تجزیه ارتباط صفات مورفولوژیک در کرچک (Ricinus communis L.) با استفاده از نشانگرهای ISSR

نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد، اصلاح نباتات، گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

2 نویسنده مسئول مکاتبات، استاد، گروه اصلاح و بیوتکنولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه پست الکترونیک: r.darvishzadeh@urmia.ac.ir

3 دانش آموخته کارشناسی‌ارشد گیاهان دارویی، ادویه‎ای و نوشابه‎ای، گروه علوم باغبانی دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه

چکیده

کرچک (Ricinus communis L.) یکی از قدیمی‎ترین گیاهان دارویی روغنی در جهان است. این گیاه به‎طور گسترده در قسمت‎های مختلف ایران پراکنده شده است. به‎منظور شناسایی نشانگرهای ISSR پیوسته با ژن‌های کنترل‎کننده 26 صفت مورفولوژیک در 12 جمعیت کرچک از تجزیه ارتباطی بر اساس اطلاعات حاصل از 16 ترکیب آغازگری ISSR استفاده شد. ارزیابی فنوتیپی جمعیت‎ها در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با سه تکرار در مزرعه تحقیقاتی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی ارومیه در سال 1391 انجام گرفت. نشانگر UBC-859 موثرترین نشانگر در بررسی تنوع جمعیت‌های کرچک در این تحقیق بود. بر اساس 116 مکان تکثیری توسط آغازگرهای ISSR، ژنوتیپ‎های مورد بررسی به 6 زیر جمعیت تقسیم شدند. با استفاده از مدل خطی مخلوط (MLM)، 26 مکان پیوسته با 17 صفت مورفولوژیک شناسایی شد. مقدار R2 در محدوده 4/12 (UBC857-5) تا 1/28 درصد (UBC844-2) متغیر بود. اکثر مکان‌ها به‎طور اختصاصی با یک صفت پیوسته بودند. مکان UBC812-8 با 8 صفت مورد مطالعه پیوسته بود. وجود نشانگرهای مشترک در میان برخی صفات بررسی شده می‌تواند ناشی از اثرات پلیوتروپی و یا پیوستگی نواحی ژنومی دخیل در کنترل این صفات باشد. شناسایی نشانگرهای مشترک اهمیت زیادی در به­نژادی گیاهان دارد، زیرا گزینش هم­زمان چند صفت از طریق انتخاب به‎کمک نشانگر (MAS) را امکان­پذیر می­سازند.
 

کلیدواژه‌ها


-      Abdollahi Mandoulakani, B., Alami, A. and Esfahani, M., 2010. Association analysis for morphological traits in peanut (Arachis hypogea L.) using microsatellite markers. Iranian Journal of Crop Sciences, 12: 510-519.
-      Allan, G., Williams, A., Rabinowicz, P.D., Chan, A.P., Ravel, J. and Keim, P., 2008. Worldwide genotyping of castor bean germplasm (Ricinus communis L.) using AFLPs and SSRs. Genetic Resources and Crop Evolution, 55: 365-378.
-      Bajay, M.M., 2010. Development of microsatellite markers and characterization of germplasm of castor (Ricinus communis L.). Dissertation, Universidade de Sao Paulo-USP, Brazil.
-      Bhavesh, B.G., Kumar, N., Singh, A.S., Punvar, B.S., Ravikiran, R., Subhash, N. and Jadeja, G.C., 2010. Assessment of genetic diversity in castor (Ricinus communis L.) using RAPD and ISSR markers. Industrial Crops and Products, 33: 491-498.
-      Bidkhani Nejad F., Mohammadi Mirik, A., and Dashti, H., 2015. Evaluation of two subspecies of flax (Linum usitatissimum) in different geographical regions for genetic diversity of seed yield and it’s components. Iranian Journal of Field Crop Science, 45: 603-611.
-      Borch-Jensen, C., Jensen, B., Mathiasen, K. and Mollerup, J., 1997. Analysis of seed oil from Ricinus communis and Dimorphoteca pluvialis by gasand supercritical fluid chromatography. Journal of the American Oil Chemists' Society, 74: 277-284.
-      Buckler, E.S. and Thornsberry, J.M., 2002. Plant molecular diversity and applications to genomics. Current Opinion in Plant Biology, 5: 107-111.
-      Caupin, H.J., 1997. Products from castor oil: past, present, and future. In Gunstone, F.D., Padly, F.B., (eds), Lipid technologies and application. Marcel Dekker, New York 787-795.
-      Ebrahimi, M.A., Mir, M., Zinalabedini, M. and Imani, A., 2014. Application of microsatellite markers and some morphological traits in core collection identification of Prunus dulcis Mill. Crop Biotechnology, 8: 57-75.
-      Evanno, G., Regnaut, S. and Goudet, J., 2005. Detecting the number of clusters of individuals using the software structure: a simulation study. Molecular Ecology, 14: 2611–2620.
-      Gajera, B.B., Kumar, N., Singh, A.S. and Punvar, B.S., 2010. Assessment of genetic diversity in castor (Ricinus communis L.) using RAPD and ISSR markers. Industrial Crops and Products, 32: 491-498.
-      Goodarzi, F., Darvishzadeh, R., Hassani, A. and Hassanzadeh, A., 2011. Study on genetic variation in Iranian castor bean (Ricinus communis L.) accessions using multivariate statistical techniques. Journal of Medicinal Plants Research, 5: 5254-5261.
-      Hittalmani, S., Huang, N., Courtois, B., Venuprasad, R., Shashidhar, H.E., Zhuang, J.Y., Zheng, K.L., Liu, G.F., Wang, G.C., Sidhu, J.S., Srivantaneeyakul, S., Singh, V.P., Bagali, P.G., Prasanna, H.C., McLaren, G. and Khush, G.S., 2003. Identification of QTL for growth and grain yield-related traits in rice across nine locations of Asia. Theoretical and Applied Genetics, 107: 679-90.
-      Jeong, G.T. and Park, D.H., 2009. Optimization of biodiesel production from castor oil using response surface methodology. Applied Biochemistry and Biotechnology, 156: 431-441.
-      Jun, T.H., Van, K., Kim, M.Y., Lee, H.S. and Walker, D.R., 2008. Association analysis using SSR markers to find QTL for seed protein content in soybean. Euphytica, 162: 179-191.
-      Kanti, M., Anjani, K., Usha Kiran, B. and Vivekananda, K., 2015. Agro-morphological and molecular diversity in castor (Ricinus communis L.) germplasm collected from Andaman and Nicobar Islands, India. Czech Journal of Genetics and Plant Breeding, 51: 96-109.
-      King, A.J., Montes, L.R., Clarke, J.G., Itzep, J., Perez, C.A.A., Jongschaap, R.E.E., Visser, R.G.F., Loo, E.N. and Graham, I.A., 2015. Identification of QTL markers contributing to plant growth, oil yield and fatty acid composition in the oilseed crop Jatropha curcas L. Biotechnology for Biofuels, 8: 160.
-      Koutroubas, S.D., Papakosta, D.K. and Doitsinis, A., 1999. Adaptation and yielding ability of castor plant (Ricinus communis L.) genotypes in a Mediterranean climate. European Journal of Agronomy,11: 227-237.
-      Koutroubas, S.D., Papakosta, D.K. and Doitsinis, A., 2000. Water requirements for castor oil crop (Ricinus communis L.) in a Mediterranean climate. Journal of Agronomy and Crop Science,184: 33-41.
-      Kumar, H., Kaur, G. and Banga, S., 2012. Molecular characterization and assessment of genetic diversity in sesame (Sesamum indicum L.) germplasm collection using ISSR markers. Journal of Crop Improvement, 26: 540-557.
-      Li, C., Miao, H., Wei, L., Zhang, T., Han, X. and Zhang, H., 2014. Association Mapping of Seed Oil and Protein Content in Sesamum indicum L. Using SSR Markers. Plos One, 9: 1-12.
-      Murry, M. and Thompson, W.F., 1984. Rapid isolation of high molecular-weight plant DNA. Nucleic Acids Research, 8: 4321-4325.
-      Ogunniyi, D.S., 2006. Castor oil: a vital industrial raw material. Bioresource Technology, 97: 1086–1091.
-      Pecina-Quintero, V., Anaya-López, J.L., Núnez-Colín, C.A., Zamarripa-Colmenero, A., Montes-García, N., Solís-Bonilla, J.L. and Aguilar-Rangel, M.R., 2013. Assessing the genetic diversity of castor bean from Chiapas, México using SSR and AFLP markers. Industrial Crops and Products, 41: 134-143.
-      Pritchard, J.K., Stephanes, M., Rosenberg, N.A. and Donnelly, P., 2000. Association mapping in structured populations. American Journal of Human Genetics, 67: 170–181.
-      Savy Filho, A., 2005. Castor bean breeding. In: Borém A. (Ed.) Improvement of Cultivated Species. Viçosa: Federal University of Viçosa.
-      Scarpa, A. and Guerci, A., 1982. Various uses of the castor oil plants (Ricinus communis L.) a review. Journal of Ethnopharmacology, 5: 117-137.
-      Spataro, G., Tiranti, B., Arcaleni, P., Bellucci, E., Attene, G., Papa, R., Spagnoletti Zeuli, P. and Negri, V., 2011. Genetic diversity and structure of a worldwide collection of Phaseolus coccineus L. Theoretical and Applied Genetics, 122: 1281-1291.
-      Tuberosa, R., Salvi, S., Sanguineti, M.C., Landi, P., Maccaferri, M. and Conti, S., 2002. Mapping QTLs regulating morpho-physiological traits and yield in drought-stressed maize: case studies, shortcomings and perspectives. Annals of Botany, 89: 941-963.
-      Wang, C.M., Liu, P., Yi, C., Gu, K., Sun, F., Li, L., Chueng Lo, L., Liu, X., Feng, F., Lin, G., Cao, S., Hong, Yan., Yin, Z. and Yue, G.H., 2011. A First generation microsatellite- and SNP-based linkage map of Jatropha. Plos One, 6: 1-8.
-      Weiss, E.A., 1983. Oilseed Crops. Longman. New York. 660 pp.
-      Yu, J., Pressoir, G., Briggs, W., Vroh, B.I., Yamasaki, M., Doebley, J.F., McMullen, M.D., Gaut, B.S., Nielsen, D.M., Holland, J., Kresovich, S. and Buckler, E.S., 2006. A unified mixed-model method for association mapping that accounts for multiple levels of relatedness. Nature Genetics, 38: 203-208.
-      Zheng, L., Qi, J., Fang, P., Su, J., Xu, J. and Tao, A., 2010. Genetic diversity and phylogenetic relationship of castor germplasm as revealed by SRAP analysis. Journal of Wuhan Botanical Research, 28(1): 1-6.
-      Zhao, K.G., Zhou, M.Q. and Chen, L.Q., 2007. Genetic diversity and discrimination of Chimonanthus praecox (L.) Link germplasm using ISSR and RAPD markers. Horticulture Science, 42: 1144–1148.