| تعداد نشریات | 33 |
| تعداد شمارهها | 886 |
| تعداد مقالات | 8,685 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,107,539 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,382,185 |
تعیین نوع سیتوپلاسم (نرعقیم و طبیعی) در ارقام هویج با استفاده از نشانگرهای DNA میتوکندریایی | ||
| علوم و تحقیقات بذر ایران | ||
| دوره 13، شماره 1، فروردین 1405، صفحه 15-31 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22124/jms.2026.10033 | ||
| نویسنده | ||
| لیلا صادقی* | ||
| موسسه تحقیقات ثبت و گواهی بذر و نهال، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
| چکیده | ||
| تولید بذر هیبرید مستلزم نگهداری لاینهای والد، کنترل گردهافشانی و تضمین خلوص ژنتیکی است که هزینه تولید را افزایش میدهد. در پژوهش حاضر، کارایی نشانگرهای میتوکندریایی در جایگاههای atp1، atp6، atp9، atp8،nad6 و cob برای تمایز سیتوپلاسمهای نرعقیم و نرمال در 46 ژنوتیپ هویج بررسی شد. نتایج نشان داد آغازگرهایcmt-1/cmt-2(atp1) ، با تکثیر قطعات ۳۹۲ و ۳۲۱ جفت باز توانستند سیتوپلاسم نرمال را از نرعقیم تفکیک کنند. آغازگرهایcmt-6/cmt-7(atp6) وcmt-8/atp6-ul(atp6) به ترتیب قطعات ۱۱۰۰ و ۳۷۳ جفتباز را در سیتوپلاسم نرعقیم و نرمال تکثیر نمودند. در atp9 الگوی تکثیر در هر دو سیتوپلاسم به صورت اختلاف اندازه مشاهده شد. در atp8 آغازگرهای cmt-15/atp8-u2 وcmt-10/atp8-u1 در سیتوپلاسمهای نرعقیم و نرمال به ترتیب قطعات تشخیصی 1508 و 751 جفت باز را تکثیر کردند. نشانگرهای nad6 و cob فقط در سیتوپلاسم نرعقیم تکثیر شدند. براساس نقشه حرارتی، از 9 رقم تجاری دارای برچسبF1 ، تنها در سه رقم Newhal،Nativa وSanta Cruz ، الگوهای مولکولی مرتبط با سیتوپلاسم نرعقیم (CMS) شناسایی شد و سایر ارقام با سیتوپلاسم نرمال سازگار بودند. ازاینرو، استفاده از عنوان F1 به تنهایی نمیتواند بهعنوان شاخصی برای وجود CMS تلقی شود و ارزیابی دقیقتر ماهیت ژنتیکی ارقام مستلزم بهرهگیری از آزمونهای تکمیلی است. همچنین رقمHero F1 همزمان نشانگر مرتبط با سیتوپلاسم نرعقیمی و نرمال را نشان داد که ممکن است با بازآراییهای ژنوم میتوکندریایی یا هتروپلاسمی مرتبط باشد. یافته های حاصل از این پژوهش اهمیت استفاده از چندین نشانگر مستقل را در شناسایی سیتوپلاسمهای مرتبط با نرعقیمی و ارزیابی اولیه ارقام در برنامههای تولید بذر هیبرید آشکار مینماید. | ||
| کلیدواژهها | ||
| نرعقیمی سیتوپلاسمی؛ ژنوم میتوکندری؛ هویج؛ نشانگر مولکولی؛ بذر هیبرید | ||
| مراجع | ||
|
Bach, I.C., Olesen, A. and Simon, P.W. 2002. PCR-based markers to differentiate the mitochondrial genomes of petaloid and male fertile carrot (Daucus carota L.). Euphytica, 127(3): 353–365.
Behera, T.K., Gupta, N. and Rai, S.K. 2025. Advances in seed production in vegetable crops. In: Indian Seed Sector: Evolution, Technology, Trade and Impact. Springer Nature Singapore, Singapore. pp. 183–205. https://doi.org/10.1007/978-981-96-0714-3_7
Bohra, A., Jha, U.C., Adhimoolam, P., Bisht, D. and Singh, N.P. 2016. Cytoplasmic male sterility (CMS) in hybrid breeding in field crops. Plant Cell Reports, 35(5): 967–993. https://doi.org/10.1007/s00299-016-1949-3
Budar, F. and Pelletier, G. 2001. Male sterility in plants: occurrence, determinism, significance and use. Comptes Rendus de l'Académie des Sciences Series III – Sciences de la Vie, 324(6): 543–550.
