پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 2 3 2025 09 25 Studying the effect of physical and chemical mutagens on the morphological and biochemical characteristics of the Marguerite plant under greenhouse conditions بررسی اثر جهش زاهای فیزیکی و شیمیایی برخصوصیات ریخت شناسی و بیوشیمیایی گل مارگریت (Chrysanthemum superbum) در شرایط گلخانه‌ای 1 28 5688 10.22103/gpb.2025.5688 FA فاطمه پورسعید اصفهانی دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. امین باقی زاده دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. 0000-0001-5587-2621 غلامرضا شریفی سیرچی استاد، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. سمیه امینی زاده دانش آموخته دکتری، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. Journal Article 2025 07 09 Objective Induction of mutations using chemical and physical agents has become a widely adopted approach for improving desirable traits and generating new cultivars in ornamental plants. The flower production industry is a dynamic sector worldwide, and its growth depends on innovation and the introduction of novel varieties. Marguerite (Chrysanthemum superbum) is an important seasonal cut flower, and improving its morphophysiological traits has long attracted the attention of researchers’ attention. To investigate the effects of mutagenic agents on variation in marguerite, gamma irradiation, ethyl methane sulfonate, and sodium azide were applied, and the resulting morphological and biochemical traits were evaluated. Materials and Methods This study was conducted as a greenhouse experiment using a Completely Randomized Design (CRD) with three replications at the Research Greenhouse of the Graduate University of Advanced Technology in Kerman, Iran. The treatments included gamma irradiation at doses of 50, 100, 150, 200, and 300 Gy; ethyl methane sulfonate at concentrations of 0.3, 0.7, and 1%; and sodium azide at 0.5, 1, and 5 mM. These treatments were applied to marguerite seeds to induce mutation. The collected data included morphological and biochemical characteristics, which were statistically analyzed using Excel and SPSS software. Results The results showed that gamma irradiation was the most efficacy at inducing changes across various traits in marguerite, with some doses, such as 300 Gy, significantly improving growth indices. Sodium azide also had notable effects on certain traits, although these were mostly observed as reductions in plant growth and development. Ethyl methane sulfonate exhibited milder effects overall; however, a concentration of 0.7% led to noticeable alterations in certain characteristics. Biochemical indicators such as pigments, flavonoids, and proteins were also affected, with both the type and concentration of the mutagen playing a critical role in the direction and magnitude of these changes. Overall, the findings suggest that mutagenic agents can effectively influence the morphophysiological and biochemical traits of marguerite. Among them, gamma irradiation proved to be the most effective and may serve as a promising strategy for increasing variability in marguerite plants. Conclusion The use of gamma radiation under controlled conditions can be considered a promising tool for creating morphological changes. By evaluating the stability and fixation of these changes in subsequent generations, this approach can support breeding programs aimed at developing new varieties of marguerite flowers. هدف: القای جهش با روشهای شیمیایی و فیزیکی به‌عنوان یک روش پرکاربرد برای اصلاح خصوصیات مورد نظر و ایجاد واریته‌های جدید در گیاهان زینتی استفاده شده است. صنعت تولید گل در دنیا صنعتی زنده است که رونق آن نیازمند نوآوری و ورود ارقام جدید است. مارگریت یکی از گل‌های شاخه بریده و فصلی مهم است و بهبود صفات مورفوفیزیولوژیکی آن همیشه مورد توجه پژوهشگران بوده است. به‌منظور تعیین اثرات جهش‌زاهای فیزیکی و شیمیایی در جهت ایجاد تنوع در خصوصیات گل مارگریت از پرتو گاما، اتیل‌ متان‌سولفونات و سدیم‌آزاید استفاده شد و خصوصیات ریخت‌شناسی و بیوشیمیایی گیاه ارزیابی گردید. مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت آزمایش گلخانه‌ای در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار در گلخانه تحقیقاتی دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته در کرمان انجام شد. تیمارهای مورد بررسی شامل پرتو گاما (50، 100، 150، 200 و 300 گری)، اتیل متان سولفونات (0/3، 0/7 و 1 درصد) و سدیم آزاید (0/5، 1 و 5 میلی‌مولار) بود که به‌منظور القای جهش به بذر گل مارگریت اعمال شدند. داده‌های جمع‌آوری شده شامل صفات ریخت‌شناسی و بیوشیمیایی بودند که با استفاده از نرم‌افزارهای Excel و SPSS مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفتند. نتایج: نتایج نشان داد پرتو گاما بیشترین توانایی را در ایجاد تغییرات در صفات مختلف در گل مارگریت داشت و در برخی دزها از جمله 300 گری باعث بهبود شاخص‌های رشد شد. تیمار سدیم آزاید در برخی صفات مؤثر بود، هرچند اغلب تغییرات به‌صورت کاهش در رشد و توسعه گیاه مشاهده شد. تیمار اتیل‌متان‌سولفونات نسبت به سایر تیمارها اثرات خفیف‌تری داشت، اما در دز 0/7 درصد تغییرات مشخصی در برخی ویژگی‌ها به‌دنبال داشت. بررسی برخی شاخص‌های بیوشیمیایی شامل رنگدانه‌ها، فلاونوئیدها و پروتئین‌ها نیز نشان داد که نوع تیمار و دز مصرفی نقش تعیین‌کننده‌ای در جهت تغییر میزان این ترکیبات دارد. به‌طور کلی نتایج نشان داد که استفاده از عوامل جهش‌زا می‌تواند ویژگی‌های مورفوفیزیولوژیک و بیوشیمیایی مارگریت را تحت تاثیر قرار دهد. با این حال عامل جهش‌زای پرتو گاما موثرتر از سایر تیمارها بود و می‌توان از این پرتو و القای تنوع به‌عنوان راهبردی مناسب جهت افزایش تنوع در گیاه مارگریت استفاده نمود. نتیجه‌گیری: استفاده از تابش گاما در شرایط آزمایشگاهی می‌تواند به‌عنوان ابزاری امید بخش در ایجاد تغییرات ظاهری مورد بهره‌برداری قرار گیرد و با بررسی نرخ تثبیت تغییرات در نسل‌های بعدی در حمایت از برنامه‌های به‌نژادی برای تولید ارقام جدید گل مارگریت مورد استفاده واقع شود.

