دوره 15، شماره 45 - ( بهار 1402 )
جلد 15 شماره 45 صفحات 134-125 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Jafari F, Farkhari M, Siahpoush A, Bagheri M, Ghanavati M. (2023). Assessment of Genetic Diversity in Some Quinoa (Chenopodium Quinoa) Genotypes using ISSR Markers. jcb. 15(45), 125-134. doi:10.52547/jcb.15.45.125
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1399-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1399-fa.html
جعفری فاطمه، فرخاری محمد، سیاهپوش عبدالرضا، باقری محمود، قنواتی مهدی. ارزیابی تنوع ژنتیکی برخی از ژنوتیپ‌های کینوا (Chenopodium quinoa) با استفاده از نشانگرهای ISSR پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1402; 15 (45) :134-125 10.52547/jcb.15.45.125
گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران
چکیده: (1159 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: با توجه به سازگاری بالای کینوا با خاک های ضعیف و در عین حال مقاوم بودن به تنش خشکی و شوری این گیاه را گزینه جذابی جهت کشت در بسیاری از مناطق کشور نموده است. کشت کینوا طی سالیان اخیر در کشور در حال افزایش بوده و دستیابی به ارقام متحمل به تنش یکی از لازمه های حفظ این روند می باشد. بررسی تنوع ژرمپلاسم قدم اول در مطالعات به نژادی است. در این تحقیق تنوع موجود در بین و داخل تعدادی ازجمعیت های کینوا با استفاده از نشانگر مولکولی ISSR مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش ها: این تحقیق در سال 99-1398 در دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان اجرا شد. در این مطالعه تنوع بین و درون (با انتخاب سه فرد از هر توده) 13 توده کینوا شامل ارقام زراعی (Titicaca و Giza1)، مواد اصلاحی Q1، Q3، Q4، Q5، Q12، Q29، Q26 و چهار ژنوتیپ وحشی Chen با استفاده از نه نشانگر ISSR مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: بر اساس نتایج حاصل از 9 نشانگر ISSR مورد استفاده، از مجموع 90 باند حاصل، تعداد 79 باند فرم چند شکلی (87/69) داشتند. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها را به جز چند استثنا، در دو گروه Q و غیر Q (گروه Q: شامل ژنوتیپ هایی که نام آنها دارای پیشوند Q می باشند، گروه غیر Q: سایر ژنوتیپ ها) تقسیم بندی نمود. منشا توده های گروه غیر Q (Titicaca، Giza1 و ژنوتیپ های وحشی Chen) پرو و بولیوی است. همچنین منشا ژنوتیپ های گروه Q (البته منشا توده های Q1، Q3، Q4 و Q5 ناشناخته است) شیلی است. مطابق با گروه بندی دندروگرام، منشا ژنوتیپ های Q1، Q3، Q4 و Q5 شیلی می باشد. در تجزیه به مختصات اصلی دو مولفه اول با مجموع توجیه 26/17 درصد از تغییرات، ژنوتیپ‌های مورد بررسی را در دو گروه تقسیم بندی نمود. این تقسیم بندی تقریبا در تطابق با تقسیم بندی حاصل از دندروگرام بود. همچنین در تجزیه واریانس مولکولی تنوع بین و داخل توده به ترتیب برابر با 27 و 73 درصد بود که حاکی از تنوع بالای درون توده است. تنوع داخل ارقام Giza1 و Titicacaاز سایر توده ها کمتر بود.
نتیجه گیری: نتایج تحقیق نشان داد که نشانگرهای ISSR قادر به شناسایی چندشکلی قابل توجهی در بین ژنوتیپ های مختلف کینوا گردیدند. همچنین درصد بالایی از تنوع متعلق به تنوع ژنتیکی درون جمعیت ها بود که نشان می دهد گزینش در داخل توده های کینوا می تواند ثمربخش باشد. در مجموع دندروگرام ژنوتیپ ها را در دو بخش دسته بندی نمود که منطبق با ژرم پلاسم کینوای متعلق به مناطق مرتفع و ساحلی می باشد. از این الگو می توان جهت مدیریت منابع ژرم پلاسم کینوا و نیز تعیین والدین جهت تلاقی و ایجاد جمعیت متنوع بهره برداری نمود.
