دوره 15، شماره 48 - ( زمستان 1402 )
جلد 15 شماره 48 صفحات 30-22 |
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:
Madankan R, Ramezanpour S, Soltanloo H, Hassanpanah D, Rahemi M R. (2023). Investigation of Carotenoid Content in the Color Change of Potato Mutant Produced by Gamma Irradiation. J Crop Breed. 15(48), 22-30. doi:10.61186/jcb.15.48.22
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1480-fa.html
URL: http://jcb.sanru.ac.ir/article-1-1480-fa.html
معدن‌کن رضا، رمضانپور ساناز، سلطانلو حسن، حسن پناه داوود، راحمی محمدرضا. ارزیابی محتوی کارتنوئید در تغییر رنگ جهش‌یافته سیب‌زمینی ایجاد شده با پرتو گاما پژوهشنامه اصلاح گیاهان زراعی 1402; 15 (48) :30-22 10.61186/jcb.15.48.22
رضا معدن‌کن1 
، ساناز رمضانپور*1 ، حسن سلطانلو1 ، داوود حسن پناه2 ، محمدرضا راحمی3
، ساناز رمضانپور*1 ، حسن سلطانلو1 ، داوود حسن پناه2 ، محمدرضا راحمی3
1- گروه اصلاح نباتات و بیوتکنولوژی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران
2- بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اردبیل، ایران
3- پژوهشگر پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای کرج، کرج، ایران
2- بخش تحقیقات زراعی و باغی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل (مغان)، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، اردبیل، ایران
3- پژوهشگر پژوهشکده کشاورزی هسته‌ای کرج، کرج، ایران
چکیده: (1500 مشاهده)
مقدمه و هدف: سیب‌زمینی با نام علمی Solanum tuberosum گیاهی است یکساله از تیره سولاناسه، که برای استفاده از غده زیرزمینی آن کشت می شود. سیب زمینی چهارمین ماده غذایی مهم دنیا بعد از برنج، گندم و ذرت است و تنها و مهمترین غذای غدهای دنیا می باشد. رنگ گوشت سیب زمینی یکی از مهمترین فاکتورها در سیب زمینی می باشد. رنگ گوشت در اغلب ارقام تتراپلوئید سیب زمینی دامنه‌ای از سفید تا کرم و زرد تا زرد تیره دارد. تعداد کمی از ارقام به رنگ گوشت قرمز یا آبی/صورتی وجود دارند. زرد بودن رنگ گوشت سیب‌زمینی یکی از فاکتورهای تأثیرگذار برای انتخاب و معرفی ارقام در داخل کشور می‌باشد. با توجه به ایجاد کلون جهش‌یافته با خصوصیات کمی و کیفی برتر و با تغییر رنگ گوشت سیب‌زمینی از رقم کایزر که از ارقام با خصوصیات بسیار خوب می‌باشد؛ این تحقیق با هدف مشخص شدن دلایل تغییر رنگ کلون حاصل از ایجاد جهش فیزیکی پرتو گاما در رقم کایزر به انجام رسیده است.
مواد و روش‌ها: جهت تعیین تغییرات محتوی کل و اجزا کاروتنوئید، تعداد 4 تکرار از کلون‌های تغییر رنگ زرد سیب‌زمینی جهش‌یافته حاصل از پرتوتابی گاما به همراه شاهد والدی رقم‌های کایزر و مارفونا که در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات اردبیل کشت گردیده بود با استفاده از روش‌های کروماتوگرافی اسپکتروفتومتری، کروماتوگرافی مایع با کارکرد بالا و مقایسه کیفی، رنگ پوست و گوشت آنها مورد بررسی قرار گرفتند.
یافته‌ها: مطابق نتایج حاصل از اسپکتروفتومتری، میزان کاروتنوئید کل لاین‌های جهش‌یافته کایزر و مارفونا بهترتیب برابر با 54/319 و 344/09 میکرو گرم در 100 گرم وزن تر گوشت سیب‌زمینی بوده و در رقم‌های والدی (شاهد) آنها بهترتیب برابر با 246/36 و 292/73 میکروگرم در 100 گرم وزن تر بوده است. این نتایج نشان می‌دهد که محتوی کاروتنوئید کل این دو لاین جهش‌یافته بهترتیب 1/3 و 1/18 برابر محتوی کاروتنوئید والد خود می‌باشد. نتایج بررسی محتوی اجزا کاروتنوئید نشان داد محتوی لوتئین در کلون‌های جهش‌یافته نسبت به شاهد افزایش داشته و نسبت ویالازانتین در ارقام مادری (شاهد) نسبت به کلون‌های جهش‌یافته بیشتر بوده است.