https://gpb.uk.ac.ir/article_5688_1f029c1e1abaaf0605807b7f91552d36.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 2 3 2025 09 25 Improvement of salinity tolerance in in vitro culture of Desert Willow (Chilopsis linearis) using nano-chelate nitrogen بهبود تحمل به شوری در کشت درون‌شیشه‌ای بید بیابان (Chilopsis linearis) با استفاده از نانوکلات نیتروژن 52 29 5691 10.22103/gpb.2025.5691 FA ساجده کریم پور استادیار، گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران 0000-0001-6997-2885 پرنیا خلیلی راد دانشجوی کارشناسی، گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی شیروان، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران محمد پاسبان دانشجوی کارشناسی، گروه علوم باغبانی و مهندسی فضای سبز، دانشکده کشاورزی شیروان، دانشگاه بجنورد، بجنورد، ایران Journal Article 2025 06 11 Objective Salinity is one of the most important abiotic stresses limiting plant growth and shoot regeneration in in vitro culture. Desert willow (Chilopsis linearis) is a drought-tolerant tree species, but little information is available regarding its tolerance to salinity and the role of nano-chelate nitrogen in mitigating salt stress. The aim of this study was to investigate the intrinsic tolerance of desert willow to sodium chloride and the effect of nano-chelate nitrogen on growth traits, browning, and rooting under in vitro conditions. Materials and Methods This experiment was conducted as a factorial arrangement in a completely randomized design with two factors. The first factor was nitrogen source at two levels (10.3 mM ammonium nitrate and 2.6 mM nano-chelate nitrogen), and the second factor was sodium chloride at five levels (0, 50, 100, 150, and 200 mM). Shoot explants of desert willow were cultured on half-strength MS medium. After four weeks, traits including number of activated node, leaf number, percentage of stem browning, rooting percentage, root number, root length, and shoot fresh and dry weight were evaluated. Data were analyzed using SAS software, and means were compared using Duncan's multiple range test at a 5% probability level. Results The results showed that desert willow did not exhibit a significant reduction in leaf number, root number, and root length up to 100 mM sodium chloride, but at 150 and 200 mM concentrations, more than 89% reductionin these traits was observed. Nano-chelate nitrogen significantly increased activated node number by 63%, root number by 64%, and root length by 236% compared to ammonium nitrate. Furthermore, nano-chelate nitrogen reduced stem browning by approximately 88% at 50 and 100 mM salinity levels. The interaction effect of nano-chelate nitrogen × sodium chloride was significant for browning and rooting, such that at 200 mM salinity, nano-chelate nitrogen completely inhibited rooting. Conclusion Desert willow is a moderately salt--tolerant species to salinity, exhibiting relative tolerance up to 100 mM sodium chloride. Nano-chelate nitrogen is a superior nitrogen source compared to ammonium nitrate under in vitro conditions of this plant and can reduce salinity-induced browning and improve rooting under mild to moderate salinity. However, at very high salinity (200 mM), its application is not advisable. هدف: شوری یکی از مهم‌ترین تنش‌های غیرزیستی محدودکننده رشد و باززایی گیاهان در کشت درون‌شیشه‌ای است. بید بیابان (Chilopsis linearis) گونه‌ای درختی مقاوم به خشکی می‌باشد، اما اطلاعات اندکی درباره تحمل آن به شوری و نقش نانوکودهای نیتروژنه در تعدیل تنش شوری وجود دارد. هدف این پژوهش بررسی مقاومت پایه بید بیابان به کلرید سدیم و تأثیر نانوکلات نیتروژن بر صفات رشدی، قهوه‌ای شدن و ریشه‌زایی در