ارزیابی محتوای نسبی ژنوم و پاسخ به خشکی در دانهال های فستوکای بلند جمع آوری شده در ایران

علوم باغبانی

مقاله 14، دوره 29، شماره 1، خرداد 1394، صفحه 134-141   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jhorts4.v0i0.31417

نویسندگان

محسن کافی¹؛ نیر اعظم خوش خلق سیما^{* 2}؛ عبدالمجید لیاقت¹

¹دانشگاه تهران

²پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران

چکیده

کاهش محتوای ژنوم می تواند مکانیسمی در جهت سازگاری با تنش های محیطی باشد، گزارش های متعددی از همبستگی بین اندازه ژنوم، شرایط آب و هوایی و وضعیت جوانه زنی در گیاهان گزارش شده است. محتوای نسبی ژنوم و رابطه آن با شاخص های استقرار گیاهچه تحت تنش خشکی در 14جمعیت از فستوکای بلند5 جمع آوری شده در ایران و دو رقم تجاری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که جمعیت‌های فستوکای بلند تحت مطالعه به غیر از جمعیت بروجن (2 ایکس) همگی هگزاپلوئید (6 ایکس6) هستند. آنالیز کلاستر نتایج استقرار گیاهچه، تفاوت معنی‌داری را در محتوای نسبی ژنوم جمعیت های تحت مطالعه در چهار گروه نشان داد. جمعیت‌های اصفهان (گروه ІІ: با محتوای نسبی ژنوم 95/17 پیکوگرم) و قوچان (گروه VI: با محتوای نسبی ژنوم 56/18 پیکو گرم) به ترتیب با 100 درصد و 7/6 درصد جوانه زنی و طول برگ 8/8 و 3/2 سانتی‌متر در تنش 40 درصد ظرفیت زراعی به ترتیب مقاوم‌ترین و حساس‌ترین جمعیت‌ها طی تنش خشکی شدید در مراحل ابتدای سبز شدن بودند. همبستگی منفی معنی‌داری بین محتوای نسبی ژنوم در جمعیت های تحت مطالعه و دو رقم خارجی با درصد نهایی سبز شدن بذور (56/0-) و طول برگ (61/0-) مشاهده شد. به نظر می‌رسد کاهش محتوای نسبی ژنوم مکانیسمی در جهت سازگاری با تنش‌های محیطی باشد. در جمعیت‌های دو گروه І و II مقاومت به خشکی خوبی در مراحل ابتدایی جوانه زنی و رشد مشاهده گردید که نشان دهنده پتانسیل این جمعیت‌ها برای برنامه‌های اصلاحی آینده می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

محتوای DNA؛ درصد سبز شدن؛ تنش خشکی؛ طول برگ

مراجع

1- Abdul-Baki A.A., and Anderson J.D. 1973. Relationship between decarboxylation of glutamic acid and vigor in soybean seed. Crop Science, 13:227–232.

2- Beard J.B., and Sifers S.I. 1997. Genetic diversity in dehydration avoidance and drought resistance within Cynodon and Zoysia species. International Turfgrass Society Research Journal, 8: 603–610.

3- Berg L.V.D., and Zeng Y.J. 2006. Short communicate. Response of South African indigenous grass species to drought stress induced by polyethylene glycol (PEG) 6000. South African Journal of Botany, 72: 284 – 286.

4- Buitendijk J.H., Boon E.J., and Ramanna M.S. 1997. Nuclear DNA content in twelve species of Alstroemeria L. and some of their hybrids. Annals of Botany, 79: 343-353.

5- Cavallini A., Natali L., Cionini G., and Gennai D. 1993. Nuclear DNA variability within Pisum sativum (Leguminosae): nucleotypic effects on plant growth. Heredity, 70: 561-565.

6- Ceccarelli M., Falistocco E., and Cionini P.G. 1992. Variation of genome size and organization with in hexaploid Festuca arundinacea. Theoretical and Applied Genetics, 83: 273-278.

