دوره 18، شماره 2 - ( تابستان 1405 )                   جلد 18 شماره 2 صفحات 91-79 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Rahmani A, Dehdari M, Amiri Fahliani R, Karimizadeh R. (2026). Assessment of the Genetic Diversity of Lentil (Lens culinaris Medic) Genotypes using ISSR Markers. J Crop Breed. 18(2), 79-91. doi:10.61882/jcb.2026.1634
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1634-fa.html
رحمانی آرمان، دهداری مسعود، امیری فهلیانی رضا، کریمی زاده رحمت الله.(1405). ارزیابی تنوع ژنتیکی ژنوتیپ‎ های عدس با استفاده از نشانگرهای ISSR پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 18 (2) :91-79 10.61882/jcb.2026.1634

URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1634-fa.html


1- گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
2- موسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گچساران، ایران
چکیده:   (414 مشاهده)
چکیده مبسوط:
مقدمه و هدف: عدس با نام علمی Lens culinaris Medic یکی از مهمترین گیاهان خانواده بقولات است که نقش مهمی در تأمین غذای انسان دارد و به‎ عنوان منبع مهمی از پروتئین شناخته می‎ شود. ژرم‌پلاسم غنی از این گیاه در ایران و دنیا وجود دارد. با توجه به این‎که هر ساله تعداد زیادی رقم و لاین‎ های اصلاحی توسط به‎ نژادگران داخلی و خارجی تولید و معرفی می‌گردند، بررسی تنوع ژنتیکی آنها جهت استفاده در برنامه ‎های اصلاحی امری ضروری است. بررسی تنوع ژنتیکی از طریق نشانگرهای مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و DNA امکان‎ پذیر است. استفاده از نشانگرهای مولکولی جهت بررسی تنوع ژنتیکی نسبت به سایر نشانگرها به ‎دلیل عدم تاثیر عوامل محیطی و چندشکلی گسترده اعتبار بیشتری دارد. در این میان، نشانگر ISSR به ‎عنوان یک نشانگر غالب کارایی بالایی در بررسی تنوع ژنتیکی و روابط ژنتیکی بین ژنوتیپ ‎های مختلف گیاهان به‎ خصوص عدس از خود نشان داده است. به‎ همین دلیل، این پژوهش جهت بررسی تنوع ژنتیکی لاین‎ های مختلف و چند رقم متداول عدس به‎ کمک نشانگر ISSR طراحی و اجرا گردید.
مواد و روش ها: در این آزمایش، نمونه ‎های برگ تازه 36 ژنوتیپ عدس (شامل 33 لاین جدید و سه رقم متداول)، که از ایستگاه تحقیقات دیم گچساران تهیه شده بودند، برداشت و در دمای 40- درجه سلسیوس منجمد شدند. سپس، DNA به روش CTAB استخراج گردید و کیفیت آن بر روی ژل آگارز و کمیت آن به کمک اسپکتروفوتومتر در آزمایشگاه مرکزی دانشکده کشاورزی دانشگاه یاسوج مورد بررسی قرار گرفتند. نمونه ‎های DNA با کیفیت مناسب جهت ادامه کار انتخاب شدند. سپس، تکثیر به کمک PCR با کمک 20 آغازگر ISSR که در مطالعات قبلی چندشکلی بالایی در سایر گیاهان نشان داده بودند، انجام گردید. در نمونه‎ های مطلوب، وجود و عدم وجود نوار به ‎ترتیب با یک و صفر امتیازبندی شدند. سپس، تجزیه و تحلیل‎ های آماری از قبیل درصد نوارهای چندشکل، محتوای اطلاعات چندشکلی و شاخص شانون محاسبه شد و کارایی آغازگرها مورد بررسی قرار گرفت. سپس گروه‎بندی ژنوتیپ‎ ها به‎ وسیله تجزیه خوشه ‎ای (ضریب تشابه جاکارد و روش UPGMA) و تجزیه به مؤلفه‎ های اصلی انجام شد و ژنوتیپ‎ های با بیشترین فاصله ژنتیکی جهت ادامه برنامه‎ های اصلاحی معرفی شدند. از نرم‎ افزارهای Excel ,NTSYS PC 2.02 و Popgene 1.32در این مطالعه استفاده شد.
یافته‎ ها: در مجموع، 190 نوار تولید شدکه 186تای آن‎ها چندشکل بودند. آغازگر UBC840 بیشترین تعداد نوار (17 نوار) را تولید نمود که همگی آن‎ها چندشکلی نشان دادند. در بین آغازگرها، بیشترین میزان محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) متعلق به آغازگر UBC830 (0/49) و کمترین میزان آن متعلق به آغازگر UBC814 (0/13) بود. نه آغازگر دارای PIC بیشتر از 0/4 بودند که برای تفکیک ژنتیکی ژنوتیپ‎ ها مناسب تشخیص داده شدند. میانگین شاخص شانون 0/845 بود. بیشترین شاخص شانون که تنوع درون‎ جمعیتی را نشان می‌دهد مربوط به آغازگر UBC853 با (1/4) و کمترین آن مربوط به آغازگر UBC814 (0/3) بود. به‎ طور کلی، با توجه به ویژگی‎ های اندازه‎ گیری شده، آغازگرهای UBC855 و UBC853 جهت مطالعات ژنتیکی در عدس معرفی شدند. تجزیه خوشه‎ ای 36 ژنوتیپ عدس را به پنج گروه تفکیک نمود. در گروه اول (C1) دو ژنوتیپ، در گروه دوم (C2) اکثر ژنوتیپ‎ ها (55/6 درصد)، در گروه سوم (C3) دو ژنوتیپ، در گروه چهارم (C4) 11 ژنوتیپ، و در گروه پنجم (C5) فقط یک ژنوتیپ قرار گرفتند. بیشترین فاصله ژنتیکی بین ژنوتیپ گروه پنجم و ژنوتیپ ‎های گروه دوم بود (به‎ عنوان مثال، ضریب تشابه جاکارد 0/08 بین ژنوتیپ 33 و ژنوتیپ 19). بنابر این، انتظار می‎ رود که از تلاقی بین ژنوتیپ 33 (گروه پنجم) با ژنوتیپ ‎های گروه دوم شاهد تفکیک متجاوز بیشتری بود. ارقام سپهر و کیمیا در یک گروه قرار گرفتند که احتمالا بیانگر منشا یکسان آن‎ها است در حالی‎که رقم گچساران در گروه متفاوت قرار گرفت. اکثر ژنوتیپ ‎ها با منشا یکسان در یک گروه قرار گرفتند، هرچند تفاوت‎ هایی نیز مشاهده گردید. تجزیه به مولفه‎ های اصلی نشان داد که مؤلفه ‎های زیادی در توجیه واریانس کل نقش داشتند؛ به‎ عنوان مثال، پنج مؤلفه اول 51/82 درصد از واریانس کل را توجیه نمودند. این نتیجه بیانگر توزیع مناسب آغازگرهای مورد استفاده در ژنوم عدس است. گروه‎ بندی ژنوتیپ‎ ها براساس دو مؤلفه اول تا حدی گروه ‎بندی حاصل از تجزیه خوشه ‎ای را تأیید نمود هر چند که تفاوت‎ هایی نیز با آن داشت. در تجزیه خوشه‎ ای، تمام واریانس‎ ها در گروه ‎بندی نقش داشتند در حالی‎که فقط 42/09 درصد از واریانس کل در گروه‎ بندی حاصل از دو مؤلفه اول نقش داشتند. بنابر این، وجود تفاوت در نتایج گروه ‎بندی‎ ها دور از انتظار نیست.    
نتیجه‎ گیری: همانند برخی مطالعات، نشانگرهای ISSR مورد استفاده در این پژوهش کارایی بالایی را جهت بررسی تنوع ژنتیکی و تفکیک ژنوتیپ‎ های عدس نشان دادند. در این میان، دو آغازگر UBC855 و UBC853 در مقایسه با سایر آغازگرها برتر بودند. با توجه به چندشکلی گسترده که این آغازگرها نشان دادند، پیشنهاد می‎ گردد که از آنها جهت مطالعه تجزیه ارتباطی با صفات مهم عدس از جمله تحمل به خشکی، عملکرد دانه و درصد پروتئین استفاده نمود تا بتوان گام اساسی برای اصلاح این صفات برداشت. از طرف دیگر، تنوع وسیعی میان ژنوتیپ‎ های مورد مطالعه از نظر نشانگرهای ISSR مشاهده شد. گروه‎ بندی ژنوتیپ ‎ها نشان داد که می ‎توان ژنوتیپ‎ های با فاصله ژنتیکی زیاد را جهت ادامه برنامه ‎های اصلاحی عدس انتخاب و معرفی نمود. در این میان، بیشترین فاصله ژنتیکی بین تنها ژنوتیپ گروه پنجم با ژنوتیپ‎ های گروه دوم مشاهده شد که پیشنهاد می‎ گردد از آن‎ها در مطالعات بعدی استفاده گردد.

 
متن کامل [PDF 1686 kb]   (27 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اصلاح نباتات مولكولي
دریافت: 1404/7/3 | پذیرش: 1404/11/11

فهرست منابع
1. Al-Mousa, R., Abbas, S., Alshaal, A., & Kountar, K. (2023). ISSR analysis to detect genetic variation among some lentil genotypes in Syria. Al-Mukhtar Journal of Sciences, 38(2), 150-159. [DOI:10.54172/mjsc.v38i2.1204]
2. Anjam, M.S., Ail, A., Iqbal, S.H. M. & Haqqani, A.M. (2005). Evaluation and correlation of economically important traits in exotic germplasms of lentil. Internatonal Journal of Agriculture and Biology, 7(6), 959-961.