شرایط درون‌شیشه‌ای بود. مواد و روش‌ها: این آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو فاکتور انجام شد. فاکتور اول منبع نیتروژن در دو سطح (نیترات آمونیوم 10/3 میلی‌مولار و نانوکلات نیتروژن 2/6 میلی‌مولار) و فاکتور دوم کلرید سدیم در پنج سطح (صفر، ۵۰، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ میلی‌مولار) بود. ریزنمونه‌های شاخه بید بیابان در محیط کشت یک‌دوم MS کشت شدند. پس از چهار هفته، صفات تعداد گره فعال شده، تعداد برگ، درصد قهوه‌ای شدن ساقه، درصد ریشه‌دهی، تعداد ریشه، طول ریشه و وزن تر و خشک ساقه مورد ارزیابی قرار گرفتند. داده‌ها با نرم‌افزار SAS تجزیه واریانس شدند و مقایسه میانگین‌ها با آزمون دانکن در سطح احتمال ۵ درصد انجام گرفت. نتایج: نتایج نشان داد که بید بیابان تا غلظت ۱۰۰ میلی‌مولار کلرید سدیم کاهش معنی‌داری در تعداد برگ، تعداد ریشه و طول ریشه نشان نداد، اما در غلظت‌های ۱۵۰ و ۲۰۰ میلی‌مولار کاهش شدید (بیش از ۸۹ درصد) در این صفات مشاهده گردید. نانوکلات نیتروژن به‌طور معنی‌داری تعداد گره فعال شده را ۶۳ درصد، تعداد ریشه را ۶۴ درصد و طول ریشه را ۲۳۶ درصد نسبت به نیترات آمونیوم افزایش داد. همچنین نانوکلات نیتروژن قهوه‌ای شدن ساقه را در سطوح شوری ۵۰ و ۱۰۰ میلی‌مولار حدود ۸۸ درصد کاهش داد. اثر متقابل نانوکلات × شوری برای قهوه‌ای شدن و ریشه‌دهی معنی‌دار بود، به‌طوری‌که در شوری ۲۰۰ میلی‌مولار، نانوکلات ریشه‌دهی را به صفر رساند. نتیجه‌گیری: بید بیابان گونه‌ای نیمه‌مقاوم به شوری است و تحمل نسبی تا غلظت ۱۰۰ میلی‌مولار کلرید سدیم دارد. نانوکلات نیتروژن نسبت به نیترات آمونیوم منبع برتر نیتروژن برای کشت درون‌شیشه‌ای این گیاه محسوب می‌شود و می‌تواند قهوه‌ای شدن ناشی از شوری را کاهش داده و ریشه‌دهی را در شوری‌های ملایم تا متوسط بهبود بخشد. با این حال، در شوری بسیار بالا (۲۰۰ میلی‌مولار)، کاربرد نانوکلات نیتروژن برای ریشه‌دهی توصیه نمی‌شود.

https://gpb.uk.ac.ir/article_5691_87784eca6b0dea1dff92478fb786b401.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 2 3 2025 09 25 Evaluation of genetic diversity and structure of Ziziphus spina-Christi populations in Khuzestan using SCoT markers ارزیابی تنوع و ساختار ژنتیکی جمعیت‌های کنار (Ziziphus spina-Christi) خوزستان با استفاده از نشانگرهای SCoT 53 68 5692 10.22103/gpb.2025.5692 FA یوسف محمدی استادیار، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران. 0000-0001-5231-1546 فرزاد بنائی اصل استادیار، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران. عباس پورمیدانی استادیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی قم، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، قم، ایران. سجاد عالی محمودی سراب استادیار، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اهواز، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اهواز، ایران. شیوا قیطران پور سهریق دانش‌آموخته دکتری، گروه به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران. Journal Article 2025 05 17 Objective Ziziphus spina‑Christi is one of the key tree species in the Saharo‑Sindian forests and plays an important role in reforestation programs in Khuzestan Province. Ensuring the availability of high‑quality seeds and seedlings is a major priority for natural resource managers, and seed production areas, alongside seed orchards, serve as sustainable sources of forest reproductive material. This study aimed to evaluate the genetic diversity and structure of Z. spina‑Christi seed production areas in Khuzestan Province. Materials and Methods Leaf samples from 75 genotypes representing five populations were collected. After DNA extraction, PCR amplification was carried out using 10 SCoT primers. The polymorphic information content (PIC) and genetic diversity parameters, including the number of alleles, effective number of alleles, Shannon’s index, expected heterozygosity, and unbiased