CABI. 2023. Crop Protection Compendium. Retrieved June 15, 2026. https://doi.org/10.1079/cabicompendium.18018
Cavagnaro, P.F., Chung, S.M., Manin, S., Yildiz, M., Ali, A., Alessandro, M.S., Iorizzo, M., Senalik, D.A. and Simon, P.W. 2011. Microsatellite isolation and marker development in carrot: genomic distribution, linkage mapping, genetic diversity analysis and marker transferability across Apiaceae. BMC Genomics, 12: 386. https://doi.org/10.1186/1471-2164-12-386
Chase, C.D. 2007. Cytoplasmic male sterility: a window to the world of plant mitochondrial–nuclear interactions. Trends in Genetics, 23(2): 81–90. https://doi.org/10.1016/j.tig.2006.12.004
Chen, L. and Liu, Y.G. 2014. Male sterility and fertility restoration in crops. Annual Review of Plant Biology, 65: 579–606.
Chugh, C., Mishra, S., Mangal, M., Singh, S. and Kalia, P. 2020. CMS line in carrot. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 9(2): 51–65. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2020.902.008
Dhall, R.K. 2010. Status of male sterility in vegetables for hybrid development: A review. Advances in Horticultural Science, 24(4): 1000–1017.
Funes, S., Davidson, E., Claros, M.G., van Lis, R., Pérez-Martínez, X., Vázquez-Acevedo, M., King, M.P. and González-Halphen, D. 2002. The typically mitochondrial DNA-encoded ATP6 subunit of the F1F0-ATPase is encoded by a nuclear gene in Chlamydomonas reinhardtii. Journal of Biological Chemistry, 277(8): 6051–6058.
Gallegos-Cedillo, V.M., Nájera, C., Signore, A., Ochoa, J., Gallegos, J., Egea-Gilabert, C., Gruda, N.S. and Fernández, J.A. 2024. Analysis of global research on vegetable seedlings and transplants and their impacts on product quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 104(9): 4950–4965.
González-Chavira, M.M., Pons-Hernández, J.L., González-Pérez, E., Guerrero-Aguilar, B.Z. and Villalobos-Reyes, S. 2023. Identification of sources of cytoplasmic male sterility in onion (Allium cepa L.) germplasm using molecular markers. Journal of Research in Agriculture and Animal Science. 10(3): 63-70
Hanson, M.R. and Bentolila, S. 2004. Interactions of mitochondrial and nuclear genes that affect male gametophyte development. The Plant Cell, 16(Suppl. 1): S154–S169.
Hu, J., Huang, W., Huang, Q., Qin, X., Yu, C., Wang, L., Li, S., Zhu, R. and Zhu, Y. 2014. Mitochondria and cytoplasmic male sterility in plants. Mitochondrion, 19: 282–288.
Jing, Z.G., Pei, X.L., Tang, Z., Liu, Q., Zhang, X.L., Luo, T.K. et al. 2015. Molecular identification of Ogu cytoplasmic male sterile and sequence analysis in broccoli (Brassica oleracea var. italica). Guihaia, 35: 239–243. https://doi.org/10.11931/guihaia.gxzw201309005
Kalia, P., Mangal, M., Singh, S., Chugh, C., Mishra, S. and Chaudhary, S. 2019. Morphological and molecular changes on cytoplasmic male sterility (CMS) introgression in Asiatic carrot (Daucus carota L.). Planta, 250(2): 507–518. https://doi.org/10.1007/s00425-019-03185-4
Karmakar, P., Singh, B.K., Sagar, V., Singh, P.M., Singh, J. and Behera, T.K. 2022. Cytoplasmic male sterility: A robust and well-proven arsenal for hybrid breeding in vegetable crops. In: Plant Male Sterility Systems for Accelerating Crop Improvement. Springer Nature Singapore, Singapore. pp. 221–250.
Kubo, T., Arakawa, T., Honma, Y. and Kitazaki, K. 2020. What does the molecular genetics of different types of restorer-of-fertility genes imply? Plants, 9(3): 361.
Liu, B., Ou, C., Chen, S., Cao, Q., Zhao, Z., Miao, Z., Kong, X. and Zhuang, F. 2019. Differentially expressed genes between carrot petaloid cytoplasmic male sterile and maintainer during floral development. Scientific Reports, 9(1): 17384.
Morelock, T., Simon, P.W. and Peterson, C.E. 1996. Wisconsin Wild: Another petaloid male-sterile cytoplasm for carrot. HortScience, 31(5): 887–888. https://doi.org/10.21273/HORTSCI.31.5.887
Motegaonkar, S., Shankar, A., Tazeen, H., Gunjal, M. and Payyanad, S. 2024. A comprehensive review on carrot (Daucus carota L.): The effect of different drying methods on nutritional properties and its processing as value-added foods. Sustainable Food Technology, 2(3): 667–688.
Nakajima, Y., Yamamoto, T. and Oeda, K. 1997. Genetic variation of mitochondrial and nuclear genomes in carrots revealed by random amplified polymorphic DNA (RAPD). Euphytica, 95: 259–267.
Nakajima, Y., Yamamoto, T., Muranaka, T. and Oeda, K. 1999. Genetic variation of petaloid male sterile cytoplasm of carrots revealed by sequence tagged sites (STSs). Theoretical and Applied Genetics, 99: 837–843.
Nakajima, Y., Yamamoto, T., Muranaka, T. and Oeda, K. 2001. A novel orfB-related gene of carrot mitochondrial genomes that is associated with homeotic cytoplasmic male sterility (CMS). Plant Molecular Biology, 46: 99–107.
Pingali, P.L. 2012. Green revolution: Impacts, limits, and the path ahead. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109(31): 12302–12308.
Ranfort, J., Saumitou-Laprade, P., Cuguen, J. and Couvet, D. 1995. Mitochondrial DNA diversity and male sterility in natural populations of Daucus carota ssp. carota. Theoretical and Applied Genetics, 91: 150–159.
Sadeghi, L., Naderpour, M., Jamali, S., Naghavi, M.R., Samizadeh Lahiji, H., Jazayeri Noushabadi, M.R. and Kheiri, F. 2025. Molecular identification of hybrid progeny in common bean for breeding programs for improved resistance to root-knot nematodes. Journal of Crop Improvement, 39(3): 208–224.
Scheike, R., Gerold, E., Brennicke, M., Mehring-Lemper, M. and Wricke, G. 1992. Unique patterns of mitochondrial genes, transcripts and proteins in different male sterile cytoplasm of Daucus carota. Theoretical and Applied Genetics, 83: 419–427.
Seed and Seedling Registration and Certification Research Institute (SPCRI). Retrieved June 15, 2026. https://spcri.ir/
Szklarczyk, M., Oczkowski, M., Augustyniak, H., Börner, T., Linke, B. and Michalik, B. 2000. Organisation and expression of mitochondrial atp9 genes from CMS and fertile carrots. Theoretical and Applied Genetics, 100: 263–270.
Szklarczyk, M., Szymański, M., Wójcik-Jagła, M., Simon, P.W., Weihe, A. and Börner, T. 2014. Mitochondrial atp9 genes from petaloid male-sterile and male-fertile carrots differ in their status of heteroplasmy, recombination involvement, post-transcriptional processing as well as accumulation of RNA and protein product. Theoretical and Applied Genetics, 127(8): 1689–1701.
Tan, G.F., Wang, F., Zhang, X.Y. and Xiong, A.S. 2018. Different lengths, copies and expression levels of the mitochondrial atp6 gene in male sterile and fertile lines of carrot (Daucus carota L.). Mitochondrial DNA Part A, 29(3): 446–454.
Thompson, D.J. 1962. Studies on inheritance of male sterility in carrot (Daucus carota L.). Proceedings of the American Society for Horticultural Science, 78: 332–338.
Zhang, H., Xu, C., He, Y., Zong, J., Yang, X., Si, H., Sun, Z., Hu, J., Liang, W. and Zhang, D. 2013a. Mutation in CSA creates a new photoperiod-sensitive genic male sterile line applicable for hybrid rice seed production. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110(1): 76–81.
Zhang, R.J., Hu, S.W., Yan, J.Q. and Sun, G.L. 2013b. Cytoplasmic diversity in Brassica rapa L. investigated by mitochondrial markers. Genetic Resources and Crop Evolution, 60: 967–974. https://doi.org/10.1007/s10722-012-9892-9
Zhang, X., Ding, Z., Lou, H., Han, R., Ma, C. and Yang, S. 2024. A systematic review and developmental perspective on origin of CMS genes in crops. International Journal of Molecular Sciences, 25(15): 8372. https://doi.org/10.3390/ijms25158372 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 6 |
||