مقدمه و هدف: با توجه به سازگاری بالای کینوا با خاک های ضعیف و در عین حال مقاوم بودن به تنش خشکی و شوری این گیاه را گزینه جذابی جهت کشت در بسیاری از مناطق کشور نموده است. کشت کینوا طی سالیان اخیر در کشور در حال افزایش بوده و دستیابی به ارقام متحمل به تنش یکی از لازمه های حفظ این روند می باشد. بررسی تنوع ژرمپلاسم قدم اول در مطالعات به نژادی است. در این تحقیق تنوع موجود در بین و داخل تعدادی ازجمعیت های کینوا با استفاده از نشانگر مولکولی ISSR مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش ها: این تحقیق در سال 99-1398 در دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان اجرا شد. در این مطالعه تنوع بین و درون (با انتخاب سه فرد از هر توده) 13 توده کینوا شامل ارقام زراعی (Titicaca و Giza1)، مواد اصلاحی Q1، Q3، Q4، Q5، Q12، Q29، Q26 و چهار ژنوتیپ وحشی Chen با استفاده از نه نشانگر ISSR مورد بررسی قرار گرفت.
یافته ها: بر اساس نتایج حاصل از 9 نشانگر ISSR مورد استفاده، از مجموع 90 باند حاصل، تعداد 79 باند فرم چند شکلی (87/69) داشتند. تجزیه خوشه ای ژنوتیپ ها را به جز چند استثنا، در دو گروه Q و غیر Q (گروه Q: شامل ژنوتیپ هایی که نام آنها دارای پیشوند Q می باشند، گروه غیر Q: سایر ژنوتیپ ها) تقسیم بندی نمود. منشا توده های گروه غیر Q (Titicaca، Giza1 و ژنوتیپ های وحشی Chen) پرو و بولیوی است. همچنین منشا ژنوتیپ های گروه Q (البته منشا توده های Q1، Q3، Q4 و Q5 ناشناخته است) شیلی است. مطابق با گروه بندی دندروگرام، منشا ژنوتیپ های Q1، Q3، Q4 و Q5 شیلی می باشد. در تجزیه به مختصات اصلی دو مولفه اول با مجموع توجیه 26/17 درصد از تغییرات، ژنوتیپ‌های مورد بررسی را در دو گروه تقسیم بندی نمود. این تقسیم بندی تقریبا در تطابق با تقسیم بندی حاصل از دندروگرام بود. همچنین در تجزیه واریانس مولکولی تنوع بین و داخل توده به ترتیب برابر با 27 و 73 درصد بود که حاکی از تنوع بالای درون توده است. تنوع داخل ارقام Giza1 و Titicacaاز سایر توده ها کمتر بود.
نتیجه گیری: نتایج تحقیق نشان داد که نشانگرهای ISSR قادر به شناسایی چندشکلی قابل توجهی در بین ژنوتیپ های مختلف کینوا گردیدند. همچنین درصد بالایی از تنوع متعلق به تنوع ژنتیکی درون جمعیت ها بود که نشان می دهد گزینش در داخل توده های کینوا می تواند ثمربخش باشد. در مجموع دندروگرام ژنوتیپ ها را در دو بخش دسته بندی نمود که منطبق با ژرم پلاسم کینوای متعلق به مناطق مرتفع و ساحلی می باشد. از این الگو می توان جهت مدیریت منابع ژرم پلاسم کینوا و نیز تعیین والدین جهت تلاقی و ایجاد جمعیت متنوع بهره برداری نمود.
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اصلاح نباتات مولكولي
دریافت: 1401/4/5 | ویرایش نهایی: 1402/3/21 | پذیرش: 1401/5/23 | انتشار: 1402/3/21
دریافت: 1401/4/5 | ویرایش نهایی: 1402/3/21 | پذیرش: 1401/5/23 | انتشار: 1402/3/21
فهرست منابع
1. Ajibade, S.N. Weeden and S. Chite. 2000. Inter simple sequence repeat analysis of genetic relationships in the genus Vigna. Euphytica, 111(1): 47-55. [DOI:10.1023/A:1003763328768]
2. Al-Naggar, A.M.M., R.M. Abd El-Salam, A.E.E. Badran and M.M. El-Moghazi. 2017. Molecular differentiation of five quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotypes using inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. Biotechnology Journal International, 1-12. [DOI:10.9734/BJI/2017/37053]
3. Ana-Cruz, M.C., M.E. Helena and M.C. Yacenia. 2017. Molecular characterization of Chenopodium quinoa Willd using inter-simple sequence repeat (ISSR) markers. African Journal of Biotechnology, 16(10): 483-489.
