کاربرد نشانگرهای ریزماهواره جهت شناسایی و ثبت ارقام گردو

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• محسن مردی ¹
• مهرشاد زین العابدینی ²
• روح اله حق جویان ³
• سید حسین جمالی ⁴
• سید مجتبی خیام نکوئی ¹
• عبدالرضا کاوند ⁴
• کریم احمدی ⁵
• لیلا صادقی ⁴
• علی اکبر لونی ⁶
• طیبه کرمی ⁶
• صغری خوشکام ⁶

¹ پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران

² پزوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران

³ موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر، کرج

⁴ مؤسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، کرج

⁵ پژوهشکده بیوتکنولوژی کشاورزی ایران، کرج

⁶ معاونت تولیدات گیاهی وزارت جهاد کشاورزی

https://doi.org/10.22067/jhorts4.v0i0.25874

چکیده

یکی از معضلات مهم باغداران در خصوص احداث نهالستان‌ها و باغ‌ها، نامشخص بودن اصالت ژنتیکی ارقام کشت شده می‌باشد. در سال‌های اخیر تکنولوژی نشانگرهای DNA در گیاهان عالی به سمت استفاده از این نشانگرها در انگشت نگاری DNA سوق یافته است. در این تحقیق با استفاده از 30 نشانگر مولکولی SSR، کلید شناسایی مولکولی در 5 رقم از 7 رقم گردوی ایرانی (Juglansregia) حاصل گردید. نتایج این تحقیق نشان داد، از مجموع 30 نشانگر ریزماهواره گردو، 5 نشانگر قادر به شناسایی کلیدهای اختصاصی ارقام گردو مورد مطالعه بودند. نشانگرهای WP-376 و ABRII -WM-6 در رقم‌های K72، Z30، Z53، Z60 و Z63 باندهای چند شکل اختصاصی ایجاد نمودند. وجود غیر یکنواختی ژنتیکی در بین درختان مورد مطالعه ارقام B21 و Z67 باعث عدم توصیه درختان مذکور به عنوان درختان مادری این ارقام گردید. کلید های مولکولی اختصاصی به وسیله تجزیه‌های مولکولی بر روی 39 درخت مادری ایجاد گردید و نتایج این تحقیق در دو آزمایشگاه مستقل تایید شد. با استفاده از کلیدهای شناسایی مولکولی ارقام مورد مطالعه امکان تشخیص این ارقام در مرحله نونهالی به منظور تایید اصالت ژنتیکی آن‌ها میسر می‌گردد.

کلیدواژه‌ها

• گردو
• ریزماهواره
• انگشت نگاری
• روش‌های مبتنی بر مدل
• تجزیه خوشه‌ای

20.1001.1.20084730.1393.28.4.16.3

عنوان مقاله [English]

Application of Microsatellite Markers for Identification and Registration of Walnut Cultivars

نویسندگان [English]

• Mohsen Mardi ¹
• Mehrshad Zeinalabedini ²
• Rohollah Haghjoyan ³
• Seyyed Hassan Jamali ⁴
• Seyyed Mojtaba Khayam Nekouei ¹
• Abdolreza Kavand ⁴
• Karim Ahmadi ⁵
• Leila Sadeghi ⁴
• Ali Akbar Loni ⁶
• Tayebe Karami ⁶
• Soghra Khoshkam ⁶

¹ Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII)

² Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII)

³ Plant and Seed Improvement Institute, Karaj

⁴ Seed and Plant Certification and Registration Institute, Karaj

⁵ Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran

⁶ Adjutancy of Plant Production of the Ministry of Jihad-e-Agriculture

چکیده [English]

Due to the complex assessment of young walnut cultivars (Juglansregia L.) based on morphological traits, advance molecular tools have provided a new prospect for cultivar identification and DNA fingerprinting. In this study, specific molecular keys were identified for 5 Iranian walnut cultivars (Juglansregia L.) using 30 SSR markers. The results showed that 5 SSR markers produced polymorphic bands for studied Iranian walnut cultivars. SSR markers WP-376andABRII-WM-6produced specific molecular keys in walnut cultivars K72, Z30, Z53 and Z60. Due to different genetic background, it was impossible to recommend the B21 and Z67 genotypes as mother’s trees. The specific molecular keys were verified on 39 walnut mother's trees and the results were confirmed at two independent laboratories. The reported specific molecular keys can be used for identification of 5 Iranian walnut cultivars in juvenile period.