expected heterozygosity, were estimated using GenALEx 6.5. Nei’s genetic distances among populations were calculated using NTSYS‑2.10, and cluster analysis was performed using the UPGMA method. Analysis of molecular variance (AMOVA) and principal coordinate analysis (PCoA) were also conducted in GenALEx 6.5. Results Across the 10 SCoT primers, 78 alleles were detected, all of which were polymorphic. Primer SCoT26 produced the highest number of polymorphic alleles (14), while SCoT30 produced the lowest (4). The average PIC value was 0.429, with SCoT28 showing the highest PIC (0.468) and SCoT30 the lowest (0.357). Mean genetic diversity indices, including number of alleles, effective number of alleles, Shannon’s index, expected heterozygosity, and unbiased expected heterozygosity, were 1.50, 1.40, 0.366, 0.244, and 0.252, respectively. AMOVA indicated that 67% of the total genetic variation was distributed within populations and 33% among populations. UPGMA clustering grouped the genotypes into 11 distinct clades. Conclusion The Z. spina‑Christi populations in Khuzestan exhibit moderate to moderately high genetic diversity. This level of diversity represents a valuable genetic resource for the species, contributing to its adaptability under changing environmental conditions and supporting breeding and ecological restoration programs. هدف: گونه کنار (Ziziphus spina-Christi) از مهم‌ترین گونه‌های درختی جنگل‌های صحارا-سندی است و کارکرد مهمی در برنامه‌های جنگل‌کاری استان خوزستان دارد. تأمین بذر و نهال استاندارد از مهم‌ترین دغدغه‌های مدیران منابع طبیعی است. محوطه‌های بذری به‌همراه باغ بذر از مهم‌ترین منابع پایدار تأمین بذر و نهال درختان و درختچه‌های جنگلی به‌شمار می‌روند. هدف این پژوهش، ارزیابی تنوع و ساختار ژنتیکی محوطه‌های بذری کنار در استان خوزستان است. مواد و روش‌ها: ابتدا نمونه‌های برگی 75 پایه کنار از 5 جمعیت، جمع‌آوری و پس از استخراج DNA، واکنش PCR با استفاده از 10 نشانگر مولکولی SCoT انجام شد. محتوای اطلاعات چندشکلی نشانگرها با استفاده از اکسل محاسبه و پارامترهای تنوع ژنتیکی مانند تعداد آلل، تعداد آلل مؤثر، شاخص شانون، شاخص هتروزیگوسیتی مورد انتظار و شاخص هتروزیگوسیتی تصحیح‌شده با استفاده از نرم‌افزار GenALEx برآورد شد. از نرم‌افزار NTSYS برای برآورد فواصل ژنتیکی Nei در بین جمعیت‌ها و از روش UPGMA برای تجزیه‌وتحلیل خوشه‌ای استفاده شد. تجزیۀ واریانس مولکولی و همچنین تجزیه به مولفه‌های اصلی با نرم‌افزار GenALEx انجام گرفت. نتایج: بر اساس الکتروفورز ژل آگارز، 78 آلل برای این نشانگرها مشاهده شد که همگی چندشکل بودند. نشانگر SCoT26 با 14 آلل بیشترین و نشانگر SCoT30 با 4 آلل کمترین تعداد آلل چندشکل را داشتند. میانگین محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) برای آغازگرها 0/429 بود. در این تحقیق SCoT28 با داشتن بیشترین محتوای اطلاعات چندشکلی (0/468) نقش مهمی در تمایز پایه‌های مختلف کنار داشت و پایین‌ترین مقدار با 0/357 مربوط به آغازگر SCo30 بود. میانگین پارامترهای تنوع ژنتیکی شامل تعداد آلل، تعداد آلل مؤثر، شاخص شانون، هتروزیگوسیتی مورد انتظار و هتروزیگوسیتی تصحیح‌شده به‌ترتیب 1/50، 1/40، 0/366، 0/244 و 0/252 بود. تجزیۀ واریانس مولکولی نشان داد که 67 درصد واریانس کل در درون جمعیت‌ها و 33 درصد بین جمعیت‌ها توزیع شده است که نشان می‌دهد تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها بیشتر از بین جمعیت‌ها بود. براساس الگوریتم UPGMA ترسیم درخت فیلوژنتیک برای پایه‌های کنار انجام گرفت و پایه‌های مختلف کنار در 11 گروه مشخص قرار گرفتند. نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که جمعیت‌های کنار در خوزستان از تنوع ژنتیکی متوسط تا نسبتاً مناسب برخوردارند. این تنوع ژنتیکی به‌عنوان سرمایه ارزشمندی برای بقای این گونه در شرایط متغیر محیطی و همچنین برای برنامه‌های اصلاحی و احیای رویشگاه‌های تخریب‌یافته محسوب می‌شود.

