پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 49 |
| تعداد شمارهها | 1,296 |
| تعداد مقالات | 11,157 |
| تعداد مشاهده مقاله | 23,239,062 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,673,045 |
ارزیابی تأثیر نگهداری انجماد فراسرد بر پایداری ژنتیکی گیاهچهها و نسل اول گیاهان سیبزمینی (Solanum tuberosum) در ارقام آریندا و سانته با استفاده از نشانگرهای مولکولی | ||
| فصلنامه علمی زیست فناوری گیاهان زراعی | ||
| دوره 15، شماره 3 (بهار 1405) - شماره پیاپی 53، خرداد 1405، صفحه 1-12 اصل مقاله (1.42 M) | ||
| نوع مقاله: علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/cb.2026.75874.2019 | ||
| نویسندگان | ||
| سیدعلی میربابائی1؛ مرتضی سام دلیری2؛ رضا ضرغامی* 3؛ امیرعباس موسوی2؛ علی افتخاری2 | ||
| 1 گروه زراعت و اصلاح نباتات، واحد چالوس، دانشگاه آزاد اسلامی، چالوس، ایران. | ||
| 2گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس | ||
| 3بخش تحقیقات کشت بافت وسلول، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی | ||
| چکیده | ||
| این مطالعه با هدف بررسی تأثیر انجماد فراسرد بر ثبات ژنتیکی و فیزیولوژیکی دو رقم سیبزمینی (آریندا و سانته) در دو مرحله رشد (گیاهچههای باززاییشده و گیاهان نسل اول) انجام شد. گیاهچههای عاری از ویروس ابتدا در شرایط درون شیشه تولید شدند و سپس تحت دو تیمار شامل ۱) نگهداری در شرایط درونشیشهای و ۲) انجماد فراسرد به روش کپسولهسازی و دهیدراتهسازی قرار گرفتند. پس از بازیابی و تکثیر، بخشی از نمونهها در مرحله گیاهچه برای ارزیابی مولکولی استفاده شدند و بخش دیگر به گلخانه انتقال یافتند تا مینیتیوبر تولید و در نسل اول مورد ارزیابی قرار گیرند. پس از کاشت مینیتیوبرها در قالب کشت گلدانی، نمونهبرداری برای آزمایشهای مولکولی انجام شد. تحلیل ژنتیکی با ۱۵ جفت نشانگر ریزماهواره و در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار (۱۰ گیاه در هر تکرار) در هر دو مرحله صورت گرفت. نتایج نشان داد که هیچگونه تنوع ژنتیکی قابلتوجهی میان گیاهچهها و گیاهان نسل اول حاصل از دو روش نگهداری مشاهده نشد. همچنین ارزیابیهای فیزیولوژیکی، از جمله درصد بقا، رشد رویشی و کیفیت مینیتیوبرها، تفاوت معنیداری را بین تیمارها نشان نداد. این یافتهها بیانگر آن است که روش انجماد فراسرد علاوه بر حفظ تنوع ژنتیکی، بر عملکرد و توان زایشی گیاهان نیز اثر منفی ندارد. در مجموع، نتایج تأیید میکنند که انجماد فراسرد با روش کپسولهسازی و دهیدراتهسازی روشی ایمن و کارآمد برای نگهداری بلندمدت ژرمپلاسم سیبزمینی است، بدون آنکه تغییرات ژنتیکی یا فیزیولوژیکی قابلمشاهدهای ایجاد نماید. این موضوع میتواند نقش مهمی در برنامههای بهنژادی، بانکهای ژن و تولید بذر عاری از ویروس ایفا نماید. | ||
| کلیدواژهها | ||
| انجماد فراسرد؛ سیب زمینی؛ کشت بافت؛ نشانگر SSR | ||
| موضوعات | ||
| کشت بافت و ریزازدیادی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Evaluation of the effects of cryopreservation on the genetic stability of potato (Solanum tuberosum) plantlets and first-generation plants in Arinda and Sante cultivars using molecular markers | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Sayed Ali Mirbabaie1؛ morteza samdaliri2؛ Reza Zarghami3؛ Amirabbas Mousavi2؛ Ali Eftekhari2 | ||
| 1Department of Agronomy, Cha.C., Islamic Azad Univercity, Chaloos, Iran. | ||
| 2Department of Agriculture,chaloos Branch, Islamic Azad Univercity, chaloos, Iran. | ||
