زراعت و فناوری زعفران

با همکاری انجمن علمی گیاهان دارویی ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

فرم های نشریه

راهنمای نویسندگان

مطالعه تنوع ژنتیکی و برخی از صفات زراعی و کیفی در زعفران (.Crocus sativus L)

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکتری زراعت، اکولوژی گیاهان زراعی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.

2 دانشیار گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.

3 استاد گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه.

4 استاد، دانشکده بیومهندسی، دانشگاه اگه، ازمیر، ترکیه.

چکیده

به‌منظور مطالعه تنوع ژنتیکی و زراعی زعفران، شش اکوتیپ از نقاط مختلف استان خراسان (مشهد، تربت‌جام، گناباد، تربت‌حیدریه، قاین و بیرجند) جمع‌آوری و در طی دو سال زراعی 93-1391 در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه ارومیه مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج مزرعه‌ای نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین اکوتیپ‌ها از لحاظ اکثر صفات زراعی و کیفی مورد مطالعه وجود دارد. به‌طوری‌که تجزیه خوشه‏ای، اکوتیپ‏های تربت‌حیدریه، مشهد و تربت‌جام را در یک خوشه‏ و اکوتیپ‏های بیرجند، قاین و گناباد را در خوشه‏ دیگر گروه‌بندی نمود. همچنین نتایج حاصل از مقایسه میانگین نشان داد که اکوتیپ‏های تربت‌حیدریه و مشهد به ترتیب به‏‌عنوان بهترین‏ اکوتیپ‏های زعفران در ارومیه شناخته شدند. از طرفی نتایج ژنتیکی نشان داد که از بین 30 جفت آغازگر SSR مورد استفاده، 22 جفت آغازگر (73%)، در مجموع 44 آلل چندشکلی را شناسایی نمودند (میانگین 2 عدد). میانگین شاخص شانون (I)، تنوع ژنتیکی (h) و محتوی اطلاعات چندشکلی (PIC) به ترتیب 688/0، 424/0 و 402/0 تخمین زده شد که این نتایج از وجود تنوع ژنتیکی در بین اکوتیپ‌های زعفران خبر می‌دهد و این تنوع توسط تجزیه‌های دیگری از جمله تجزیه واریانس مولکولی مورد تأیید قرار گرفت. از طرفی نتایج حاصل از تجزیه خوشه‏ای داروین، هر کدام از اکوتیپ‏های بیرجند، مشهد و گناباد را در یک خوشه‏ و سه اکوتیپ تربت‌حیدریه، قاین و تربت‌جام را به‌دلیل شباهت بالا همگی را در یک خوشه‏ قرار داد و این گروه‌بندی توسط تجزیه به مؤلفه‏های اصلی مورد تأیید قرار گرفت. قابل ذکر است شباهت ژنتیکی بالایی بین اکوتیپ‏های زعفران (90-65 درصد) تخمین زده شد. در مجموع نتایج حاصل از این تحقیق ضمن بیان این موضوع که نشانگرهای ریزماهواره ابزار مفیدی برای ارزیابی تنوع ژنتیکی و گروه‏بندی اکوتیپ‌های زعفران هستند. این موضوع را نیز تأیید نمود که زعفران گیاهی منومورف نبوده و می‌توان تنوع مفیدی را جهت استفاده در برنامه‌های اصلاحی شناسایی کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of genetic diversity and some of quality and agronomic traits in saffron (Crocus sativus L.)

نویسندگان [English]

  • mahdi bayat 1
  • reza amirnia 2
  • mahdi tajbakhsh 3
  • bahattin tanyolac 4

1 graduated of agronomy Ph.D. – Crop Ecology, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran.

2 Assistant Professor, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran.

3 Professor, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran

4 Professor, Department of Bioengineering, EBILTEM institute, EGE University, Izmir, Turkey

چکیده [English]

