تعیین سطح پلوئیدی گیاهچه‌های حاصل از کشت بساک گیاه سیکلامن (Cyclamen persicum L.)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانشیار، گروه تولید و ژنتیک گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

10.22034/plant.2025.142160.1128

چکیده

سیکلامن گیاهی چندساله با گلدهی زمستانه است. در این پژوهش 14 گیاهچه‌ حاصل از کشت بساک سیکلامن با روش‌های شمارش کلروپلاست‌های سلول‌های محافظ روزنه، تراکم و اندازه سلول‌های محافظ روزنه، فلوسایتومتری و نشانگرهای مولکولی بررسی گردید. در بین تعداد کلروپلاست‌ها و تراکم و اندازه طول و عرض سلول‌های محافظ روزنه بین گیاهچه‌های کاندید هاپلوئیدی و گیاهچه‌های مادری تفاوت زیادی وجود نداشت. نتایج فلوسایتومتری مشخص نمود که سطح پلوئیدی گیاهچه مادری و تمام گیاهچه‌های حاصل از کشت بساک با یکدیگر برابر هستند. در این تحقیق، منشا وتنوع ژنتیکی گیاهچه-های حاصل از کشت بساک سیکلامن با استفاده از ۵ آغازگر ISSR ارزیابی شدند. پس از تحلیل داده‌های مولکولی مشخص شد که هیچکدام از نمونه‌ها کاملاً از لحاظ ژنتیکی مشابه والد مادری نبوده و حداقل در چند مکان نشانگر بین آن‌ها با نمونه مادری تفاوت وجود داشت. در نتیجه هیچ‌یک از گیاهچه‌ها، حاصل از دیواره بساک نبوده و همگی از دانه گرده منشاء گرفته‌اند. اما با توجه به اینکه نتایج شمارش کلروپلاست، تراکم و اندازه سلول‌های محافظ روزنه و نتایج فلوسایتومتری، دیپلوئید بودن گیاهان حاصل از کشت بساک را تایید کردند به نظر می‌رسد که گیاهچه‌های حاصل از کشت بساک سیکلامن دیپلوئید خودبه‌خودی هستند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determination of ploidy level of plantlets obtained from Cyclamen persicum anther culture

نویسندگان [English]

  • Mahsa Hassani Farzad 1
  • Asghar Mirzaie-Asl 2
  • Mohammad Reza Abdollahi 2
1 MSc. graduateو Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Associate Professor, Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

The cyclamen plant (Cyclamen persicum L.) is a perennial plant with winter flowering. In this study, 14 plantlets obtained from cyclamen anther culture were investigated using various methods, including determination of the number of the chloroplasts in the stomatal guard cells, stomatal guard cell density and size, flow cytometry, and molecular markers No significant differences were observed in the number of chloroplasts, stomatal guard cell density, or the length and width of stomatal guard cells between the haploid candidate plantlets and the mother plantlets. The results of flow cytometry indicated that the ploidy level of the mother plant and all plants obtained from anther culture was the same. Additinonally, this study evaluated the origin and genetic diversity of plantlets obtained from cyclamen anther culture using 5 ISSR primers. Analysis of the molecular data revealed that none of the samples obtained from cyclamen anther culture were genetically identical to the maternal plant. Differences were observed between the samples and the maternal plant at least in some marker loci. As a result, it was concluded that none of the plantlets were derived from the anther wall and all of them originated from pollen grains. However, the results of chloroplast counting in the stomatal guard cells, stomatal guard cell density and size on the lower leaf surface, and flow cytometry confirmed the diploid nature of the plants obtained from anther culture., This suggests that all the plantlets obtained from the anther culture of cyclamen are spontaneous diploids.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chloroplast number
  • Flow cytometry
  • Genetic diversity
  • ISSR markers