| 3Department of tissue and cell culture, Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| This study was conducted to investigate the effect of cryopreservation on the genetic and physiological stability of two potato cultivars (Arinda and Sante) at two developmental stages (regenerated plantlets and first-generation plants). Virus-free plantlets were first established under in vitro conditions and then subjected to two treatments: (1) in vitro maintenance and (2) cryopreservation using the encapsulation-dehydration technique. After recovery and multiplication, a subset of the samples was analyzed at the plantlet stage for molecular evaluation, while the remaining ones were transferred to the greenhouse to produce minitubers and subsequently assessed in the first generation. Following pot cultivation of the minitubers, samples were collected for molecular analyses. Genetic assessment was carried out using 15 pairs of microsatellite markers under a completely randomized design with three replications (10 plants per replicate) at both stages. The results showed no significant genetic variation between plantlets and first-generation plants derived from the two storage methods. Furthermore, physiological evaluations, including survival rate, vegetative growth, and minituber quality, revealed no meaningful differences between treatments. These findings demonstrate that cryopreservation not only maintains genetic fidelity but also does not adversely affect plant performance or reproductive capacity. Overall, the results confirm that cryopreservation using encapsulation-dehydration is a safe and reliable approach for the long-term conservation of potato germplasm without inducing detectable genetic or physiological alterations. This strategy may play a valuable role in breeding programs, germplasm banks, and the large-scale production of virus-free seed potatoes. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Cryopreservation, Potato, Tissue Culture, SSR Markers | ||
| مراجع | ||
|
Devaux, A., Goffart, J. P., Kromann, P., Andrade-Piedra, J., Polar, V., Hareau, G., & Thiele, G. (2014). Potato for food security and poverty alleviation. Potato Research, 57(3-4), 185-199. https://doi.org/10.1007/s11540-021-09501-4
Agrawal, A., Sharma, S., & Ghosh, S. (2014). Genetic fidelity assessment of banana shoot tips cryopreserved by encapsulation-dehydration. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 118(2), 243-251. https://doi.org/10.1007/s11627-014-9606-4
Basu, T., Singh, A., G, V., Patil, V. U., Tiwari, J. K., Gujjar, R. S., & Upadhyay, A. K. (2025). Comparative Transcriptome Analysis of Potato (Solanum tuberosum L.) Tubers at Different Developmental Stages of the Cryopreserved Germplasm. Potato Research, 1-19. https://doi.org/10.1007/s11540-024-09843-9
Batool, T., Ali, S., Seleiman, M. F., Naveed, N. H., Ali, A., Ahmed, K., ... & Mubushar, M. (2020). Plant growth promoting rhizobacteria alleviates drought stress in potato i response to suppressive oxidative stress and antioxidant enzymes activities. Scientific Reports, 10(1), 16975. https://doi.org/10.1038/s41598-020-73489-z
Benson, E. E., Harding, K., & Smith, R. (1996). The use of molecular markers to assess the genetic stability of cryopreserved potato. Euphytica, 90(2), 241-247. http://www.actahort.org/books/908/908_52.htm
Bi, W., Liu, C., & Chen, J. (2015). Cryopreservation and genetic stability of Dianthus caryophyllus shoot tips. Scientia Horticulturae, 197, 434-439.
Bi, W., Wang, Q., & Wang, J. (2016). Cryopreservation of Lilium shoot tips by vitrification method. Acta Horticulturae, 1113, 149-154.