In order to study genetic diversity and some of the quality and agronomic traits in saffron, six cultivated ecotypes were collected from different regions of the Khorasan province (Mashhad, Torbat-Jam, Gonabad, Torbat-Heydarieh, Qaen and Birjand) and they were evaluated during two cropping seasons in 2011-13 in the research farm of the agricultural faculty, Urmia University, Urmia-Iran. The farming results showed that there were significant differences between the ecotypes in the studied agronomic and qualitative traits. Thus,, the cluster analysis grouped ecotypes Torbat-Heydarieh, Mashhad and Torbat-Jam in a cluster and ecotypes Birjand, Qaen and Gonabad in the other cluster. The results of mean comparison also showed that ecotypes Torbat-Heydarieh and Mashhad were the best saffron ecotypes in the Urmia condition. On the other hand, the genetic results showed that 22 of 30 SSR primers (73%) detected a total of 44 polymorphic alleles (average 2). The average of Shannon index (I), genetic diversity (h) and polymorphic information content (PIC) were estimated to be 0.688, 0.424 and 0.402, respectively. These results not only clarified the existence of genetic diversities among saffron ecotypes, but also, the genetic diversities were proven with other analyses such as analysis of molecular variance. The results of cluster analysis of Darwin grouped each ecotype of Birjand, Mashhad and Gonabad in a cluster and three ecotypes. Torbat-Heydarieh, Qaen and Torbat-Jam were placed in the same cluster because of their high genetic similarity. This grouping was confirmed by principal coordinate analysis. It was notable that high genetic similarities were estimated between saffron ecotypes (65-90%). Overall, the results of this research not only introduced microsatellite molecular markers as useful tools for evaluating genetic diversity and grouping of saffron ecotypes, but also confirmed that saffron is not a monomorphic plant and we can identify useful genetic diversities for breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster analysis
  • Genetic parameters
  • Genetic similarity
  • Microsatellite markers (SSR)
مراجع
Agayev, Y.M.O., Fernandez, J.A., and Zarifi, E. 2009. Clonal selection of saffron (Crocus sativus L.): the first optimistic experimental results. Euphytica 169: 81–99.
Aghhavani Shajari, M., Rezvani Moghaddam, P., Koocheki, A., Fallahi, H.R., Taherpour Kalantari, R. 2015. Evaluation of the effects of soil texture on yield and growth of saffron (Crocus sativus L.). Saffron Agronomy & Technology 2 (4): 311-322.(In Persian)
Alavi-Kia, S.S., Mohammadi, S.A., Aharizad, S., and Moghaddam, M. 2008. Analysis of genetic diversity and phylogenetic relationships in Crocus genus of Iran using inter-retrotransposon amplified polymorphism. Biotechnology & Biotechnological Equipment 22: 795-800.
Anastasaki, E., Kanakis, C., Pappas, C., Maggi, L., del Campo, C.P., Carmona, M., Alonso, G.L., and Polissiou, M.G. 2010. Differentiation of saffron from four countries by mid-infrared spectroscopy and multivariate analysis. European Food Research and Technology 230: 571–577.
Babaei S., Talebi, M., Bahar M., and Zeinali, H. 2014. Analysis of genetic diversity among saffron (Crocus sativus L.) accessionsfrom different regions of Iran as revealed by SRAP markers. Scientia Horticulturae 171: 27–31.
Beiki, A.H., Keifi, F., and Mozafari, J. 2010. Genetic differentiation of Crocus species by random amplified polymorphic DNA. Journal of genetic engineering and biotechnology 18: 1- 10.
Beiki, A.H., Keify, F., and Mozafari, J. 2011. Rapid genomic DNA isolation from corm of Crocus species for genetic diversity analysis. Journal of Medicinal Plants Research 5 (18): 4596-4600.
Budak, H., Shearman, R.C., Parmaksiz, I., Gaussoin, R.E., Riordan, T.P., and Dweikat, I. 2004. Molecular characterization of Buffalograss germplasm using sequence-related amplified polymorphism markers. Theoretical & Applied Genetics108: 328–334.
Caiola, M.G., and Zaier, R. 2004. RAPD analysis in Crocus sativus L. accessions and related Crocus species. Biologia Plantarum 48: 375-380.
Castillo, R., Fernandez, J.A., and Gomez-Gomez, L. 2005. Implications of carotenoid biosynthetic genes in apocarotenoid formation during the stigma development of Crocus sativus and its closer relatives. Plant Physiology 139: 674-689.