نتیجه‌گیری: مطابق نتایج حاصله که منطبق بر بررسی منابع انجام شده بود مشخص شد محتوی کاروتنوئید کل در تغییر رنگ پوست و گوشت سیب‌زمینی نقش مهمی را ایفا می‌نماید و همچنین افزایش میزان لوتئین نیز در این امر نقش دارد و به نظر می‌رسد عامل تغییر رنگ گوشت سیب‌زمینی کلون جهش‌یافته حاصل نسبت به شاهد در وهله اول افزایش محتوی کاروتنوئید کل و همچنین افزایش میزان محتوی لوتئین آن می‌باشد.
مواد و روش‌ها: جهت تعیین تغییرات محتوی کل و اجزا کاروتنوئید، تعداد 4 تکرار از کلون‌های تغییر رنگ زرد سیب‌زمینی جهش‌یافته حاصل از پرتوتابی گاما به همراه شاهد والدی رقم‌های کایزر و مارفونا که در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات اردبیل کشت گردیده بود با استفاده از روش‌های کروماتوگرافی اسپکتروفتومتری، کروماتوگرافی مایع با کارکرد بالا و مقایسه کیفی، رنگ پوست و گوشت آنها مورد بررسی قرار گرفتند.
یافته‌ها: مطابق نتایج حاصل از اسپکتروفتومتری، میزان کاروتنوئید کل لاین‌های جهش‌یافته کایزر و مارفونا بهترتیب برابر با 54/319 و 344/09 میکرو گرم در 100 گرم وزن تر گوشت سیب‌زمینی بوده و در رقم‌های والدی (شاهد) آنها بهترتیب برابر با 246/36 و 292/73 میکروگرم در 100 گرم وزن تر بوده است. این نتایج نشان می‌دهد که محتوی کاروتنوئید کل این دو لاین جهش‌یافته بهترتیب 1/3 و 1/18 برابر محتوی کاروتنوئید والد خود می‌باشد. نتایج بررسی محتوی اجزا کاروتنوئید نشان داد محتوی لوتئین در کلون‌های جهش‌یافته نسبت به شاهد افزایش داشته و نسبت ویالازانتین در ارقام مادری (شاهد) نسبت به کلون‌های جهش‌یافته بیشتر بوده است.
نتیجه‌گیری: مطابق نتایج حاصله که منطبق بر بررسی منابع انجام شده بود مشخص شد محتوی کاروتنوئید کل در تغییر رنگ پوست و گوشت سیب‌زمینی نقش مهمی را ایفا می‌نماید و همچنین افزایش میزان لوتئین نیز در این امر نقش دارد و به نظر می‌رسد عامل تغییر رنگ گوشت سیب‌زمینی کلون جهش‌یافته حاصل نسبت به شاهد در وهله اول افزایش محتوی کاروتنوئید کل و همچنین افزایش میزان محتوی لوتئین آن می‌باشد.
فهرست منابع
1. Aflaki, N. (2012). Optimization of carotenoid extraction in peel and flesh of cantaloupe (Cucumis melo L.) with ethanol solvent Université Laval].