4. Caliskan, M. 2012. Genetic Diversity in plants. 1th edn. BoD-Books on Demand. Hatay, Turkey, 512 pp. [DOI:10.5772/2640]
5. Dallagnol, A. M., M., Pescuma, G. F. De Valdez and G. Rollán. 2013. "Fermentation of quinoa and wheat slurries by Lactobacillus plantarum CRL 778: proteolytic activity." Appl Microbiol Biotechnol 97: 3129-3140. [DOI:10.1007/s00253-012-4520-3]
6. Del Castillo, C., T. Winkel, G. Mahy and J.P. Bizoux. 2007. Genetic structure of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) from the Bolivian altiplano as revealed by RAPD markers. Genetic Resources and Crop Evolution, 54(4): 897-905. [DOI:10.1007/s10722-006-9151-z]
7. Fernández, M.E., A.M. Figueiras and C. Benito. 2002. The use of ISSR and RAPD markers for detecting DNA polymorphism, genotype identification and genetic diversity among barley cultivars with known origin, 104: 845-851. [DOI:10.1007/s00122-001-0848-2]
8. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). 2010. The second report on the state of the world's plant genetic resources for food and agriculture. Rome. ISBN 978-92-5-106534-1.
9. Fuentes, F., D. Bazile, A. Bhargava and E.A. Martinez. 2011. Relationship between genetic diversity of Chenopodium quinoa and the dynamics of its seed exchanges in Chile.
10. Gangopadhyay, G., S. Das and K.K., Mukherjee. 2002. Speciation in Chenopodium in West Bengal, India. Genet. Res. Crop Evol. 49: 503-510. [DOI:10.1023/A:1020909128003]
11. Guliyev, N., S. Sharifova, J. Ojaghi, M. Abbasov and Z. Akparov. 2018. Genetic diversity among melon (Cucumis melo L.) accessions revealed by morphological traits and ISSR markers. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 42: 393-401. [DOI:10.3906/tar-1707-18]
12. Huang, J. and M. Sun. 2000. Genetic diversity and relationships of sweetpotato and its wild relatives in Ipomoea series Batatas (Convolvulaceae) as revealed by inter-simple sequence repeat (ISSR) and restriction analysis of chloroplast DNA. Theoretical and Applied Genetics, 100(7): 1050-1060. [DOI:10.1007/s001220051386]
13. Joshi, SP., V.S. Gupta, R.K. Aggarwal, P.K. Ranjekar and D.s. Brar. 2000. Genetic diversity and phylogenetic relationship as revealed by inter simple sequence repeat (ISSR) polymorphism in the genus Oryza. Theoretical and Applied Genetics. 100(8): 1311-1320. [DOI:10.1007/s001220051440]
14. Kanu, P.J., Z. Kerui, Z.H. Ming, Q. Haifeng, J.B. Kanu and Z. Kexue. 2007. Sesame protein 11: Functional properties of sesame (Sesamum indicum L.) protein isolate as influenced by pH, temperature, time and ratio of flour to water during its production. Asian Journal of Biochemistry, 5: 289-301. [DOI:10.3923/ajb.2007.289.301]
15. Karimi-Moghaddam, S.H. 2018 Assessing adaptation and diversity of quinoa morph-types by morphological asn SSR markers in different moisture conditions. MSc, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran. 187 pp (In Persian).
16. Katwal, T.B., N. Wangdi and P.L. Giri. 2018. Adaptation of Quinoa in Bhutanese Cropping Systems. Bhutan Journal of Agriculture.