3. Collard, B.C.Y., Jahufer, M.Z.Z., Brouwer, J. & Bandpang, E.C.K. (2005). An introduction to markers, quantitative trait loci (QTL) mapping and marker-assisted selection for crop improvement: The basic concept. Euphytica, 142, 169-196. [DOI:10.1007/s10681-005-1681-5]
4. Das, B., Sengupta, S. & Parida, S. K. (2013). Genetic diversity and population structure of rice landraces from Eastern and North Eastern States of India. BioMed Central Genetics, 71, 1-14. [DOI:10.1186/1471-2156-14-71]
5. Doyle, J. J. & Doyle, J. L. (1990). Isolation of plant DNA from fresh tissue. Focus, 12, 11-15. [DOI:10.2307/2419362]
6. El-Danasoury, M., El-Hamamsy, S., El-halwagi A. & Yusuf, M.M. (2017). Molecular characterization of some lentil cultivars using SCoT markers. Middle East Journal of Applied Sciences, 7(4), 840-847.
7. El-Nahas, A.I., El-shazly, H.H., Ahmed, Sh.M. & Omran, A.A.A. (2011). Molecular and biochemical markers in some lentil, Lens culinaris medik., genotypes. Annals of Agricultural Science, 56(2), 105-112. [DOI:10.1016/j.aoas.2011.11.001]
8. Fikiru, E., Tesfaye, K. & Bekele, E. (2011). Morphological and molecular variation in Ethiopian lentil (Lens culinaris Medikus) varieties. International Journal of Genetics and Molecular Biology, 3, 60-67.
9. Gleridou, A., Tokatlidis, I. & Polidoros, A. (2022). Genetic variation of a lentil (Lens culinaris) landrace during three generations of breeding. Applied Sciences, 12(450), 1-14. [DOI:10.3390/app12010450]
10. GolCheshmeh, S., Kiani, G., Kazemi Tabar, K. & Navabpour, S. (2023). Evaluation of genetic distance of tomato lines using ISSR marker. Journal of Crop Breeding, 15(47), 14-20. doi:10.61186/jcb.15.47.14 [In Persian] [DOI:10.61186/jcb.15.47.14]
11. Hassani Tesie, F., Samizadeh Lahiji, H., & Shoaei Deilami, M. (2015). Study of genetic diversity among and within types of tobacco (Nicotiana tabacum L.) using ISSR markers. Modern Genetics Journal, 9, 1-12. https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.20084439.1393.9.1.2.1 [In Persian]
12. Izzatullayeva, V., Akparov, Z., Babayeva, S., Ojaghi, J., & Abbasov, M. (2014). Efficiency of using RAPD and ISSR markers in valuation of genetic diversity in sugar beet. Turkish Journal of Biology, 38, 429-438. [DOI:10.3906/biy-1312-35]
13. Jafari, F., Farkhari, M., Siahpoush, A., Bagheri, M., & Ghanavati, M. (2023). Assessment of genetic diversity in some quinoa (Chenopodium quinoa) genotypes using ISSR markers. Journal of Crop Breeding, 15(45), 125-134. doi:10.61186/jcb.15.45.125 [In Persian] [DOI:10.61186/jcb.15.45.125]
14. Johnson, D.E. (1998). Applied Multivariate Methods for Data Analysts. Pacific Grove, CA: Duxbury Press.567p.
15. Khazaei, H., Caron, C.T., Fedoruk, M., Diapari, M., Vandenberg, A., Coyne, C.J., McGee, R., & Bett, K.E. (2016). Genetic diversity of cultivated lentil (Lens culinaris Medik.) and Its Relation to the World's Agro-ecological Zones. Frontiers in Plant Sciences, 7:1093. doi: 10.3389/fpls.2016.01093 [DOI:10.3389/fpls.2016.01093]
16. Kumar Mishra, K., Ghimire, T.B., Thapa, P., & Maharjan, J. (2019). Genetic Diversity of Lentil Genotypes Using DNA Marker. Proceedings of 31th National Winter Crops Workshop, Nepal Agricultural Research Council. 20-21 MAY.
