زراعت و فناوری زعفران

چکیده گیاهCrocus sativus ، گیاهی تریپلویید است که به روش رویشی با استفاده از بنه تکثیر می­شود. به دلیل تولید مثل غیرجنسی، تفرق صفات و تنوع ژنتیکی در این گیاه با محدودیت مواجه است. نشانگرهای EST-SRR مزایایی از جمله هم­غالبیت، اختصیاصیت برای لوکوس خاص و پلی­مورفیسم بالا نسبت به نشانگرهای دیگر دارند. با توجه به دردسترس بودن داده­های ترنسکریپتوم، امکان شناسایی نشانگرهای EST-SSR برای مطالعات پلی­مورفیسم در گیاه زعفران وجود دارد. جهت توسعه نشانگرهای EST-SSR، داده­های RNA-Seq گیاه زعفران از NCBI دریافت شدند. سپس کنترل کیفیت و پیرایش داده­ها به ترتیب توسط ابزارهای FastQC و Trimmomatic انجام گرفت. با استفاده از این داده­ها و ابزار RNA-Bloom، سرهم­بندی ترنسکریپتوم انجام گرفت. ابزار CD-HIT-EST برای حذف ترنسکریپت­های مشابه و تکراری استفاده شد. کیفیت ترنسکریپتوم با استفاده از BUSCO مورد ارزیابی قرار گرفت و درصد ترنسکریپت­های کامل، حدود 90 درصد به دست آمد. پس از دستیابی به ترنسکریپتوم با کیفیت در زعفران، از نرم­افزار MISA برای شناسایی EST-SSR ها در ترنسکریپتوم استفاده شد. طراحی آغازگر با استفاده از نرم­افزار Primer3 برای توالی­های EST-SSR، انجام شد. تعداد 35459 توالی SSR شناسایی شدند و آغازگر برای آن­ها طراحی گردید. از تعداد 10 جفت آغازگر که برای تکثیر PCR روی DNA زعفران انتخاب شدند، 7 جفت آغازگر در اندازه پیش­بینی شده تکثیر شدند که نشان از کارایی 70 درصدی نشانگر دارد. نشانگرهای EST-SSR شناسایی شده در این پژوهش در مطالعات ژنتیکی زعفران می­توانند مورد استفاده قرار گیرند.

چکیده بیماری لکه موجی با عامل Alternaria alternata یکی از مهمترین بیماری‌های گیاهی در دنیا به شمار می‌رود. برای تعیین تنوع ژنتیکی در جمعیت‌های قارچAlternaria 50 نمونه در سطح مزارع زعفران در استان‌ خراسان رضوی (کاشمر، تربت‌جام، تربت حیدریه، مه ولات، بردسکن) و استان خراسان جنوبی (قائنات، سرایان، بیرجند) جمع آوری گردید. در نهایت 50 جدایه قارچ A. alternata از نمونه‌های آلوده با استفاده از محیط کشت سیب زمینی، دکستروز، آگار جداسازی گردید. آزمایش مولکولی جدایه‌ها بعد از خالص سازی و شناسائی با استفاده از پنج جفت آغازگر ریز ماهواره انجام گرفت. در مجموع 22 آلل با میانگین 11.1 آلل در تمام جمعیت ها توسط آغازگرهای ریزماهواره تولید شد. بیشترین مقدار آلل مربوط به جمعیت مه ولات با 14 آلل و و کمترین جمعیتهای سرایان، بیرجند و قائن با 10 آلل بود. مقایسه پارامترهای تنوع ژنتیکی در هشت جمعیت نشان داد که جمعیت تربت جام بیشترین تنوع ژنتیکی را دارند. اما مقادیر پایینی برای قائنات محاسبه شده است. بیشترین و کمترین فاصله ژنتیکی بین قائن- مه ولات (328/0) و بردسکن- مه ولات (054/0) دیده شد. بر اساس دندروگرام جمعیت ها، دو گروه از همدیگر متمایز شدند؛ یک گروه شامل قائنات و دیگری بیرجند، مه ولات، سرایان، بردسکن، کاشمر، تربت جام و تربت حیدریه بود. تجزیه واریانس ملکولی نشان داد که میزان تنوع ژنتیکی در درون جمعیت 71% و بین جمعیت‌ها 29% می‌باشد. شباهت ژنتیکی بالایی بین جدایه ها از مناطق مختلف وجود داشت. نتایج به دست آمده از این مطالعه می‌تواند در اصلاح ارقام مقاوم زعفران و گسترش اقدام قرنطینه‌ای بسیار مفید باشد.

چکیده زعفران زراعی به عنوان با ارزش­ترین ادویه جهان از نظر ژنتیکی کلون مونومورفی بوده، ولی تفاوت­هایی نیز در فنوتیپ و کیفیت گزارش شده است که مهم­ترین تنوع فنوتیپی از نظر زراعی و اقتصادی، وجود گل­های با بیش از سه کلاله است، بنابراین هدف از این تحقیق استفاده از نشانگرهای مولکولی مختلف جهت مطالعه مولکولی زعفران های با بیش از 3 کلاله در منطقه و اندازه­گیری تنوع ژنتیکی بین آن­ها بود. در این تحقیق، کلون­های زعفران با بیش از سه کلاله به­طور کامل همراه با خاک اطراف ریشه از مزارع کشاورزان جمع­آوری و بطور کامل در جعبه­های پلاستیکی، جهت حفظ شرایط زیستی، مستقر گردیدند. استخراج DNA به روش CTAB از برگ­های گل دارای بیش از سه کلاله انجام شد. زعفران­های با بیش از سه کلاله در مقایسه با حالت معمولی دارای گل­های بزرگتر و تعداد گلبرگ­های به نسبت بیشتری بودند. بیشترین فراوانی تعداد کلاله در بین نمونه­های بیش از سه کلاله مربوط به چهار و پنج کلاله با 38 درصد بود. نمونه­های دارای شش کلاله با فراوانی 14 درصد مشاهده شد. در بین نمونه­های جمع­آوری شده تنها یک نمونه با تعداد کلاله هفت نیز مشاهده گردید. از مجموع 48 آغازگر ISSR آزمون شده روی نمونه DNAی بالک، تنها 16 آغازگر تشکیل نوار دادند. نتایج حاصل از الکتروفورز ژل آگاروز برای آغازگرهای ISSR نشان داد که محدوده نوارهای تشکیل شده در فاصله 100 تا 1000 جفت باز بود. با بررسی نوارهای تشکیل شده برای آغازگرهای ISSR‌، چندشکلی قابل ملاحظه­ای بین کلون­های مختلف زعفران مورد بررسی مشاهده نشد. لذا، براساس این سیستم نشانگری تنوع ژنتیکی بین کلون­های با تعداد کلاله متفاوت ملاحظه نشد. از بین نشانگرهای SSR‌ آزمون شده، 10 نشانگر چند شکلی را بین کلون ها نشان دادند. نتایج تجزیه همبستگی براساس ضریب همبستگی اسپیرمن نشان داد که ارتباط معنی­دار آماری بین هیچ کدام از آلل­های نشانگر ریزماهواره و تعداد کلاله­ها مشاهده نشد.