https://gpb.uk.ac.ir/article_5692_b597460c506e8e35fb0cc1c1905dd3bc.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 2 3 2025 09 25 Prediction of rice seedlings’ tolerance to iron toxicity using artificial intelligence, and molecular and phenotypic data پیش‌بینی مقاومت گیاهچه‌های برنج به سمیت آهن با استفاده از هوش مصنوعی و داده‌های مولکولی و فنوتیپی 69 92 5693 10.22103/gpb.2025.5693 FA میلاد علیانی نژاد دانشجو کارشناسی ارشد، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران. 0009-0005-8706-9135 سید جواد سجادی استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران. 0000-0002-6555-080X حسین صبوری استاد، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران. 0000-0003-4128-7952 مهدی زارعی استادیار، گروه تولیدات گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبدکاووس، ایران. 0000-0001-8047-9653 Journal Article 2025 05 12 Objective Iron toxicity is a major constraint to rice production in acidic flooded soils. Conventional methods for evaluating tolerance to this stress rely on costly and time-consuming phenotyping, which limits their efficiency in breeding programs. This study aimed to develop an efficient cross-condition prediction framework to assess rice tolerance to iron toxicity using phenotypic and genotypic data collected under both normal and stress conditions. Materials and Methods Phenotypic and genotypic data derived from iPBS, IRAP, ISSR, and SSR markers were collected from 96 rice inbred lines and their parents under both normal and iron-toxicity stress conditions. Following data preprocessing, including removal of missing values, outlier detection, and normalization, feature selection was performed using three algorithms: F-test, MRMR, and RReliefF. Eleven machine-learning models, including artificial neural network (ANN), support vector machine (SVM), decision tree (DT), random forest (RF), XGBoost, AdaBoost, Gaussian process (GP), linear regression (LR), linear discriminant analysis (LDA), k-nearest neighbors (KNN), and Naive Bayes (NB), were evaluated across twelve prediction scenarios defined by data type and training–testing conditions. Model performance was assessed using MAE, RMSE, and R2R^2R2. The dataset was split into training and test sets at a 70:30 ratio, cross-validation was applied to improve model robustness, and hyperparameters were optimized using grid search and Bayesian optimization. Results Prediction scenarios based on full data integration (D10 and D12) showed the highest predictive accuracy, with coefficients of determination exceeding 0.96. Scenario D8, which relied solely on genotypic data from normal conditions and MRMR-based feature selection, achieved moderate predictive accuracy (R2=0.678R^2 = 0.678R2=0.678). This result suggests that marker-derived patterns associated with genotypes’ responses to iron toxicity can be partially captured from normal-condition data and used for preliminary cross-condition screening. Conclusion The results indicate that a stepwise prediction strategy can improve the efficiency of preliminary genotype screening for iron-toxicity tolerance. Models such as D8, despite their moderate accuracy, may help reduce costs and optimize resource allocation during early screening stages. However, final selection of tolerant genotypes still requires validation using more accurate models, direct phenotyping under stress conditions, and independent field trials. هدف: سمیت آهن یکی از تنش‌های مهم محدودکننده تولید برنج در خاک‌های غرقابی اسیدی است. روش‌های مرسوم ارزیابی تحمل به این تنش که مبتنی بر فنوتیپ‌برداری پرهزینه و زمان‌بر هستند، به‌عنوان یک محدودیت اساسی در برنامه‌های اصلاحی محسوب می‌شوند. این مطالعه با هدف ارائه یک چارچوب پیش‌بینی کارآمد و بین شرایطی انجام شد تا امکان ارزیابی تحمل به سمیت آهن را با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده در شرایط نرمال و تنش فراهم کند. مواد و روش‌ها: برای این منظور، داده‌های فنوتیپی و ژنوتیپی (نشانگرهای iPBS، IRAP، ISSR و SSR) مربوط به ۹۶ لاین اینبرد برنج و والدین آن‌ها، در هر دو شرایط نرمال و تنش سمیت آهن گردآوری شد. پس از پیش‌پردازش داده‌ها شامل حذف داده گمشده، تشخیص و حذف نقاط پرت و نرمال‌سازی داده‌ها، انتخاب ویژگی با سه الگوریتم شامل آزمون F، الگوریتم MRMR و الگوریتم RReliefF برای وزن‌دهی ویژگی‌ها بر اساس توانایی آن‌ها در تمایز بین نمونه‌های همسایه مورد استفاده قرار گرفت. عملکرد ده مدل یادگیری ماشین شامل شبکه عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان، درخت تصمیم، روش‌های گروهی شامل جنگل تصادفی، XGBoost و AdaBoost، فرایند گاوسی، رگرسیون خطی، تحلیل ممیز خطی نزدیک‌ترین همسایه و Naive Bayes در دوازده حالت پیش‌بینی مدل‌سازی مختلف (مبتنی بر نوع داده و شرایط آموزش - آزمون) با معیارهای MAE، RMSE و R² ارزیابی شد. داده‌ها به نسبت ۷۰:۳۰ به مجموعه‌های آموزش و آزمون تقسیم شدند و به‌منظور ارزیابی پایداری مدل‌ها و جلوگیری از بیش‌برازش، از اعتبارسنجی متقاطع استفاده شد. بهینه‌سازی فراپارامترها با استفاده از جستجوی شبکه‌ای و بهینه‌سازی بیزی انجام شد و ارزیابی نهایی مدل‌ها بر روی مجموعه آزمون صورت گرفت. نتایج: نتایج نشان داد که حالت‌های پیش‌بینی مبتنی بر ادغام کامل داده‌ها (D10 و D12) با دستیابی به ضرایب تعیین بالا (R² > 0.96) به‌عنوان دقیق‌ترین رویکردها شناخته شدند. حالت پیش‌بینی D8 که تنها از داده‌های ژنوتیپی شرایط نرمال و الگوریتم MRMR استفاده می‌کند، با دقت متوسط (R² = 0.678) نشان داد که می‌توان برخی الگوهای آماری نشانگری مرتبط با پاسخ ژنوتیپ‌ها به سمیت آهن را در جمعیت مورد مطالعه شناسایی کرد و از آن‌ها برای غربالگری اولیه بین‌شرایطی استفاده نمود. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده مرحله‌ای از مدل‌ها می‌تواند در غربالگری اولیه ژنوتیپ‌ها مؤثر باشد؛ به‌طوری‌که مدل‌هایی مانند D8 با وجود دقت متوسط، می‌توانند به کاهش هزینه و تمرکز منابع در مراحل ابتدایی کمک کنند، در‌حالی‌که انتخاب نهایی ژنوتیپ‌های متحمل همچنان نیازمند اعتبارسنجی با مدل‌های دقیق‌تر، فنوتیپ‌برداری مستقیم تحت تنش و آزمون‌های مستقل مزرعه‌ای است.