2. Ahloowalia, B. (1982). Plant regeneration from callus culture in potato. Euphytica, 31(3), 755-759. [DOI:10.1007/BF00039214]
3. Ahloowalia, B. (1990). In vitro radiation induced mutagenesis in potato. The Impact of Biotechnology on Agriculture: Proceedings of the International Conference:"The Meeting Point Between Fundamental and Applied in vitro Culture Research", held at Amiens (France), July 10-12, 1989, [DOI:10.1007/978-94-009-0587-0_4]
4. Braconnot, H. (1817). Examen chemique du Piment, de son principe âcre, et de celui des plantes de la famille des renonculacées (Chemical investigation of the chili pepper, of its pungent principle [constituent, component], and of that of plants of the family Ranunculus). Annales de Chemie et de Physique,
5. Breithaupt, D. E., & Bamedi, A. (2002). Carotenoids and carotenoid esters in potatoes (Solanum tuberosum L.): new insights into an ancient vegetable. Journal of agricultural and food chemistry, 50(24), 7175-7181. [DOI:10.1021/jf0257953]
6. Britton, G. (1991). Main lectures presented at the Ninth International Symposium on Carotenoids: held in Kyoto (Japan) 20-25 May 1990. Blackwell.
7. Britton, G. (1995). Structure and properties of carotenoids in relation to function. The FASEB Journal, 9(15), 1551-1558. [DOI:10.1096/fasebj.9.15.8529834]
8. Brown, C. (2005). Antioxidants in potato. American Journal of Potato Research, 82, 163-172. [DOI:10.1007/BF02853654]
9. Brown, C. (2008). Breeding for phytonutrient enhancement of potato. American Journal of Potato Research, 85, 298-307. [DOI:10.1007/s12230-008-9028-0]
10. Brown, C., Edwards, C., Yang, C.-P., & Dean, B. (1993). Orange flesh trait in potato: Inheritance and carotenoid content. Journal of the American Society for Horticultural Science, 118(1), 145-150. [DOI:10.21273/JASHS.118.1.145]
11. Burgos, G., Salas, E., Amoros, W., Auqui, M., Munoa, L., Kimura, M., & Bonierbale, M. (2009). Total and individual carotenoid profiles in Solanum phureja of cultivated potatoes: I. Concentrations and relationships as determined by spectrophotometry and HPLC. Journal of Food Composition and Analysis, 22(6), 503-508. [DOI:10.1016/j.jfca.2008.08.008]
12. Cazzonelli, C. I. (2011). Carotenoids in nature: insights from plants and beyond. Functional Plant Biology, 38(11), 833-847. [DOI:10.1071/FP11192]
13. Cazzonelli, C. I., Nisar, N., Hussain, D., Carmody, M. E., & Pogson, B. J. (2010). Biosynthesis and Regulation of Carotenoids in Plants-micronutrients, vitamins and health benefits. Plant Developmental Biology-Biotechnological Perspectives: Volume 2, 117-137. [DOI:10.1007/978-3-642-04670-4_7]
14. Dhar, M. K., Sharma, R., Koul, A., & Kaul, S. (2015). Development of fruit color in Solanaceae: a story of two biosynthetic pathways. Briefings in Functional Genomics, 14(3), 199-212. [DOI:10.1093/bfgp/elu018]
15. Ezekiel, R., Singh, N., Sharma, S., & Kaur, A. (2013). Beneficial phytochemicals in potato-a review. Food Research International, 50(2), 487-496. [DOI:10.1016/j.foodres.2011.04.025]
16. Fraser, P. D., & Bramley, P. M. (2004). The biosynthesis and nutritional uses of carotenoids. Progress in lipid research, 43(3), 228-265. [DOI:10.1016/j.plipres.2003.10.002]
17. Hasani, F., Moslemkhany, C., Tahernezhad, Z., & Jazayeri NooshAbadi, M. (2020). Adaptation and Yield Stability Evaluation of New Potato Genotypes Using GGE Biplot Method. Journal of Crop Breeding, 12(35), 91-101(In Persian). [DOI:10.52547/jcb.12.35.91]
18. Hassanpanah, D., & Hoseinzadeh, A. A. (2007). Methodology and evaluation of resistanceresource to drought stress and path analysis of yield and yield components in potatocultivars. A. P. Final Report of Research Center of Agriculture and Natural Resources.
19. Hassanpanah, D., Rahimi, M., & Vedadi, S. (2015). Evaluation of genetic diversity of potato genotypes for some traits irradiated with gamma ray in Caesar cultivar. Journal of Crop Ecophysiology, 9(34 (2)), 215-230.