Borges, A., Rosa, M. S., Recchia, G. H., Queiroz-Silva, J. R. D., Bressan, E. D. A., & Veasey, E. A. (2009). CTAB methods for DNA extraction of sweetpotato for microsatellite analysis. Scientia Agricola, 66, 529-534. https://doi.org/10.1590/S0103-90162009000400015
Castillo, R., & Pliego-Alfaro, F. (2010). AFLP analysis of blackberry shoot tips cryopreserved by encapsulation-dehydration. Biotechnology Letters, 32(5), 657-662. https://doi.org/10.1007/s11627-009-9265-z
Devaux, A., Goffart, J. P., Kromann, P., Andrade-Piedra, J., Polar, V., & Hareau, G. (2021). The potato of the future: opportunities and challenges in sustainable agri-food systems. Potato Research, 64(4), 681-720. doi: 10.1007/s11540-021-09501-4
Harding, K. (1991). Genetic stability of cryopreserved potato shoot tips. CryoLetters, 12(3), 163-170. https://doi.org/10.1007/BF00025226
Harding, K., & Benson, E. E. (2000). Long-term cryopreservation of potato germplasm: morphological and molecular assessment. CryoLetters, 21(5), 285-292.
Hu, X. Y., Jiang, H., Liu, Z. X., Gao, M. J., Liu, G., Tian, S. L., et al. (2025). The global potato-processing industry: A review of production, products, quality and sustainability. Foods, 14(10), 1758. https://doi.org/10.3390/foods14101758
Huang, X., Zhan, J., Wei, H., Lou, S., Bian, H., Wang, J., & Han, N. (2025). Dynamic changes in DNA methylation play a regulatory role in gene expression during the formation of callus from immature barley embryos. BMC Plant Biology, 25(1), 515. https://doi.org/10.1186/s12870-025-06527-5
Ibáñez, M. A., & Martín, C. (2019). Genetic and epigenetic assessment of mint after cryopreservation. Plant Cell Reports, 38(8), 959-970. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2019.08.026
Kaczmarczyk, A., & Lynch, P. T. (2011). Cryopreservation of potato shoot tips and evaluation of genetic stability. Plant Cell Reports, 30(9), 1741-1750. https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201706277491
Kulus, D., & Zalewska, M. (2019). Evaluation of genetic stability of cryopreserved chrysanthemum. Plant Cell Reports, 38(10), 1301-1313. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2014.01.014
Li, J., He, Y., Xu, H., & Zhang, J. (2015). Cryopreservation of Malus domestica shoot tips and evaluation of genetic stability. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 123(3), 511-519. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2015.09.030
Li, J., Xu, H., Zhang, J., & He, Y. (2017). Evaluation of genetic stability of cryopreserved potato using ISSR and RAPD markers. Biologia Plantarum, 61(3), 455-460. https://doi.org/10.1007/s11240-016-1142-y
Liu, Y., Chen, J., Wang, X., & Wang, L. (2017). Genetic stability of cryopreserved garlic shoot tips. Scientia Horticulturae, 220, 137–143. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.08.016
Matsumoto, T. (2017). Cryopreservation of Rubus shoot tips by vitrification. CryoLetters, 38(2), 121-128.
Mix-Wagner, G., Schäfer-Menuhr, A., & Schumacher, H. M. (2003). Regeneration and genetic stability of cryopreserved potato shoot tips. CryoLetters, 24(2), 93-102. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12644851/
Mushtaq, Z., & Alwutayd, K. M. (2025). Siderophore-producing Bacteria Bacillus simplex and Acinetobacter calcoaceticus and L-Tryptophan Enhance the Nutritional, Antioxidant Activity and Volatile Compound Profiles of Potatoes. Potato Research, 1-14. https://doi.org/10.1007/s11540-025-09900-x
Niino, T., & Arizaga, M. V. (2015). Cryopreservation for preservation of potato genetic resources. Breeding science, 65(1), 41-52. https://doi.org/10.1270/jsbbs.65.41
Peakall, R. O. D., & Smouse, P. E. (2006). GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular ecology notes, 6(1), 288-295. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
Pritchard, H. W. (2016). Priority science for the preservation of priority crops. Indian Journal of Plant Genetic Resources, 29(3), 292-297. http://dx.doi.org/10.5958/09761926.2016.00049.8
Rathwell, R., Popova, E., Shukla, M. R., & Saxena, P. K. (2016). Development of cryopreservation methods for cherry birch (Betula lenta L.), an endangered tree species in Canada. Canadian Journal of Forest Research, 46(11), 1284-1292. https://doi.org/10.1139/cjfr-2016-0166
Salama, A., Popova, E., Jones, M. P., Shukla, M. R., Fisk, N. S., & Saxena, P. K. (2018). Cryopreservation of the critically endangered golden paintbrush (Castilleja levisecta Greenm.): from nature to cryobank to nature. In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 54(1), 69-78. https://doi.org/10.1007/s11627-018-9888-z
Schäfer-Menuhr, A., Schumacher, H. M., & Mix-Wagner, G. (1996). Long-term preservation of potato germplasm. Plant Genetic Resources Newsletter, 108, 26-32. https://doi.org/10.1007/BF02358469
Sharma, P., Singh, R., & Verma, K. (2022). Assessment of genetic stability in cryopreserved Lilium using ISSR markers. Journal of Ornamental Plant Biotechnology, 14(2), 85-94.