https://gpb.uk.ac.ir/article_5693_5ba47c07b9b6a8f2718d94fa3f48fe9f.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 2 3 2025 09 25 Investigation of changes in FAD2 and SAD genes expression related to fatty acid synthesis in safflower (Carthamus tinctorius L.) cultivars under salinity stress بررسی تغییرات بیان ژن‌های FAD2 و SAD مرتبط با سنتز اسیدهای چرب در ارقام گلرنگ (.Carthamus tinctorius L) تحت تنش شوری 93 110 5694 10.22103/gpb.2026.25858.1032 FA مهشاد محبوبی دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. 0009-0006-9952-5676 حمیدرضا کاوسی دانشیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. 0000-0001-9373-5601 فاطمه ابراهیمی استادیار، پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی‌پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران. 0000-0002-7402-1272 مهدی منصوری استادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران. Journal Article 2025 07 04 Objective Safflower (Carthamus tinctorius L.) is a drought-resistant and environmentally stress‑tolerant crop with considerable importance in the food, pharmaceutical, and industrial sectors due to its high content of unsaturated fatty acids, particularly linoleic acid. The ratio of unsaturated to saturated fatty acids plays an essential role in maintaining cell membrane fluidity and stability. Regulating the expression of key genes in their biosynthesis pathway, including FAD2 and SAD, can help elucidate the molecular mechanisms underlying salt stress tolerance. Materials and Methods To evaluate the molecular responses of safflower to salinity, two cultivars (Goldasht and American Line A) were subjected to salt treatments at concentrations of 100, 200, and 300 mM sodium chloride. RNA was extracted from leaf tissue, followed by cDNA synthesis. The expression levels of FAD2 and SAD were quantified using real-time PCR. Relative changes in gene expression were calculated using the 2^-ΔΔCt method. Statistical analyses were performed using REST software, and significance was assessed through the Pair-wise Fixed Reallocation Randomization Test. Results The results demonstrated that the Goldasht cultivar exhibited a coordinated gene expression pattern in response to increasing salinity. FAD2 expression increased from 1 to 3.65-fold, whereas SAD expression simultaneously decreased from 1 to 0.38-fold. These changes reflect an enhanced linoleic acid ratio, maintenance of membrane fluidity, and improved salt tolerance. In contrast, American Line A showed a biphasic response: FAD2 expression decreased after an initial rise at low salinity levels, and SAD expression increased up to 2.06-fold under high salinity. This pattern suggests a shift toward higher oleic acid content and altered membrane structure. Such responses primarily serve as survival and adaptation mechanisms under severe osmotic stress rather than improving oil quality. Conclusion The findings indicate that safflower genotypes employ different molecular strategies to cope with salinity. The selection or development of genotypes with stable FAD2 expression and proper SAD regulation can be an effective approach to enhancing salt tolerance and improving safflower oil quality under diverse environmental conditions. هدف: گلرنگ (Carthamus tinctorius L.) یکی از گیاهان زراعی مقاوم به خشکی و تنش‌های محیطی است که به‌دلیل دارا بودن اسیدهای چرب غیراشباع، به‌ویژه اسید لینولئیک، اهمیت بالایی در صنایع غذایی، دارویی و صنعتی دارد. نسبت اسیدهای چرب غیراشباع به اشباع نقش مهمی در سیالیت و پایداری غشاهای سلولی دارد و تنظیم بیان ژن‌های کلیدی مسیر بیوسنتز آن‌ها، از جمله FAD2 و SAD می‌تواند مکانیسم‌های تحمل به تنش شوری را روشن کند‌. مواد و روش‌ها: در این پژوهش، برای ارزیابی پاسخ‌های مولکولی گلرنگ به شوری، دو رقم گلدشت و لاین A آمریکایی تحت تیمارهای شوری 100، 200 و 300 میلی‌مولار کلرید سدیم قرار گرفتند. RNA از برگ‌های گیاه استخراج و پس از سنتز cDNA، بیان ژن‌های FAD2 و SAD با روش Real-Time PCR