17. Mahmoudi, N., Gh. Sharifi Sirchi and K. Chaghamirza. 2022. Study of Population Structure of Capparis Spinosa and Analysis of Morphological Traits using ISSR and SCoT Markers. Journal of Crop Breeding, 14(41): 138-149 (In Persian). [DOI:10.52547/jcb.14.41.138]
18. Mason, S.L., M.R. Stevens, E.N. Jellen, A. Bonifacio, D.J. Fairbanks, C.E. Coleman and P.J. Maughan. 2005. Development and use of microsatellite markers for germplasm characterization in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Crop Science, 45(4): 1618-1630. [DOI:10.2135/cropsci2004.0295]
19. Maughan, P.J., A. Bonifacio, E.N. Jellen, M.R. Stevens, C.E. Coleman, M. Ricks and D.J. Fairbanks. 2004. A genetic linkage map of quinoa (Chenopodium quinoa) based on AFLP, RAPD, and SSR markers. Theoretical and Applied Genetics, 109(6): 1188-1195. [DOI:10.1007/s00122-004-1730-9]
20. Mohammadi, S.A. and B.M. Prasanna. 2003. Analysis of genetic diversity in crop plants salient statistical tools and considerations. Crop science, 43(4): 1235-1248. [DOI:10.2135/cropsci2003.1235]
21. Negaoka, T. and Y. Ogihara. 1997. Applicability of inter-simple sequence repeat polymorphisms in wheat for use as DNA markers in comparison to RFLP and RAPD markers. Theoretical and Applied Genetics, 94(5): 597-602. [DOI:10.1007/s001220050456]
22. Pank, F. 2007. Breeding of Medicinal Plants. In Kayser, O. and Quax, W.J. (Eds). Medicinal Plant Biotechnology from Basic Research to Industrial Applications. Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH, Co. 576 pp.
23. Porebski, S. Bailey, L.G. and B.R. Baum. 1997. Modiflcation of a CTAB DNA extraction protocol for plants containing high polysaccharide and polyphenol components. Plant Molecular Biology Reporter, 15(1): 8-15. [DOI:10.1007/BF02772108]
24. Prevost, A. and M.J. Wilkinson. 1999. A new system of comparing PCR primers applied to ISSR fingerprinting of potato cultivars. 98: 107-112. [DOI:10.1007/s001220051046]
25. Rodríguez, L.A. and M.T. Isla. 2009. Comparative analysis of genetic and morphologic diversity among quinoa accessions (Chenopodium quinoa Willd.) of the South of Chile and highland accessions. Journal of Plant Breeding and Crop Science, 1(5): 210-216.
26. Rohlf, F.J. 1992. NTSYS-pc: numerical taxonomy and multivariate analysis system. Applied Biostatistics.
27. Roldan-Ruiz, I., E. Calsyn, T.j. Gilliland, R. Coll, M.J.T. Van Eijk and M. De Loose. 2000. Estimating genetic conformity between related ryegrass (Lolium) varieties.2. AFLP characterization. Molecular breeding. 6(6): 593-602. [DOI:10.1023/A:1011398124933]
28. Saad-Allah, K.M. and M.S. Youssef. 2018. Phytochemical and genetic characterization of five quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) genotypes introduced to Egypt. Physiology and Molecular Biology of Plants, 24(4): 617-629. [DOI:10.1007/s12298-018-0541-4]
29. Sepahvand, N.A., M. Sarhangi, R. Mehrabi and Kh. Mostafavi. 2015. Study on genetic diversity of quinoa morphotypes using microsatellite molecular markers. Journal New Genetics, 1(12): 115-122. (In Persian)
30. Sepahvand, N.A., M. Tavazoe and M. Kahbazi. 2010. Quinoa is a valuable plant for food security and sustainable agriculture in Iran. 11th Iranian Congress of Agricultural Sciences and Plant Breeding. Iran. Tehran. https://civilica.com/doc/199369.
31. Serrote, C.M.L., L.R.S. Reiniger, K.B. Silva, S.M. Dos Santos Rabaiolli and C.M. Stefanel. 2020. Determining the Polymorphism Information Content of a molecular marker. Gene, 726: 144-175. [DOI:10.1016/j.gene.2019.144175]
32. Torkaman, S., O. Sofalian, N. Zare and S. Hasanian. 2021. Investigation of Genetic Diversity of Native Ecotypes of Northwestern Medicinal Plant Mentha longifolia using ISSR Molecular Markers. Journal of Crop Breeding, 13(37): 1-10 (In Persian). [DOI:10.52547/jcb.13.37.1]
33. Wolf, K. and M. Morgan-Richards. 1998. PCR markers distinguish Plantago major subspecies. Theoretical and Applied Genetics, 96(2): 282-286. [DOI:10.1007/s001220050737]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