Singh, B., Goutam, U., Kukreja, S., Sharma, J., Sood, S., & Bhardwaj, V. (2021). Potato biofortification: an effective way to fight global hidden hunger. Physiology and Molecular Biology of Plants, 27, 2297-2313. Doi: 10.1007/s12298-021-01081-4https://doi.org/10.1007/s12298-021-01081-4
Su, Y., Fu, J., Xie, H., Huang, Z., Li, Y., Luo, Y., ... & Liu, Y. (2025). SSR markers development and their application in genetic diversity of burdock (Arctium lappa L.) germplasm. BMC Plant Biology, 25(1), 196. https://doi.org/10.1186/s12870-025-06203-8
Tripathi, L., Musyoki, M., & Moger, P. (2023). Epigenetic and genetic fidelity of medicinal plants following optimized cryopreservation protocols. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 155(1), 113-128.*
Uchendu, E. E., Pence, V. C., & Villalobos, V. M. (2016). Cryopreservation of shoot tips of cultivated potato: effect of genotype and procedures. CryoLetters, 37(2), 108-116. https://doi.org/10.1007/s11240-015-0916-y
Vidyagina, E. V., Malyshev, S. V., & Kurchatova, A. N. (2021). Genetic stability of cryopreserved poplar assessed by SSR markers. Russian Journal of Genetics, 57(3), 312-319. https://doi.org/10.3390/plants10010077
Vollmer, R., Villagaray, R., Cárdenas, J., Castro, M., Chávez, O., Anglin, N. L., & Ellis, D. (2017). A large-scale viability assessment of the potato cryobank at the International Potato Center (CIP). In Vitro Cellular & Developmental Biology-Plant, 53(4), 309-317. https://doi.org/10.1007/s11627-017-9846-1
Ward, C., Benson, E. E., & Harding, K. (1993). Cytological evaluation of cryopreserved potato shoot tips. Cryobiology, 30(2), 182-190.
Whiteley, S. E., Bunn, E., Menon, A., Mancera, R. L., & Turner, S. R. (2016). Ex situ conservation of the endangered species Androcalva perlaria (Malvaceae) by micropropagation and cryopreservation. Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC), 125(2), 341-352. https://doi.org/10.1007/s11240-016-0955-z
Yi, J., & Lee, J. (2015). Molecular assessment of genetic stability in cryopreserved rice. Journal of Crop Science and Biotechnology, 18(4), 305-312.
Zarghami, R., Ebrahimie, E., & Habashi, A. A. (2008). Cryopreservation of potato shoot tips by encapsulation-dehydration and assessment of genetic stability by AFLP. Biologia Plantarum, 52(2), 423-428. https://doi.org/10.5897/AJB08.087
Zhang, Z., & Wang, Y. (2017). Cryopreservation of Helianthus tuberosus by encapsulation-dehydration method. Horticultural Plant Journal, 3(1), 17-21. https://doi.org/10.1007/s11240-016-1135-x
Zhao, L., Chen, Y., Wu, H., & Zhang, Q. (2024). Transcriptomic and DNA methylation dynamics underlying cold-stress response in cassava (Manihot esculenta). BMC Genomics, 25, 118. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2024.110871
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 37 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 17 |
||