20. Ishiguro, K., Yoshinaga, M., Kai, Y., Maoka, T., & Yoshimoto, M. (2010). Composition, content and antioxidative activity of the carotenoids in yellow-fleshed sweetpotato (Ipomoea batatas L.). Breeding Science, 60(4), 324-329. [DOI:10.1270/jsbbs.60.324]
21. Khachik, F., Englert, G., Daitch, C. E., Beecher, G. R., Tonucci, L. H., & Lusby, W. R. (1992). Isolation and structural elucidation of the geometrical isomers of lutein and zeaxanthin in extracts from human plasma. Journal of Chromatography B: Biomedical Sciences and Applications, 582(1-2), 153-166. [DOI:10.1016/0378-4347(92)80314-G]
22. Khan, M. Z., Takemura, M., Maoka, T., Otani, M., & Misawa, N. (2016). Carotenoid analysis of sweetpotato Ipomoea batatas and functional identification of its lycopene β-and ε-cyclase genes. Zeitschrift für Naturforschung C, 71(9-10), 313-322. [DOI:10.1515/znc-2016-0150]
23. Kong, J.-M., Chia, L.-S., Goh, N.-K., Chia, T.-F., & Brouillard, R. (2003). Analysis and biological activities of anthocyanins. Phytochemistry, 64(5), 923-933. [DOI:10.1016/S0031-9422(03)00438-2]
24. Kopec, R. E., Cooperstone, J. L., Cichon, M. J., & Schwartz, S. J. (2012). Analysis methods of carotenoids. Analysis of Antioxidant‐Rich Phytochemicals, 105-148. [DOI:10.1002/9781118229378.ch4]
25. Liu, F., Yang, Y., Gao, J., Ma, C., & Bi, Y. (2018). A comparative transcriptome analysis of a wild purple potato and its red mutant provides insight into the mechanism of anthocyanin transformation. PLoS One, 13(1), e0191406. [DOI:10.1371/journal.pone.0191406]
26. Lu, W., Haynes, K., Wiley, E., & Clevidence, B. (2001). Carotenoid content and color in diploid potatoes. Journal of the American Society for Horticultural Science, 126(6), 722-726. [DOI:10.21273/JASHS.126.6.722]
27. Nesterenko, S., & Sink, K. C. (2003). Carotenoid profiles of potato breeding lines and selected cultivars. HortScience, 38(6), 1173-1177. [DOI:10.21273/HORTSCI.38.6.1173]
28. Schalch, W. (1992). Carotenoids in the retina-a review of their possible role in preventing or limiting damage caused by light and oxygen. Free radicals and aging, 280-298. [DOI:10.1007/978-3-0348-7460-1_29]
29. Smeriglio, A., Barreca, D., Bellocco, E., & Trombetta, D. (2016). Chemistry, pharmacology and health benefits of anthocyanins. Phytotherapy research, 30(8), 1265-1286. [DOI:10.1002/ptr.5642]
30. Sulli, M., Mandolino, G., Sturaro, M., Onofri, C., Diretto, G., Parisi, B., & Giuliano, G. (2017). Molecular and biochemical characterization of a potato collection with contrasting tuber carotenoid content. PLoS One, 12(9), e0184143. [DOI:10.1371/journal.pone.0184143]
31. Valcarcel, J., Reilly, K., Gaffney, M., & O'Brien, N. (2015). Total carotenoids and l-ascorbic acid content in 60 varieties of potato (Solanum tuberosum L.) grown in Ireland. Potato Research, 58, 29-41. [DOI:10.1007/s11540-014-9270-4]
32. Vesali, m., baradaran, r., hasanpanah, d., & Soqa al-Islami, m. j. (2021). Determining the Tolerance of Hybrids from Combination of Potato Cultivars to Different Aridity Conditions in Ardabil Province [Research]. Journal of Crop Breeding, 13(37), 146-158.
https://doi.org/10.52547/jcb.13.37.146 [DOI:10.52547/jcb.13.37.146 (In Persian).]
33. Wolters, A.-M. A., Uitdewilligen, J. G., Kloosterman, B. A., Hutten, R. C., Visser, R. G., & van Eck, H. J. (2010). Identification of alleles of carotenoid pathway genes important for zeaxanthin accumulation in potato tubers. Plant molecular biology, 73, 659-671. [DOI:10.1007/s11103-010-9647-y]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