17. Liu, B., & Wendel, J. F. (2001). Inter- simple sequence repeat (ISSR) polymorphisms as a genetic marker system in cotton. Molecular Ecology Notes, 1, 205-208. [DOI:10.1046/j.1471-8278.2001.00073.x]
18. Mammadova, S.E. & Aghayeva, S.A. (2023). Genetic polymorphism assessment in a new lentil (Lens culinaris Medik., 1787) collection using ISSR markers. Acta Biologica Sibirica, 9, 1181-1188. [DOI:10.5281/zenodo.10421062]
19. Ministry of Agriculture Jihad. (2024). Agricultural Statistics Yearbook of Iran (2022-2023). Tehran: Deputy of Planning and Economic Affairs, Department of Statistics and IT. Available at: https://get.agrodl.ir/statistics/field-crops/401-402.pdf
20. Nouri, M., Dashti, H., Maddah Hosseini, S., & Dehghan, E. (2014). Evaluation of genetic diversity of lentil germplasm using RAPD molecular marker. Iranian Journal of Field Crop Science, 45(2), 183-190. doi: 10.22059/ijfcs.2014.51897 [In Persian]
21. Qi, J. M., Liang, J. X. Chen, M. X., Xu, J. T., Niu, X.P., Zhou, D.X., Wang, T., & Chen, S. H. (2006). Genetic diversity and genetic relative's analysis of tobacco germplasm based on inter Simple sequence repeat (ISSR). Acta Agronomica Sinica, 32, 373-378.
22. Rao, S.K., & Yadav, S.P. (1988). Genetic analysis of biological yield, harvest index and seed yield in lentil. Lens Newsletter, 15, 3-5.
23. Reddy, P.M., Sarla, N., & Siddig, E.A. (2002). Inter simple sequence repeat (ISSR) polymorphism and its application in plant breeding. Euphytica, 128, 9-17. [DOI:10.1023/A:1020691618797]
24. Roldán-Ruiz, I., Calsyn, E., Gilliland, T. J., Coll, R., Van Eijk, M. J. T., & De Loose, M. (2000). Estimating genetic conformity between related ryegrass (Lolium) varieties. 2. AFLP characterization. Applied Microbiology and Biotechnology, 6, 593- 602. [DOI:10.1023/A:1011398124933]
25. Sakhravi, A., Dehdari, M., & Fahliani, R.M. (2023). Genetic relationship among common bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes using markers. Gene Reports, 32, 101797. https://doi.org/10.1016/j.genrep.2023.101797 [DOI:10.1016/j.genrep.2023.101797.]
26. Sarvmeili, J., Saidi, A., Farrokhi, N., Pouresmael, M., & Talebi, R. (2020). Assessment of genetic diversity and determination of population structure lentil genotypes Using SSR Markers. Agricultural Biotechnology Journal, 12(1), 45-62. [DOI:10.22103/jab.2020.13507.1114]
27. Seyedimoradi, H. & Talebi, R. (2014). Detecting DNA polymorphism and genetic diversity in Lentil (Lens culinaris Medik.) germplasm: comparison of ISSR and DAMD marker. Physiology and Molecular Biology of Plants, 20, 495-500. [DOI:10.1007/s12298-014-0253-3]
28. Sicard, D., Nanni, L., Porfiri, O., Bulfon, D., & Papa, R. (2005). Genetic diversity of Phaseolus vulgaris L. and p. coccineus L. landraces in central Italy. Plant Breeding, 124, 464-472. [DOI:10.1111/j.1439-0523.2005.01137.x]
29. Souframanien, J., & Gopalkrishna, T. (2004). A comparative analysis of genetic diversity in blackgram genotypes using RAPD and ISSR markers. Theoretical and Applied Genetics, 109, 1687-1693. https://doi.org/10.1007/s00122-004-1797-3 [DOI:10.1007/s00122-004-1797-3.x]
30. Statistical Center of Iran (2024). Detailed results of the general agricultural census. Available at: https://amar.org.ir/Portals/0/Articles/Final%20Report%20%20Agri%20Census%201403%20ed.%201.111.pdf?ver=saLia3FTPD5vyhKo9Qci1Q%3d%3d
31. Terzopoulos, P. J., & Bebeli, P. J. (2008). Genetic diversity analysis of Mediterranean faba bean (Vicia faba L.) with ISSR markers. Field Crops Research, 108, 39-44. [DOI:10.1016/j.fcr.2008.02.015]
32. Tomar, S., Sharma, S., Tripathi, N.,Thakur, S., Pathak, N., Sharma, R., & Tiwari, P. (2023). SSR Marker-based Molecular Characterization of Lentil (Lens culinaris Medik.) Genotypes. Legume Research, 46(7), 837-842. https://doi.org/10.18805/LR-5072 [DOI:10.18805/LR-5072.]
33. Tyagi, S. D., & Khan, M. H. (2010). Studies on genetic variability and interrelationship among different traits in microsperma lentil (Lens culinaris Medik). Journal of Agricultural Biotechnology and Sustainable Development, 2(1), 15-20.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2026 CC BY-NC 4.0 | Journal of Crop Breeding

Designed & Developed by: Yektaweb