سنجیده شد. تغییرات بیان نسبی ژن‌ها با استفاده از روش 2^-ΔΔCt محاسبه و تحلیل آماری داده‌ها با نرم‌افزار REST و آزمون Pair-wise Fixed Reallocation Randomization Test انجام شد تا معناداری اختلاف‌ها تعیین گردد. نتایج: نتایج نشان داد که رقم گلدشت در پاسخ به افزایش شوری، الگوی هماهنگی از تغییرات ژن‌ها را نشان داد. بیان FAD2 با افزایش شوری از 1 به 3/65 برابر افزایش یافت، در حالی که بیان SAD همزمان از 1 به 0/38 کاهش یافت. این تغییرات بیانگر ارتقاء نسبت اسید لینولئیک، حفظ سیالیت غشا و افزایش تحمل نسبی به شوری است. در مقابل، Aلاین آمریکایی الگوی دو فازی نشان داد. بیان FAD2 پس از افزایش اولیه در سطوح پایین شوری کاهش یافته و SAD در سطوح بالاتر شوری به 2/06 برابر رسید، که منجر به افزایش اسید اولئیک و تغییر در ساختار غشاها شد. این الگوی پاسخ، بیشتر به‌عنوان یک مکانیسم بقا و سازگاری در شرایط شدید استرس اسمزی عمل می‌کند تا اینکه در جهت بهبود کیفیت روغن باشد. نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که ژنوتیپ‌ها دارای استراتژی‌های مولکولی متفاوتی در مقابله با تنش شوری هستند و انتخاب یا اصلاح ژنوتیپ‌هایی با بیان پایدار FAD2 و تنظیم مناسب SAD می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای افزایش مقاومت به شوری و بهبود کیفیت روغن گلرنگ در شرایط محیطی متغیر مورد استفاده قرار گیرد.

https://gpb.uk.ac.ir/article_5694_b0d6951563a26ffeb2405a9653b3b422.pdf

پژوهشکده فناوری تولیدات گیاهی، پژوهشگاه افضلی پور، دانشگاه شهید باهنر کرمان و همکاری انجمن ژنتیک ایران مجله ژنتیک و به‌نژادی گیاهی 3060-7965 2 3 2025 09 25 Evaluation of the efficiency of classical and spatial approaches in estimating genotypic effects and selecting maize hybrids in preliminary multi‑environment trials بررسی کارایی رویکردهای کلاسیک و مکانی در برآورد اثر ژنوتیپی و انتخاب هیبریدهای ذرت در آزمایش‌های چندمحیطی مقدماتی 111 138 5695 10.22103/gpb.2025.5695 FA محمدرضا شیری دانشیار، بخش تحقیقات اصلاح ذرت و گیاهان علوفه‌ای، موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران. 0000-0002-1993-5581 افشار استخر استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران. مرتضی اشراقی نژاد استادیار، بخش تحقیقات علوم زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی جنوب کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، جیرفت، ایران. Journal Article 2025 06 05 Objective This study was conducted to evaluate the efficiency of different spatial correction methods and their impact on multi-environment analyses in maize breeding programs. Maize, as one of the most strategic crops, plays a crucial role in food security and livestock feed supply. Therefore, the selection of high-yielding and stable hybrids is a primary objective in breeding programs. However, spatial heterogeneity in field experiments can increase experimental error and reduce the accuracy of genotype effect estimation, an issue that becomes even more critical in multi-environment analyses. Materials and Methods In this study, 102 new maize hybrids along with three check cultivars were evaluated across three environments (Karaj, Jiroft, and Shiraz) using an alpha-lattice design with two replications. Data analysis was performed using a two-stage approach, in which weights derived from the inverse of the prediction error variance of the spatial models were incorporated into the multi-environment analysis to account for heterogeneity in observation precision. In the first stage, to address spatial heterogeneity, data from each environment were analyzed separately using three models: SpATS (Spatial Analysis of Trials with Splines), the first-order separable autoregressive model (AR1×AR1), and their combination (SpATS + AR1×AR1). In the second stage, multi-environment analysis was conducted using the Factor Analytic model to investigate the structure of genotype × environment interaction (GEI). Additionally, WAASB and WASSBY indices were calculated to assess genotype stability and performance. Results The results showed that the SpATS model, due to its high ability to capture large-scale spatial variation, significantly reduced prediction error compared to raw data and other models. In contrast, the AR1×AR1 model provided only limited improvement, and its combination with SpATS did not show a significant advantage over using SpATS alone. Although the alpha-lattice design partially controlled spatial variation, the application of spatial models, particularly SpATS, resulted in greater improvement in estimation accuracy and genotype ranking. Multi-environment analysis revealed that the GEI exhibited a structured, interpretable pattern, and that the environments differed in their ability to discriminate among genotypes. Based on the WASSBY index, which integrates yield and stability, hybrids H31, H23, H22, H27, and H53 were identified as superior genotypes. Despite the superiority of these five hybrids, to maintain genetic diversity and provide opportunities for future breeding, approximately 20% of the top-performing genotypes based on yield and stability indices were advanced to the next stage of the breeding program. Conclusion Overall, the findings of this study indicate that the use of spatial models, particularly SpATS, combined with multi-environment analysis based on the factor analytic model provides a precise and reliable framework for improving genotype selection. This approach can significantly enhance decision-making efficiency in maize breeding programs. هدف: این پژوهش با هدف بررسی کارایی روش‌های مختلف تصحیح مکانی و تأثیر آن‌ها بر تحلیل‌های چندمحیطی در برنامه‌های به‌نژادی ذرت انجام شد. ذرت به‌عنوان یکی از محصولات استراتژیک کشاورزی، نقش مهمی در تأمین امنیت غذایی و خوراک دام دارد و انتخاب هیبریدهای پرمحصول و پایدار از اهداف اصلی برنامه‌های به‌نژادی آن است. با این حال، ناهمگنی‌های مکانی در آزمایش‌های مزرعه‌ای می‌توانند موجب افزایش خطا و کاهش دقت برآورد اثرات ژنوتیپی شوند، که این مسئله به‌ویژه در تحلیل‌های چندمحیطی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. مواد و روش‌ها: در این مطالعه، ۱۰۲ هیبرید جدید ذرت به‌همراه سه رقم شاهد در سه محیط کرج، جیرفت و شیراز در قالب طرح آلفا-لاتیس با دو تکرار ارزیابی شدند. تحلیل داده‌ها در قالب یک رویکرد دو مرحله‌ای انجام گرفت. در مرحله اول، برای تصحیح ناهمگنی‌های مکانی، داده‌های هر محیط به‌طور جداگانه با استفاده از سه مدل شامل (Spatial Analysis of Trials with Splines) SpATS، مدل خودرگرسیو AR1×AR1 و ترکیب این دو تحلیل شدند. در مرحله دوم، به‌منظور بررسی ساختار برهم‌کنش ژنوتیپ × محیط، تحلیل چندمحیطی با استفاده از مدل Factor Analytic انجام شد و شاخص‌های WAASB و WASSBY برای ارزیابی پایداری و عملکرد ژنوتیپ‌ها محاسبه گردید. نتایج: نتایج نشان داد که مدل SpATS با توانایی بالا در مدل‌سازی تغییرات مکانی بزرگ‌مقیاس، نسبت به داده‌های خام و سایر مدل‌ها باعث کاهش قابل توجه خطای پیش‌بینی شد. در مقابل، مدل AR1×AR1 بهبود محدودی ایجاد کرد و ترکیب آن با SpATS نیز برتری معنی‌داری نسبت به استفاده از SpATS به‌تنهایی نداشت. همچنین مشخص شد که اگرچه طرح آلفا-لاتیس بخشی از تغییرات مکانی را کنترل می‌کند، اما استفاده از مدل‌های مکانی به‌ویژه SpATS موجب بهبود بیشتر دقت برآوردها و رتبه‌بندی ژنوتیپ‌ها می‌شود. تحلیل چندمحیطی نشان داد که برهم‌کنش ژنوتیپ × محیط دارای ساختاری منظم و قابل تفسیر است و محیط‌ها از نظر توان تفکیک ژنوتیپ‌ها متفاوت هستند. بر اساس شاخص WASSBY که ترکیبی از عملکرد و پایداری است، هیبریدهای H31 ،H23 ،H22 ،H27 و H53 را به‌عنوان ژنوتیپ‌های برتر معرفی کرد. با وجود برتری این پنج هیبرید، به‌منظور حفظ تنوع ژنتیکی و ایجاد فرصت‌های اصلاحی در مراحل بعدی، حدود ۲۰ درصد از ژنوتیپ‌های برتر بر اساس عملکرد و شاخص‌های پایداری به ادامه برنامه به‌نژادی وارد شدند. نتیجه‌گیری: در مجموع، نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از مدل‌های مکانی به‌ویژه SpATS در کنار تحلیل چندمحیطی مبتنی بر مدل Factor Analytic، چارچوبی دقیق و قابل اعتماد برای بهبود انتخاب ژنوتیپ‌ها فراهم می‌کند و می‌تواند کارایی تصمیم‌گیری در برنامه‌های به‌نژادی ذرت را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد.

https://gpb.uk.ac.ir/article_5695_dfea0768cc6ba51dd20c7224016b0bd7.pdf