7- Ceccarelli M., Minelli S., Falcinelli M., and Cionini P.G. 1993. Genome size and plant development in hexaploid Festuca arundinacea, Heredity 71:555-560.

8- Gazanchian A., Khosh Kholgh Sima N.A., Malboobi M.A., and Majidi Heravan E. 2006. Relationships between Emergence and Soil Water Content for Perennial Cool-Season Grasses Native to Iran. Crop Science, 46: 544-553.

9- Gregory R.T. 2005. The evolution of the genome. Elsevier academic press, New York, 740p.

10- Grime J.P., Thompson K., Hunt R., Hodgson J.G., Cornnelissen J.H.C., Rorison I.H., Hendry G.A.F., Ashenden T.W., Askew A.P., Band S.R and et al. 1997. Integrated screening validates primary axes of specialisation in plants. Oikos, 79:259-281.

11- Jauhar P.P. 1975. Genetic Regulation of Diploid-like Chromosome Pairing in the Hexaploid Species, Festuca arundinacea Schreb. and F. rubra L. (Gramineae) Chromosoma (Berl.), 52:363-382

12- Knight C.A., Ackerly D.D. 2002. Variation in nuclear DNA content across environmental gradients: a quantile regression analysis. Ecology Letters 5:66-76.

13- Knight C.A., Molinari N.A., and Petrov D.A. 2005. The large genome constraint hypothesis: Evolution, Ecology and phenotype. Annals of Botany, 95: 177-190.

14- Loureiro J., Kopecky D., Castro S., and Silveria P. 2007. Flow cytometric and cytogenetic analyses of Iberian Peninsula Festuca spp. Plant Systematics and Evolution, 269:89-105.

15- Minelli S., Moscariello P., Ceccarelli M., and Cionini P.G. 1996. Nucleotype and phenotype in Vicia faba. Heredity, 76:524-530.

16- Natali L., Cavallini A., Cionini G., Sassoli O., Cionini P.G., and Durante M. 1993. Nuclear changes within Helainthus annuus L: changes with in single progenies and their relationship with plant development. Theoretical and Applied Genetics, 85:506-512.

17- Pessarakli M. 2008. Hand Book of Turfgrass Management and Physiology. CRC Press. Taylor & Francis publishing company, Florida, 690p.

18- Saha M.C., Mian R., Zwonitzer J.C., Chekhovskiy K., and Hopkins A.A. 2005. An SSR and AFLP based genetic linkage map of tall fescue (Festuca arundinacea Schreb. Theoretical and Applied Genetics, 110: 323-336.

19- SAS (1996) SAS/STAT User’s guide, Release 6.12 ed. SAS Institute. Cary, NC.

20- Seal A.G. 1983. DNA variation in Festuca. Heredity (1983), 50 (3): 225-236.

21- Sharifi Tehrani M., Mardi M., Sahebi J.P. and Catala A. and ıaz-P D´. 2009.Genetic diversity and structure among Iranian tall fescue populations based on genomic-SSR and EST-SSR marker analysis. Plant Syst Evol, 282:57–70.

22- Smarda P., and Bures P. 2006. Intraspecific DNA content variability in Festuca pallens on different geographical scales and ploidy. Annals of botany, 98: 665–678.

23- Smarda P., and Stancik D. 2006. Ploidy level variability in South American fescues (Festuca L., Poaceae): use of flow cytometry in up to 5 1/2-year-old caryopses and herbarium specimens. Plant Biology, 8: 73–80.

24- Ward J.H. 1963. Hierarchical grouping to optimize an objective function. American Statistical Association Journal, 56:236–244.

25- Yamada T. 2011. Festuca, In: Kole C. (ed.) Wild Crop relatives: Genomic and Breeding Resources, Millets and Grasses, Springer, New York, pp 153-164.