کلیدواژه‌ها [English]

• Walnut
• Microsatellite
• Fingerprinting
• Model based method
• Clustering

مراجع

1-Arzani K., MansouriArdakan H., Vezvaei A., and Roozban M.R. 2008. Morphological variation among Persian walnut (Juglansregia) genotypes from central Iran. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 36(3), 159-168.

2- Atefi J. 1993. Evalution of walnut genotype in Iran. Acta Horticulturae, 311: 25-33.

3- Bayazit S., Kazan K., Gülbitti S., Cevik V., Ayanoğlu H., and Ergül A. 2007. AFLP analysis of genetic diversity in low chill requiring walnut (Juglans regia L.) genotypes from Hatay, Turkey. Scientia Horticulturae, 111(4), 394-398.

4- Bayazit S., Kazan K., Gulbitti V., Evik C., Ayanoglu H. and Ergul A. 2007. AFLP analysis of genetic diversity in low chill requiring walnut (Juglans regia L.) genotypes from Hatay, Turkey. ScientiaHorticulturae, 111: 394–398.

5- Christopoulos M.V., Rouskas D., Tsantili E., andBebeli P.J. 2010. Germplasm diversity and genetic relationships among walnut (Juglansregia L.) cultivars and Greek local selections revealed by Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) markers.ScientiaHorticulturae, 125(4), 584-592.

6- Ciarmiello L.F., Piccirillo P., Pontecorvo G., De Luca A., Kafantaris I., and Woodrow P. 2011. A PCR based SNPs marker for specific characterization of English walnut (Juglansregia L.) cultivars. Molecular biology reports, 38(2), 1237-1249.

7- Dangl G.S., Woeste K., Ardhya M.K., Koehmstedt A., and Simon C. 2005. Characterization of 14 Microsatellite Markers for Genetic Analysis and Cultivar Identification of Walnut. Journal of the American Society for Horticultural Science, 130(3):348-354.

8- Ebrahimi A., Fatahi R., andZamani Z. 2011. Analysis of genetic diversity among some Persian walnut genotypes (Juglans regia L.) using morphological traits and SSRs markers. ScientiaHorticulturae, 130(1), 146-151.

9- FAOSTAT.2011. http://faostat.fao.org.

10- Fjellstrom R.G., Parfitt D.E., andMcGranahan G.H. 1994. Genetic relationships and characterization of Persian walnut (Juglans regia L.) cultivars using restriction fragment length polymorphisms (RFLPs). Journal of the American Society for Horticultural Science, 119(4), 833-839.

11- Foroni I., Rao R., Woeste K., and Gattitelli M. 2005. Characterisation of Juglansregia L. with SSR markers and evaluation of genetic relationships among cultivars and the ‘Sorrento’ landrace.J. Hort. Sci. Biotechnol., 80: 49–53.

12- Foroni I., Woeste K., Monti L.M., and Rao R. 2007. Identification of ‘Sorrento’walnut using simple sequence repeats (SSRs). Genetic Resources and Crop Evolution, 54(5), 1081-1094.

13- Kafkas S., Ozkan H., and Sutyemez M. 2005. DNA polymorphism and assessment of genetic relationships in walnut genotypes based on AFLP and SAMPL markers. Journal of the American Society for Horticultural Science, 130: 585–590.

14- Nicese F.P., Hormaza J.I., and McGranahan G.H. 1998. Molecular characterization and genetic relatedness among walnut (Juglansregia L.) genotypes based on RAPD markers. Euphytica, 101(2), 199-206.

15- Ninot A., and Aleta N. 2003. Identification and genetic relationship of Persian walnut genotypes using isozyme markers. Journal-American Pomological Society, 57, 106-114.

16- Orel G., Marchant A.D., McLeod J.A., and Richards G.D. 2003.Characterization of 11 Juglandaceae genotypes based on morphology, cpDNA, and RAPD. HortScience, 38(6), 1178-1183.

17- Pollegioni, P., Major A., Bartoli S., Ducci F., Proietti R., and Malvolti M.E. 2005. Application of microsattelite and dominant molecular markers for the discrimination of species and interspecific hybrids in genus Juglans. Acta Horticulturae, 705:191-197.

18- Ruiz-Garcia L., Lopez-Ortega G., Fuentes Denia A., andFrutos Tomas D. 2011. Identification of a walnut (Juglans regia L.) germplasm collection and evaluation of their genetic variability by microsatellite markers. Spanish Journal of AgriculturalResearch, 9(1), 179-192.

19- Woeste K., Burns R. Rhodes O., and Michler C. 2002. Thirty polymorphic nuclear microsatellite loci from black walnut. Journal of Heredity, 93:58-60.