Cuc, L.M., Mace, E.S., Crouch, J.H., Quang, V.D., Long, T.D., and Varshney, R.K. 2008. Isolation and characterization of novel microsatellite markers and their application for diversity assessment in cultivated groundnut (Arachis hypogaea). BMC Plant Biology 10: 1186-1193.
Erol, O., Kaya, H. B., Şik, L., Tuna, M., Can, L., and Tanyolaç, M.B.  2014. The genus Crocus, series Crocus (Iridaceae) in Turkey and 2 East Aegean islands: a genetic approach. Turkish Journal of Biology 38: 48-62.
Fernandez, J. A. 2004. Biology, biotechnology and biomedicine of saffron. Recent Research Developments in Plant Science 2:127-159.
Indriyani, S., Arisoesilaningsih, E., Wardiyati, T., and Purnobasuki, H. 2011. A model of relationship between climate and soil factors related to oxalate content in porang (Amorphophallus muelleri Blume) corm. Biodiversitas 12 (1): 45-51.
Keify, F., and Beiki, A.H. 2012. Exploitation of random amplified polymorphic DNA (RAPD) and sequence-related amplified polymorphism (SRAP) markers for genetic diversity of saffron collection. Journal of Medicinal Plants Research 6 (14): 2761-2768.
Lage, M., and Cantrell, C.L. 2009. Quantification of saffron (Crocus sativus L.) metabolites crocins, picrocrocin and safranal for quality determination of the spice grown under different environmental Moroccan conditions. Scientia Horticulturae 121: 366–373.
Liu, K., and Muse, S.V. 2005. Power Marker: An integrated analysis environment for genetic marker analysis. Bioinformatics 21: 2128-2129.
Messmer, M.M., Melchinger, A.A., Boppenmair, J., Brunklaus-Jung E., and Hermann, R.G. 1992. Relationship among early European maize inbreds. I. Genetic diversity among flint and dent lines as revealed by RFLP. Crop Science 32: 1301- 1309.
Mohammadi, H., Ranjbar, F., and Soltani, M. 2011. Climatic potentials assessment for saffron cultivation in Marvdasht. Geography and Environmental Planning (University of Isfahan) 22 (3): 143-154. (In Persian).
Mollafilabi, A. 2004. Experimental finding of production and echo physiological aspects of saffron (crocus Sativus L.). International symposium on saffron biology and biotechnology. Albacete, Spain.
Moraga, A.R., Trapero-Mozos, A., Gomez-Gomez, L., and Ahrazem, O. 2010. Intersimplesequence repeat markers for molecular characterization of Crocus cartwright-ianus cv. albus. Industrial Crops and Products 32: 147–151.
Mueller, U.G., and Wolfenbarger, L. 1999. AFLP genotyping and fingerprinting. Tree 14: 389-394.
Namayandeh, A., Nemati, Z., Kamelmanesh, M.M., Mokhtari, M., and Mardi, M. 2013. Genetic relationships among species of Iranian crocus (Crocus spp.). Crop Breeding Journal 3 (1): 61-67.
Nehvi, F., Qadri, A., Henna, S., and Singh, P. 2008. Saffron in India and Iran: A Review of Production, Processing and Marketing. Indian Journal of Crop Science 3 (1): 156-162.
Nemati, Z., Zeinalabedini, M., Mardi, M., Pirseyediand, S.M., Marashi, S.H., and Khayam Nekoui, S.M. 2012. Isolation and characterization of a first set of polymorphic microsatellite markers in Saffron, Crocus Sativus (Iridaceae). American Journal of Botany 27: 340-343.
Omid Beygi, R., Sadeghi, B., and Ramezani, A.A. 2000. Effects of cultivation site on quality of saffron (Crocus sativus L.). Iranian Journal of Horticultural Science and Technology 1 (3-4): 167-178. (In Persian).
Rubio-Moraga, A., Castillo-López, R., Gómez-Gómez, L., and Ahrazem, O. 2009. Saffron is a monomorphic species as revealed by RAPD, ISSR and microsatellite analyses. BMC Research Notes 2: 1-5.
Shokohian, A.A., and Asghari, A. 2008. Evaluation of saffron ecotypes adaptation to Ardabil weather condition. Iranian Journal of Field Crop Science (Iranian Journal of Agricultural Sciences) 38 (4): 563-570. (In Persian).
Yazdi Samadi, B., Rezaei, A.M., and Valyzadeh, M. 2001. Statistical designs in agricultural research. Tehran university publications. Second edition. 1-762. (In Persian).
Yeh, F.C., and Yang, R.C. 1999. POPGENE Version 1.31. University of Albert and Tim Boyle, Center for International Research.
زراعت و فناوری زعفران
دوره 4، شماره 3 - شماره پیاپی 13
پاییز 95
آذر 1395
صفحه 185-200
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار