برنج غذای اصلی مردم ایران است. با توجه به رشد روزافزون جمعیت، افزایش تولید در واحد سطح از اهداف مهم اصلاح برنج است. یکی از عوامل محدود کننده افزایش عملکرد در برنج کاهش محصول بر اثر خسارت آفات مخصوصاٌ کرم ساقه خوار می باشد. مهندسی ژنتیک دریچه های جدیدی را برای تولید ارقام مقاوم به آفات از طریق وارد کردن ژن cry1ab از باکتری خاکزی به نام باسیلیوس تورینجنسیس که مقاومت به آفات را درپی دارد، گشوده است. در این تحقیق که در طی سال های 1385 تا 1388 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری انجام گرفت به مطالعات ژنتیکی و انتخاب به کمک نشانگر مولکولی برای ژن cry1ab در جمعیت های درحال تفکیک ارقام تراریخته برنج پرداخته شد. ارزیابی خصوصیات زراعی لاین های تراریخته نشان داد که برای اکثر صفات مورد مطالعه تفاوت معنی دار آماری بین این لاین ها با ارقام غیر تراریخته متناظر وجود نداشت. با این وجود، لاین های تراریخته ندا و نعمت از نظر خصوصیات زراعی ارتفاع و دوره رسیدگی نسبت به ارقام غیر تراریخته متناظر بترتیب بلندتر و زودرس تر بودند (p<0.01). در مقابل، رقم خزر مقاوم به آفات از نظر تمام صفات زراعی بجز وزن هزار دانه تفاوت آماری معنی داری نسبت به شاهد خود نداشت. آزمون های کیفیت نشان داد که اکثر صفات کیفی در گیاهان تراریخته در حد مقادیر مربوط به ارقام غیر تراریخته مرتبط می باشد. هرچند که، تفاوت هایی برای صفاتی نظیر میزان آمیلوز و قوام ژل بترتیب در ندا و نعمت تراریخته مشاهده شد. لاین های تراریخته در شرایط مزرعه ای درجات بسیار بالائی از مقاومت را، بر علیه کرم ساقه خوار نشان دادند و متوسط خسارت براساس سرمردگی و خوشه سفیدی در مراحل رویشی و زایشی بترتیب صفر و کمتر از 1 درصد بود. بعلاوه، نتایج آزمایشات زیست سنجی آفت در محیط آزمایشگاهی (پتری دیش) نیز نشان داد که تلفات لاروهای رهاسازی شده بر روی لاین های تراریخته بسیار بالا (100 درصد) بوده است. نتایج آنالیز pcr نیز نشان داد که تمامی لاین های مقاوم به آفات هر دو باند kb 2/1 و kb 95/0 را دارا بودند که این باندها بترتیب حاصل از تکثیر ژن cry1ab و لوکوس rg100 بودند. الگوی تفرق ژن cry1ab (مقاومت به کرم ساقه خوار) در جمعیت های مختلف در حال تفکیک f2 و bc1 در سطح فنوتیپی و ژنوتیپی در تلاقی های از نوع معطر × معطر، معطر × غیرمعطر و غیرمعطر× غیرمعطر نسبت تفرق تک لوکوسی را برای cry1ab نشان داد. این وضعیت، الگوی تفرق قابل پیش بینی ژن cry1ab را در گیاهان حاوی این ژن را بیان می کند. اطلاعات بدست آمده از این تحقیق موید این است که ادغام ژن cry1ab در ژنوم لاین های تراریخت مورد مطالعه بصورت پایدار بوده و از طریق تولید مثل جنسی بطور موفق به نسل های بعدی انتقال یافتند. تک بوته های مطلوب از جمعیت های درحال تفرق f2 براساس صفات مهم زراعی مورد انتخاب قرار گرفتند و سپس با استفاده از انتخاب به کمک نشانگر (marker assisted selection) برای هرمی کردن (gene pyrimiding) ژن های bt (مقاومت به آفات) و fgr (عطر و طعم) مورد غربال مولکولی قرار گرفتند. در نهایت بوته های واجد ژن bt و fgr با ویژگی های مطلوب زراعی شناسائی و انتخاب شدند. با ادامه این برنامه اصلاحی نهایتاٌ ارقام جدید برنج مقاوم به آفات با ویژگی های زراعی مطلوب و دارای عطر و طعم اصلاح و تولید خواهند شد.

تحقیق حاضر با هدف برآورد قابلیت ترکیب پذیری، میزان هتروزیس و همچنین نحوه عمل ژن های دخیل در تظاهر برخی از صفات مورفولوژیکی جهت شناسایی لاین های والدینی مناسب برای برنامه های اصلاحی و همچنین انتخاب ترکیب های ایده آل جهت تولید آزمایشی بذر هیبرید در برنج انجام شد. برای این منظور 5 لاین (پویا، سپیدرود، r2، r9 و ir50) و 5 تستر (ندا a، نعمت a، دشت a، چمپا a و آمل3 a) در سال زراعی 90-89 در مزرعه آموزشی-پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری به روش لاین×تستر با یکدیگر تلاقی داده شدند. در سال بعد هیبریدهای حاصل به همراه والدین در قالب طرح بلوک های کاملاً تصادفی کاشته شدند. صفات روز تا %50 گل دهی، ارتفاع بوته، تعداد پنجه بارور، طول خوشه، تعداد کل دانه در خوشه، تعداد دانه پر در خوشه، تعداد دانه پوک در خوشه، طول دانه، عرض دانه، وزن هزار دانه و عملکرد دانه در طول فصل رشد اندازه گیری شد و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که بین ژنوتیپ ها برای کلیه صفات مورد بررسی تفاوت های معنی داری (در سطح 1%) وجود دارد. مجموع مربعات ژنوتیپ ها به مجموع مربعات والدین، والدین در مقابل تلاقی ها و تلاقی ها شکسته شد که اثر والدین و تلاقی ها برای کلیه صفات و اثر والدین در مقابل تلاقی ها به جز وزن هزار دانه و عملکرد برای سایر صفات معنی دار بود. تستر ندا a و لاین های r2، ir50 و r9 با توجه به متوسط وضعیت بالا و اثرات gca خوب به عنوان بهترین والدین برای بهبود عملکرد شناخته شدند. از بین هیبریدها نیز ندا a×ir50، نعمت a×ir50، نعمت a×r2، آمل3 a×r2 و آمل3 a×سپیدرود با توجه به متوسط وضعیت، اثرات sca و مقادیر هتروزیس هیبریدهای برتر از نظر عملکرد بودند. نقش غالب اثرات غیر افزایشی ژن برای کلیه صفات به علت اندازه بزرگ تر واریانس sca نسبت به واریانس gca، نسبت واریانس gca به واریانس sca و درجه غالبیت به ثبت رسید. وراثت پذیری عمومی و پیشرفت ژنتیکی بالا برای عملکرد و اجزای آن مشاهده شد که نشان دهنده فرصتی برای به دست آوردن ترکیبات بهتر است.

به هر عاملی (بیماری، آفت، خاک، تغییرات آب و هوایی و غیره) که باعث جلوگیری از بیان کامل پتانسیل ژنتیکی یک یا تعدادی صفت در گیاه شود، تنش اطلاق می شود. شوری، نوعی تنش غیرزنده می باشد و به مفهوم وجود غلظت زیاد املاحی است که مانع از رشد گیاه می شوند. به منظور ارزیابی واکنش ژنوتیپ های مختلف برنج به تنش شوری آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو عامل شوری (در سه سطح 0 و 6 و 12 دسی زیمنس بر متر) و رقم (در 30 سطح) در سه تکرار انجام گردید. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تفاوت بین ارقام و غلظت های شوری برای صفات طول ریشه چه، طول ساقه چه، نسبت طول ریشه چه به ساقه چه، درصد جوانه زنی، طول ریشه ، طول ساقه، وزن خشک ریشه، وزن خشک ساقه و زیست توده بسیار معنی دار می باشد. همچنین اثر متقابل رقم و شوری برای همه صفات بجز طول ریشه در سطح یک درصد معنی دار گردید. مقایسه میانگین ها بر اساس صفت اندازه گیری شده زیست توده، نشان داد که ارقام pokkali (mg 88/60)، طارم دیلمانی (mg 55/59)، نعمت (mg 66/54) و کوهسار (mg 55/53) دارای بالاترین میانگین و ارقام r9(mg 55/24)، ir29 (mg 27)، r2 (mg 22/29) و پویا (mg 55/29) دارای کمترین میانگین می باشند. همچنین ارزیابی ارقام از نظر تحمل به شوری با استفاده از شاخص های میانگین حسابی (mp)، تحمل (tol)، حساسیت به تنش (ssi)، میانگین هندسی (gmp)، شاخص تحمل به تنش (sti)، میانگین هم ساز صفت در دو محیط (hm)، شاخص عملکرد (yi) و شاخص پایداری عملکرد (ysi) بررسی شدند. نتایج حاصل از تحلیل همبستگی بین شاخص های مقاومت با زیست توده در شرایط بدون تنش و تنش حاکی از همبستگی بالای شاخص های hm، gmp، sti، mp و yi با زیست توده در شرایط تنش و بدون تنش بودند. بر اساس شاخص تحمل تنش میانگین هندسی بهره وری (gmp) در شوری کم (ds/m 6) ارقام طارم محلی، طارم دیلمانی، پرتو، نعمت، کوهسار و pokkali نسبت به سایر ارقام دارای قدرت تحمل بالاتری بوده و در شوری زیاد (ds/m 12) ارقام نعمت، کوهسار و pokkali جزء ارقام متحمل طبقه بندی شدند. بر اساس کد ژنوتیپی در شوری زیاد (ds/m 12) pokkali، کوهسار و نعمت گروه ارقام متحمل و براساس کد ژنوتیپی در شوری کم (ds/m 6) ir29، ir50، r2، فجر، کادوس و شیرودی گروه ارقام حساس را تشکیل دادند. از میان 5 نشانگر مورد بررسی، نشانگر rm8094 بیش ترین میزان آماره محتوی اطلاعات چندشکلی را به خود اختصاص داد و به عنوان بهترین نشانگر برای ارزیابی تنوع ژنتیکی نشانگرها در ناحیه saltol شناسایی شد و بیشترین میزان هتروزیگوتی مربوط به نشانگر rm10793 و بیش ترین میزان الل مربوط به ریزماهواره های rm10793 و rm8094 با 6 الل بود.

استفاده از سیستم نرعقیمی ژنتیکی- سیتوپلاسمی به منظور بهره برداری از پدیده هتروزیس در محصولات زراعی تنها وقتی امکان پذیر است که لاین های اعاده کننده باروری مطلوب موجود باشند. محدودیت ارقام مناسب اعاده کننده باروری، تعداد کم لاین های موثر و سازگار و پایه محدود ژنتیکی آن ها، همواره یکی از مشکلات اساسی تولید برنج هیبرید بوده است. این مطالعه با هدف شناسایی و گزینش بوته های دارای ژن های اعاده کننده باروری در جمعیت های در حال تفکیک برنج و استفاده از انتخاب به کمک نشانگرهای مولکولی به منظور شناسایی ژنوتیپ های دارای ژن های مذکور می باشد. براین اساس انجام آزمون باروری دانه گرده و خوشه، همراه با بررسی های مولکولی جهت شناخت لاین های اعاده کننده باروری در دو جمعیت حاصل از تلاقی متقارب (نعمت×پژوهش // ir58110× پژوهش) و (نعمت×پژوهش// ir60819 × پژوهش) و دو جمعیت حاصل از (×ir60819پژوهش و ir58110×پژوهش) طی دو سال متوالی نشان داد که لاین های r7، r9، r45، r5 و r28 با انجام آزمون های باروری دانه گرده و خوشه دارای وضعیت مطلوبی بودند. با بررسی های مولکولی انجام شده بر روی لاین ها و ژنوتیپ های گزینش شده چهار نشانگر بکار رفته در این تحقیق شامل rm171، rm3148، rm1وrm258 الگوی باندی مناسبی را ارائه نمودند به طوری که لاین های r3، r7، r9، r25، r29، r45، r5، r28 و r27 حداقل برای دو نشانگر الگوی باندی، مشابه شاهد اعاده کننده باروری یا ir50 را نشان دادند لذا با تلفیق نتایج حاصل از آزمون های باروری گرده و باروری خوشه و همچنین بررسی های مولکولی با نشانگرهای بکار برده شده لاین های r5، r7، r9، r29 و r45 به عنوان لاین های دارای پتانسیل مناسب جهت اعاده کردن باروری شناسایی شدند که با بررسی های بیشتر در نسل های آینده می توانند به عنوان لاین های مطلوب اعاده کننده باروری در تولید بذر هیبرید مورد استفاده قرار گیرند.

انار (punica granatum l.) گیاهی بومی ایران می باشد که از دوران باستان برای مصارف اقتصادی، زینتی و دارویی در دنیا کشت شده است. به رغم اینکه انار از مهمترین محصولات صادراتی ایران به شمار می رود، اما هیچگونه روش دقیقی برای تعیین اصالت ژنتیکی و حفظ ذخایر توارثی گران‏بهای آن در کشور وجود ندارد. در پژوهش حاضر برای بررسی روابط ژنتیکی 47 ژنوتیپ انار، شامل 9 ژنوتیپ زراعی و 38 ژنوتیپ وحشی که از مناطق مختلف استان مازندران، گیلان و گلستان گرد آوری شده بود از نشانگر aflp استفاده گردید. با استفاده از 10 ترکیب آغازگری تعداد 825 نوار (باند) بدست آمد، که تعداد 697 نوار چند شکلی نشان دادند. از بین آغازگرهای مورد استفاده، ترکیب آغازگری e-acg , m-ctt با 148 نوار بیشترین تعداد نوار و ترکیب آغازگری e-acc , m-ctgبا 40 نوار کمترین تعداد نوار را تولید کردند. مقدار متوسط محتوای اطلاعات چند شکلی (pic) برای تمامی آغازگرها برابر با 21/0 بدست آمد. بر اساس تجزیه مولفه های اصلی، سه مولفه اول در مجموع 57% واریانس کل را توجیه کردند. متوسط شاخص نشانگر (mi) برابر 33/17می‏باشد که بیشترین آن مربوط به ترکیب آغازگری m-cac و e-aag می‏باشد براساس دندوگرام مربوط به داده‏های حاصل از نشانگر aflp نمونه‏ها در 5 گروه مجزا قرار گرفتند. تنوع درون گروهی 47 ژنوتیپ با 85% از کل واریانس درون جمعیتی، نشان‏دهنده ناهمگنی و تنوع بالای بین نمونه‏ها می‏باشد، در گروه‏بندی ناحیه‏ای واریانس بین گروه‏ها 15% تنوع کلی را بیان می‏کند که این نشان‏دهنده همگنی بین سه ناحیه گلستان، مازندران، گیلان و ارقام زراعی است. کمترین و بیشترین تنوع درون گروهی مربوط به ارقام زراعی و ارقام وحشی مازندران به ترتیب با واریانس 16% و 36% از کل واریانس درون جمعیتی را داراست، می‏باشد. میانگین نمونه‏های مورد آزمون 54/0 بود که به وضوح نشان دهنده تنوع ژنتیکی بین نمونه‏های وحشی است

گیاه دارویی مامیران با نام علمی "chelidonium majus" از تیره " papaveraceae" است که به دلیل داشتن ترکیبات موثره فراوان توانست خواص دارویی فراوانی را به خود اختصاص دهد. با کشت بافت این گیاه می توان اقدامات علمی همچون انتقال ژن، تغییرات کروموزومی و مهمتر از آن این که افزایش متابولیت های ثانویه را در جهت بهبود هرچه بیش تر این گیاه و افزایش خواص درمانی آن انجام داد و این اقدامات بدون کشت بافت این گیاه امکان پذیر نیست. در این پژوهش تاثیر هورمون های 4-d،2وnaa در پنج سطح (صفر،0/5 ،1 ،1/5و 2) میلی گرم بر لیتر با هورمون بنزیل آدنین (ba) در چهار سطح (25/. ، 5/ .، 1و1/5) میلی گرم بر لیتر برای کالوس زایی با استفاده از ریزنمونه ساقه، برگ، بذر و ریشه بررسی شد. جهت سنجش باززایی از ترکیب هورمونی بنزیل آمینوپورین (bap) و کینتین (kin) در سه سطح (1،2،3) میلی گرم بر لیتر با هورمون 2و4 – دی کلروفنوکسی استیک اسید (2,4d) در دوسطح (1/. و 5/.) میلی گرم بر لیتر مورد استفاده قرار گرفت. این پژوهش به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی در سه تکرار بود. نتایج نشان داد بهترین محیط کالزایی برای درصد القای کالوس محیط کشت پایه ms حاوی 1میلی گرم بر لیتر 4-d،2به همراه 0/5میلی گرم بر لیترba با میانگین69/44 درصد و 2 میلی گرم بر لیتر 4-d،2 به همراه 1/5 میلی گرم بر لیتر baبا میانگین 63/88 درصد بود. بهترین محیط کالزایی برای وزن تر کالوس محیط کشت پایه ms حاوی 2 میلی گرم بر لیتر4-d،2 با میانگین 0/4175 گرم بود. ساقه بهترین ریز نمونه مامیران برای تشکیل و وزن کالوس بود. در این پژوهش ریشه مامیران برای کالزایی مناسب نبود و اثر معنی داری در سطح احتمال 5% و1% نداشت. بیشترین باززایی و تولید برگ در محیط پایه ms حاوی 2 میلی گرم بر لیتر bap و 0/5 میلی گرم بر لیتر 2,4d مشاهده شد ولی ساقه تشکیل نشد. به منظور بررسی خواص ضد باکتریایی مامیران در برابر سویه های pseudomonas syringae pv syringae، xanthomonas campestris pv. campestris، rathayibacter tritici، پس از تهیه عصاره متانولی، فعالیت ضد باکتریایی بر اساس قطر هاله ممانعت کننده از رشد در روش سنجش انتشار دیسک مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس تأثیر عصاره های متانولی بخش های هوایی گیاه بر روی سه سویه باکتری در روش انتشار دیسک نشان داد که اثر عصاره های متانولی معنی دار می باشد. غلظت mg/ml150 بیشترین اثر بازدارندگی را روی سه سویه باکتری داشت. حساس ترین باکتری به عصاره مامیران باکتری rathayibacter tritici با میانگین قطر هاله2/581 میلی متر (بر اساس داده استاندارد) و مقاوم ترین باکتری pseudomonas syringae pv syring با قطر هاله 2/44 میلی متر می باشد.

وجود رنگدانه های آنتوسیانین در برنج عامل اصلی تولید پایه ساقه ارغوانی رنگ محـسوب می شود. رنگ پایه ساقه در برنج رابطه مستقیم و قوی با تشکیل دانه های رنگی در برنج دارد که در زیر پوسته آنها به دلیل تراکم متفاوت رنگیزه های آنتوسیانین در لایه های مختلف پریکارپ، پوشش دانه و آلورون، رنگ-های سرخ، ارغوانی و سیاه مشاهده می شود. بمنظور درک درست از مسیر بیوسنتزی آنتوسیانین که اطلاعات مفیدی را در زمینه بیولوژی مولکولی و ژنتیک برنج به همراه خواهد داشت، الگوی تفرق ژن رنگ پایه ساقه با استفاده از تعداد 123 تک بوته از جمعیتf2 حاصل از تلاقی 18-33 - dn و ندا مورد مطالعه قرار گرفت. ارزیابی تک بوته های f2 بر اساس رنگ پایه ساقه نشان داد تعداد 83 بوته رنگی (ارغوانی) و تعداد 40 بوته بی رنگ تولید شده نسبت تفرق 1 :075/2 را ایجاد می نماید. آماره ?2 این نسبت تفرق برابر 48/3 بود که از نسبت تفکیک 3:1 اختلاف معنی داری را نشان نداد (95/0p < ). در نتیجه ثابت شد که صفت مورد نظر از سیستم کنترل تک ژنی تبعیت می نماید. مطالعات انجام شده با استفاده از 59 نشانگر مولکولی میکروساتلیت میزان 28 درصد چند شکلی بین والدین را نشان داد و آنالیز پیوستگی روی تک بوته های مغلوب جمعیت f2 از تلاقی ندا × 18-33 - dnثابت کرد که ژن رنگ پایه ساقه بر روی بازوی کوتاه کروموزوم شماره 6 برنج با نشانگرrm253 که در فاصله 15 سانتی مورگان از ژن قرار دارد همبسته می باشد.

ترکیب پذیری یازده صفت زراعی در پنبه در یک تجزیه دی آلل 6*6 ارزیابی شد. در این طرح شش والد نام های چه کوروا، نازلی 84، تابلادیلا، سای اکرا 324، مهر و ساحل بکار گرفته شد. کلیه تلاقی های ممکن یکطرفه بین انها انجام گرفت سپس کلیه ژنوتیپ ها (والدین و 15 تلاقی ‏‎f1‎‏) در ایستگاه تحقیقات هاشم آباد(گرگان) در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار در طی سال های 1378 و 1379 کشت شدند. برای تجزیه و تحلیل داده ها از روش 2 مدل 1 گریفینگ (1956) و روش هیمن (1954) استفاده گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که سای اکرا 324 و ساحل بهترین ترکیب شونده های عمومی برای اکثر صفات از جمله ارتفاع بوته، تعداد شاخه های رویا، طول شاخه زایا، عملکرد، طول دمبرگ، قطر ساقه، و وزن قوزه بودند. تجزیه واریانس های ترکیب پذیری عمومی و خصوصی نشان داد که در توارث پذیری تعداد و شاخه رویا اثرات افزایشی ژن ها اهمیت بسزایی دارند، در حالیکه هر دو جز، افزایشی و غیر افزایشی در توارث پذیری ارتفاع بوته، طول دمبرگ، قطر ساقه، تعداد قوزه، وزن قوزه، و عملکرد اهمیت دارند. هر چند، برای تعداد و طول شاخه زایا و زودرسی اثرات غیر افزایشی مهم می باشند. هیبرید چه کوروا در سال اکرا 324 از لحاظ زودرسی و تعداد قوزه بهترین ترکیب پذیری خصوصی را نشان داد. هیبرید چه کوروا در نازلی 84 بالاترین اثرات ترکیب پذیری خصوصی مثبت را برای بیشتر صفات کمی نشان داد. دامنه توارث پذیری خصوصی صفات مورد بررسی بین 29/4 الی 75/61 درصد متغیر بوده است. تجزیه و تحلیل گرافیکی واریانس -کوواریانس نشان داد که برای صفت تعداد شاخه رویا غالبیت کامل و برای طول شاخه رویا غالبیت نسبی وجود دارد. ترتیب نسبی نقاط والدین در طول خط رگرسیون نشان داد که برای صفت تعداد شاخه رویا، چه کوروا دارای ژن های غالب بیشتر و نازلی 84، سای اکرا و ساحل دارای ژن های مغلوب بیشتر و بقیه والدین یعنی تابلادیلا و مهر دارای ژن های غالب و مغلوب برابر می باشند. ترتیب نسبی نقاط والدین در طول خط رگرسیون نشان داد که برای صفت تعداد شاخه رویا، چه کوروا دارای ژن های غالب بیشتر و نازلی 84، سای اکرا و ساحل دارای ژن های مغلوب بیشتر و بقیه والدین یعنی تابلادیلا و مهر دارای ژن های غالب و مغلوب برابر می باشند. ترتیب نسبی نقاط والدین در طول خط رگرسیون برای صفت طول شاخه زایا نشان داد که تابلادیلا دارای ژن غالب بیشتر و بقیه والدین یعنی چه کوروا، نازلی 84، سای اکرا، مهر و ساحل دارای ژن های غالب و مغلوب تقریبا برابر می باشند.