مطالعه ارتباط بین الگوی پروتئین دانه با صفات کمّی در برخی ارقام زراعی نخود (Cicer arietinum L.)

پژوهش‌های حبوبات ایران

مقاله 1، دوره 10، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 12-27   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.v10i1.57457

نویسنده

مهدی کاکایی^*

گروه مهندسی کشاورزی (اصلاح‌نباتات و ژنتیک)، دانشگاه پیام‌نور، ایران

چکیده

از جمله روش‌های مطالعه وجود تنوع‌ژنتیکی میان گونه‌های گیاهی، استفاده از روش الکتروفورز پروتئین‌های بذر می‌باشد. استفاده از نشانگرهای پروتئینی در جداسازی ارقام نخود به‌عنوان یک منبع ارزشمند غذایی مهم است. الگوی پروتئین‌های ذخیره‌ای چهار رقم نخود (آرمان، هاشم، ILC-482 و آزاد) با روش SDS-PAGE بررسی شد. برای این منظور از ژل 5/12درصد پلی‌اکریل‌آمید استفاده گردید. نتایج الکتروفورز نشان داد که تفاوت الگوی پروتئینی ارقام مورد مطالعه بیشتر مربوط به باندهای پروتئینی موقعیت 17 و 25کیلودالتون است. بر اساس نتایج SDS-PAGE، به‌طور میانگین 75/28باند پروتئینی، در محدود 14 تا 100کیلودالتون شناسایی گردید. حضور باندهای پروتیئنی با وزن تقریبی 17کیلودالتون در الگوی پروتئینی ارقامILC-482 ، هاشم و آزاد می‌تواند به‌عنوان نشانگرهای پروتئینی برای این ارقام و باند پروتئینی 14کیلودالتون برای رقم آرمان معرفی شوند. دو رقم ILC-482 و آرمان و نیز هاشم، به‌ترتیب بیشترین و کمترین تعداد باند را داشتند و بیشترین فاصله ژنتیکی بین ارقام ILC-482 و آرمان مشاهده شد. ماتریس تشابه محاسبه و تجزیه خوشه‌ای بر اساس ضریب تشابه جاکارد به روش UPGMA انجام گردید. در رنگ‌آمیزی با کوماسی‌بلو دامنه ضرایب تشابه از 78/0 تا 87/0 متغیر بود. جهت تعیین همبستگی بین صفات زراعی و مولکولی از آزمون مانتل-هانزل (Mantel-Hansel) استفاده شد و همبستگی بین صفات زراعی در شرایط تنش خشکی و شرایط آبیاری تکمیلی با داده‌های مولکولی مشاهده گردید P<%5)). با بررسی شاخص‌های تنش خشکی و نتایج حاصل از بای‌پلات رقم آرمان به‌عنوان متحمل‌ترین رقم شناخته شد و در هر دو شرایط محیطی تنش خشکی و بدون تنش عملکرد بالاتری نسبت به سایر ارقام از خود بروز داد. همچنین تجزیه بای‌پلات نشان داد که شاخص‌های YI و HAM بهترین شاخص‌های تحمل به خشکی بودند.

کلیدواژه‌ها

آبیاری تکمیلی؛ آزمون مانتل؛ بای‌پلات؛ شناساگر پروتئینی؛ ضریب جاکارد

مراجع

1. Ahmed, F., Gaur, P.M., and Slinkard, A.E. 1992. Isozyme polymorphism and phylogenetic interpretations in the genus Cicer L. as revealed by polyacryamid gel electrophoresis of seed stronge protein. Theoretical and Applied Genetics 84: 688-692.
2. Abd El-Zaher, M., and Mustafa, A. 2007. Genetic variation among Egyptian cultivars of Vicia faba L. Pakistan Journal of Biological Science 10(23): 4204-4210.
3. Abolhassani, K.H., and Saeidi, G.H. 2006. Evaluation of drought tolerance of safflower lines based on tolerance and sensitivity indices to water stress. Journal of Science and Technological Agricultural and Natural 10: 407-418 (in Persian).
4. Abozaryghazafroodi, A., Valizadeh, M., Honarneghad, R., and fotokeean, M.H. 2006. Comparison of clustering rice varieties the use SDS-PAGE Gel Electrophoresis Seed Proteins and Biometrical Traits data. Journal of Sciences Agricultural 36(5): 1251-1262.
5. Beyranvand, A., Karimzadeh, G., and Sorooshzadeh, A. 2006. Study of a vernalization temperature on quantitative and electrophoretic changes of leaf soluble proteins in winter and spring canola (Brassica napus) cultivars. Journal of Agricultural Science NatureResource 12(5): 182-189.
6. Blum, A. 1988. Plant Breeding for Stress Environment. CRC Press. Roca Raton, FL. pp: 38-78.
7. Bouslama, M., and Schapaugh, W.T. 1984. Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science 24: 933-937.
8. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochmistry 72: 248-254.
9. Ehsanpor, A.A., Shojaie, B., and Rostami, F. 2009. The use of embryonic markers and seed storage proteins in identification of four pistachio cultivars. Journal Taxonomy and Biosystematics 2(3): 1-10. (In Persian).
10. Elshazly, M.S., and Warboys, I.B. 1989. The use of transparent flexible tubes for studying the root extension and elongation of beans. Journal of Experimental Agriculture 25: 35-37.
11. Razavizadeh, R., and Ehsanpour, A.A. 2013. Application of seed storage protein marker for identification of seven soybean (Glycine max) cultivars. Journal of Cell & Tissue (JCT) 3(4): 319-326.
12. Fareghi, S.H., Farshadfar, M., and Farshadfar, E. 2007. Study of chemical composition and nutrition value of prenniallucerne (Medicago sativa L.) and genetic diversity based on SDS-PAGE markes. Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research 15(3): 196-210. (In Persian).
13. Farshadfar, A., and Farshadfar, M. 2003. Evaluation of the genetic diversity of physiological and molecular markers RAPD chickpea lines in irrigated and rainfed conditions. Research and Builders 2(2): 69-63. (In Persian).
14. Fernandez, G.C.J. 1992. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In: C.C. Kuo (Ed.). Proceeding of an International Symposium on Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress. AVRDC, Shanhua, Taiwan.
15. Fischer, R.A., and Maurer, R. 1978. Drought resistance in spring wheat cultivars. I. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research 29: 897-917.
16. Farshadfar, E., and Shutka, J. 2003. Multivariate analysis of drought tolerance in wheat substitution lines. Cereal Research Communications 31: 33-40.
17. Ganjeali, A., Bagheri, A.R., and Porsa, H. 2008. Germplasm evaluation chickpea (Cicer arietinum L.) for drought resistance. Iran Agricultural Research Magazine 7(1): 183-194. (In Persian).
18. Gupta, P.K., and Agrawal, G.G. 1977. Consumptive use of water by gram and linseed. India Journal Agriculture Science 47: 22-26.
19. Ghafoor, A., Ahmad, Z., Qureshi, A.S., and Bashir, M. 2002. Genetic relationship in Vigna mungo (L.) Hepper and V.radiata(L.) R. Wilczek based on morphological traits and SDS-PAGE. Euphytica 123: 367-378.
20. Gepts, P. 1989. Genetic diversity of seed storage proteins in plants. In: A.H.D. Brown, M.T. Clegg, A.L. Kahler, and B.S. Weir [Eds.]. Plant Population Genetics, Breeding and Genetic Resources 64-82. Sinauer Associates Inc., Sunderland, Massachusetts.
21. Hameed, A., Mahmud Shah, T., Manzooratta, B., Iqbal, N., AhsanulHaq, M., and Ali, H. 2009. Comparative seed storage protein profiling of Kabuli chickpea genotypes. Pakistan Journal Biotechnology 41(2): 703-710.
22. Iqbal, S.M., Ghafoor, A., and Ayub, N. 2005. Relationship between SDS-PAGE Markers and Ascochyta Blight in chickpea. Pakistan Journal Biological Science 37(1): 87-96.
23. Iran's Agricultural Statistics. 2017. http://amar.maj.ir/Portal/File/ShowFile.aspx.
24. Jinghui, X.X., Wang, L., Shanyu, x., Zhou, L., Yue, J.F., and Dongyun, H. 2006. Polyethylene glycol fraction improved detection of low-abundant proteins by two-dimensional electrophoresis analysis of plant proteome. Phytochemistry 67: 2341-2348.
25. Kakaei, M., Zebarjadi, A.R., and Mostafaie, A. 2009. Comparison of genetic and morpho-physiological distance via SDS-PAGE marker in some Rapeseed genotypes. Journal of Agricultural Biotechnology 1(2): 1-15. (In Persian).
26. Kakaei, M., Zebarjadi, A.R., Mostafaie, A., and Rezaiezad, A. 2009. Determination of drought tolerant genotypes in Brassica napus L. based on drought tolerance indices. Journal of Electronic Plant Production 3(4): 107-124. (In Persian).
27. Laemmli, U.K. 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227: 680-685.
28. Lawerence, G.J., Moos, H.J., Shepherd, K.W., and Wrigley, C.W. 1987. Dough quality of biotypes of eleven Australian wheat cultivars that differ in HMW glutenin subunits composition. Journal Cereal Science 6: 99-101.
29. Mohammadi, A., Ahmadi, J., and Habibi, D. 2005. Selection indices for drought tolerance in bread wheat (Triticum aestivum). Iranian Journal of Agronomy and Plant Breeding 1: 47-62. (In Persian).
30. Mukhlesur, R.M.D., and Hirata, Y. 2004. Genetic diversity in Brassica species using SDS-PAGE Analysis. Journal of Biological 4(2): 234-238.
31. Raeesilelri, F., Keshavarzi, M., and Ghadam, P. 2015. Prosopis species of dark bean seed proteins investigated in Iran. Journal of Applied Biology, University of Al-Zahra 28 (1): 79-88. (In Persian).
32. Rosielle, A.A., and Hamblin, J. 1981. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science 21: 943-946.
33. Sadia, M., Malik, S.A., Rabbani, M.A., and Pearce, S.R. 2009. Electrophoresis characterization and the relationship between some Brassica species. Electronically of Journal Biology 5(1): 1-4.
34. SalehiShanjani, P., Jafari, A.A., Kolagari, M., and Esmaeili, M. 2013. Genetic diversity and geographic relationship between the 18 wild populations of Agropyrondesertorum by proteins. Plant Journal (Journal of Biology Iran) 27(2): 243-255. (In Persian).
35. Shobeiri, S., Ghassemi-Golezani, K., Golechin, A. and Saba, J. 2007. Effect of water limitation on growth and yield of three chickpea cultivars in Zanjan. Journal of Agricultural Science and Natural Resources 14: 32-43.
36. Sneath P.H.A., and Sokal, R.R. 1973. Numerical Taxonomy. W.H: Freeman and CO, Sanfrancisco, U.S.A.
37. Valizadeh, M., Shareati, F., Alyari, H., and Moharamneghad, S. 2011. Evaluation of relationship some of in main economical traits with storage protein in Phaseolus vulgaris L. Iran Agricultural Research Magazine 43(1): 163-173. (In Persian).