مراجع

Anderson, N. O. (2006). Cyclamen. In: Anderson, N. O. Flower Breeding and Genetics. Springer. Netherlands. pp. 459-478.
Cardoso, M. B., Kaltchuk-Santos, E., Mundstock, E. C. D., & Bodanese-Zanettini, M. H. (2004). Initial segmentation patterns of microspores and pollen viability in soybean cultured anthers: indication of chromosome doubling. Brazilian Archives of Biology and Technology, 47, 703-712. https://doi.org/ 10.1590/S1516-89132004000500005
Beli, P. J., & Terzopoulos, P. J. (2007) "Genetic Diversity of Wheat Germplasm Using ISSR Markers'». In "Plant Genetic Resources and their Exploitation in the Plant breeding for Food and Agriculture. Slovak Agricultural Research Centre - Research Institute of Plant Production Piestany EUCARPIA, 203 pp.
Celka, Z., Szczecińska, M., & Sawicki, J. (2010). Genetic relationships between some of Malva species of anther culture as determined with ISSR markers. Biodiversity Research and Conservation, 19 (1), 23–32. https://doi.org/ 10.2478/v10119-010-0006-2
Chase, S. S. (1952). Production of spontaneitydiploids of maize from anthear culture. 44, 263–267.
Dore, C. (1986). Evaluation du niveau de ploide des plantes dune population de choux de Bruxelles (Brassica oleraceae) origine politique. Agronomie, 6(9), 797-801. https://doi.org/10.1051/agro:19860903
Gonzalez, A., Coulson, A., & Brettell, R. (2002) "Development of DNA markers (ISSRs) in mango". Acta Horticulture, 575, 139-143. https://doi.org/ 10.1007/s11240-010-9852-z
Germana M. A. (2011). Another culture for haploid and doubled haploid production. Plant Cell Tiss Organ Cult, 104(3, 283-30. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2002.575.13
Genovesi, A. D., & Collins, G. B. (1982). In vitro production of haploid plants of corn via anther culture. Crop Science, 22(6), 37-44. https://doi.org/ 10.2135/cropsci1982.0011183X002200060013x
Grey-Wilson, C. (2003). Cyclamen: A Guide for Gardeners, Horticulturists and Botanists, New edition. Batsford, London.
Hou, Y., Yan, Z., & Wei, Y. (2005). Genetic diversity in barely from west China based on RAPD and ISSR analysis Barely. Genetics Newsletter, 35, 9-22.
Ishizaka, H. Junjiro, U. (1993). production of plants from in cyclamenpersicum Mill through another culture. Japanese Journal of Breeding, 43, 207-218.
Koorneef, J., Vandieepen, A. M., Hanhart, C. J., Kieboom-de Wast, A. C., Martinell, C., Schoenmakers, H. C. H., and Wijbrandi, J. (1989). Chromosome instability in cell and tissue cultures of tomato haploid and diploid. Euphytica, 43, 179-186.
Loureiro, J., Rodriguez, E., Costa A., & Santos, C. (2007b). Nuclear DNA content estimations in wild olive (Olea europaea L. ssp. europaea var. sylvestris) and portuguese cultivars of O. europaea using flow cytometry. Genetic Resources and Crop Evolution, 54(1), 21–25. https://doi.org/ 10.1007/s10722-006-9115-3
Mushizuki, M. (1995). 24th international eucarpia symposium-section ornamentals. Ornamental plant breeding through interspecific hybridization, somatic hybridization and genetic transformation, p.22.
Ochatt, S. J. (2008). Flow cytometry in plant breeding. Cytometry A, 73(7), 581–598. https://doi.org/ 10.1002/cyto.a.20562
Reddy, P. M., Sarla, N., & Siddig, E. A. (2002). Inter simple sequence repeat (ISSR) polymorpHism and its application in plant breeding. Euphytica, 128(1), 9-17. https://doi.org/10.1023/A:1020691618797
Rizza, F., Mennella, G., Collonnier, C., Sihachakr, D., Kashyap, V., Rajam, M. V., Prestera, M., & Rotino, G. L. (2002). Androgenetic dihaploids from somatichybrids between Solanum melongena and S. aethiopicum group gilo as a source of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melongenae. Plant Cell Reports, 22(11), 1022–1032. https://doi.org/10.1007/s00299-001-0429-5
Sari, N., Abak, K., & Pitrat, M., (1999). Comparition of ploidy level screening methods in watermelon (Citrulu slanatu). Science horticulture, 3(83), 265-277. https://doi.org/10.1016/S0304-4238(99)00077-1
Thul, T. (2011). Cyclamen. In: Anderson, N. O. (Ed.), Flower Breeding and Genetics. Springer, Berlin, pp. 459–478.
Thomas, M. R., & Rose, R. J., (1983). Plastid number and plastid structural changes associated with tobacco mesophyll protoplast culture and plant regeneration. Planta, 158, 329–338. https://doi.org/ 10.1007/BF00397335
Yao, H., Zhao Y., Chen, D. F., Chenj, K., & Zhou., T. S. (2008). ISSR primer screening and preliminary evaluation of genetic diversity in wild populations of Glycyrrhiza uralensis. Biologial Plantarum, 52 (1), 117-120. https://doi.org/10.1007/s10535-008-0022-7

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار