and F3R1, while the lowest (3) was produced by F2R4 and F2R5. Cluster analysis based on the UPGMA method grouped the populations into four distinct clusters. The highest polymorphism information content (PIC) was recorded for primer F1R4, whereas primer F2R5 demonstrated superior ability in distinguishing genetic variation among the studied populations. Conclusion Overall, the results indicate that SRAP markers are practical tools for assessing genetic diversity in T. boeoticum. هدف: گندم‌های دیپلوئید Triticum boeoticum یکی از خویشاوندان وحشی گندم‌های زراعی محسوب می‌گردند و استان‌های غرب ایران یکی از مراکز مهم تنوع این گونه محسوب می‌شوند. با توجه به اینکه این گونه سالیان درازی در محیط طبیعی و با شرایط متفاوت محیطی رشد یافته، می‌تواند حاوی ژن‌های مهمی جهت تحمل شرایط متنوع محیطی باشند. از طرفی، استان‌های غربی ایران که در شرق هلال حاصل خیز قرار گرفته‌اند به‌عنوان یکی از مراکز تنوع این گونه محسوب می‌شوند. لذا، با توجه به اهمیت این ذخایر ژنتیکی، تنوع ژنتیکی برخی جمعیت‌های این گونه با استفاده از نشانگرهای SRAP بررسی شد. مواد و روش‌ها: در این مطالعه ده جمعیت مختلف گندم وحشی T. boeoticum جمع‌آوری شده از استان‌های غربی ایران در گلخانه کشت شدند تا از بافت برگی آن‌ها برای استخراج DNA استفاده گردد. پس از نمونه‌گیری از بافت برگی، DNA به‌روش CTAB استخراج گردید و سپس با استفاده از پرایمرهای نشانگر SRAP، عمل تکثیر به‌وسیلهPolymerase Chain Reaction (PCR) انجام گرفت. سپس عمل الکتروفورز محصول حاصل از PCR بر روی ژل آگارز انجام شد. پس از رنگ‌آمیزی قطعات حاصل از تکثیر، باندها نمایان شد و پس از امتیازدهی باندها و آنالیز نهایی، میزان تنوع ژنتیکی بین جمعیت‌های گندم وحشی بررسی شد. نتایج: مجموعاً 114 باند توسط نشانگرهای SRAP تولید شد که همگی چندشکلی قابل قبولی داشتند. تعداد قطعات تکثیر شده با آغازگرهای مختلف، متفاوت بود. بیشترین تعداد قطعه تکثیر شده 14 عدد مربوط به F3R3 و F3R1 و کمترین آن 3 عدد و مربوط به آغازگر F2R4 و F2R5 بود. تجزیه خوشه‌ای به‌روش UPGMA نمونه‌های مورد مطالعه را در 4 گروه قرار داد. بیشترین Polymorphism Information Content (PIC) مشاهده شده، مربوط به آغازگر F1R4 بود. این امر مبین این است که این آغازگر نسبت به سایر آغازگرهای استفاده شده، تنوع بین جمعیت مورد مطالعه را بهتر نشان داده است. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که استفاده از نشانگر مولکولی SRAP کارآیی لازم را برای مطالعه تنوع ژنتیکی دارد.

https://gpb.uk.ac.ir/article_4853_812214fb8e7066bfa6e32c626c2c688b.pdf