مطالعه تنوع آلل‌های پروتئینی آندوسپرم برخی از ارقام گندم نان با استفاده از روش SDS-PAGE

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش کشاورزی، دانشگاه پیام‌نور، تهران 4697-19395

2 مربی بخش کشاورزی، دانشگاه پیامنور، تهران 4697-19395

3 دانش‌آموخته کارشناسیارشد، گروه گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی‌سینا، همدان

چکیده

وجود تنوع ژنتیکی پایه و اساس اصلاح گیاهان است که گزینش گیاهان با خصوصیات مطلوب و یا انتقال صفات به گیاهان را ممکن می‌سازد. مطالعه‌ی تنوع ژنتیکی بر پایه نشانگرها و از جمله نشانگرهای پروتئینی در برنامه‌های به‌نژادی و به‌ویژه انتخاب والدین نقش مهمی دارد. در تحقیق حاضر، تنوع ژنتیکی 16 رقم گندم نان (سرخ‌تخم، شهریار، توس، الموت، زرین، آرام، گاسپارد، بزوستایا، پیشگام، سایسون، گاسکوژن، میهن، امید، نوید، بک کراس روشن زمستانه و زارع) به کمک روش الکتروفورز SDS-PAGE بررسی شد. غلظت پروتئین توسط روش برادفورد مشخص گردید. پس از رنگ‌آمیزی ژل پلی‌اکریل‌آمید با کوماسی بلو R-250 و امتیازدهی باندها طبق روش صفر (عدم وجود باند) و یک (وجود باند)، تجزیه خوشه‌ای بر مبنای ضریب تشابه جاکارد به روش UPGMA انجام گردید. بر این اساس ارقام در چهار گروه مجزا قرار گرفتند. بر این اساس ژنوتیپ سرخ‌تخم در گروه دوم، ژنوتیپ گاسپارد در گروه سوم و سایر ژنوتیپ‌ها در گروه اول خوشه‌بندی شدند. نتایج نشان داد که ژنوتیپ بک کراس روشن زمستانه با ژنوتیپ گاسپارد بیش‌ترین تفاوت فاصله‌ای را براساس آلل‌های پروتئینی مورد مطالعه، دارا هستند. بنابراین، با توجه به فواصل ژنوتیپ‌ها نسبت به هم براساس ضریب تشابه، در برنامه‌های بیومتری اصلاحی، تلاقی ژنوتیپ‌های امید، سایسون، بک‌کراس روشن زمستانه با ژنوتیپ گاسپاردقابل توجیه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of Endosperm Protein Banding Pattern Variation in some of Wheat (Triticum aestivum L.) Genotypes by SDS-PAGE Method

نویسندگان [English]

  • Mehdi Kakaei 1
  • Farzad Mordi 2
  • Hedieh Shararbar 3
1 Assistant, Department of Agriculture, Payame Noor University, 19395-4697, I. R. of IRAN
2 Instructor, Department of Agriculture, Payame Noor University, 19395-4697, I. R. of IRAN
3 M.Sc. Graduated, Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, University of Bu-Ali Sina, Hamedan
چکیده [English]

Knowledge of genetic diversity in breeding programs based on various marker, including parental choice is important. The most important part of plant breeding programs understanding of genetic diversity to classify population based on different markers for selecting the suitable parents. In this research, genetic diversity of 16 genotypes of wheat was evaluated using SDS-PAGE protein markers. Extraction of endosperm proteins and then concentration of proteins was measured by Bradford method. For separating and patterning of the extracted proteins, SDS-PAGE technique via poly acrylamide electrophoresis was used. After staining of proteins by coomassie blue R-250 and scoring of the bands, cluster analysis was computed based on Jaccard coefficient which that the genotypes classified into 3 separate groups. Thus according to genetic distances between the genotypes, we can use cross between Omid and Gaspard for obtain the highest amount of heterosis in future breeding program.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cluster analysis
  • Jaccard coefficient
  • Genetic distance

Aghaee Sarbarzeh, M., Rostaee, M., Mohammadi, R., Haghparast, R. and Rajabi, R. 2009. Determination of drought tolerant genotypes in bread wheat. Electronic Journal Crop Production, 2 (1): 1-23.

Behi, M., Sofalian, O., Shokrpour, M., Asghari, A., Khomari, S., Firoozi, B. 2013. Evaluation of the relationship between freezing tolerance, storage protein markers and some physiological traits in Barley (Hordeum Vulgar L.). Breeding of Agronomic and Horticultural Crops, 1 (1): 1-10.

Bradford, M. M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254.

Farshadfar, M. and Farshadfar, E. 2008. Genetic variability among lucerne cultivars based on biochemical (SDS-PAGE) and morphological markers. Journal of Applied Sciences, 8(10): 1867-1874.

Ghafoor, A. and Ahmad, Z. 2005. Diversity of agronomic traits and total seed protein in Black gram Vigna mungo (L). Hepper. Acta Biologica Cracoviensia. Series Botanica, 47(2): 69-75.

Hames, B. D. and Rikwood, D. 1990. Gel electrophoresis of proteins: A practical approach (2ed), Oxford University Press. U.K. pp 383.

Kakaei, M., Mazahery Laghab, H. and Kahrizi, D. 2013. Study of morphological and biochemical to determine the genetic diversity of cultivated Oat (Avena sativa L.). Journal of Agricultural Biotechnology, 5(2): 119-138.

Kakaei, M., Mazahery Laghab, H., Zebarjadi, A. R. and Mahdavi Damghani, A. M. 2012. Evaluation of tolerance to drought stress in some bread wheat genotypes. Plant Production Technology, 4(1): 1-14.

Kakaei, M., Zabarjadi, A. R., Mostafaie, A. 2009. Comparison of genetic and morpho-physiological distance via SDS-PAGE marker in some Rapeseed genotypes. Journal of Agricultural Biotechnology, 1(2): 79-93.

Kakaei, M., Zebarjadi, A. R. and Mostafaie, A. 2010. Study of protein pattern in Brassica genotype under non-stress and drought stress conditions. Agricultural Biotechnology, 9(2): 49-57.

Laemmli, UK. 1970. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680-685.

Lawerence, G. J., Moos, H. J., Shepherd, K. W. and Wrigley, C. W. 1987. Drought quality of biotypes of eleven Australian wheat cultivars that differ in HMW glutenin subunits composition. Journal of Cereal Science, 6: 99-101.

Metakovsky, E. V. and Branlard, G. 1997. Genetic diversity of French common wheat germplasm based on gliadin alleles. Theoretical and Applied Genetics, 96: 206-218.

Mighati, F. and Ebrahimzadeh, H. 2002. The response of foliar proteins in two wheat (Triticum aestivum) cultivars to salt stress. Botanical Journal of Iran, 4: 1-9.

Mohan, M., Suresh, N., Bhagwat, A., Krishna, T. G. and Yano, M. 1996. Genome mapping, molecular marker and marker-assisted selection in crop plants. Molecular Breeding, 3: 87-103.

Rafezi, A., Farshadfar, M. and Farshadfar, E. 2009. Investigation of intra- specific variation in Agropyron elongatum L. using biochemical (proteins) marker. Iranian Journal of Rangelands and forests plant Breeding and Genetic Research, 16: 247-253.

Rahbari, M., Aalami, M., Maghsoudlou, Y. and Kashaninejad, M. 2012. Evaluation of solubility properties and electrophoretic patterns of wheat germ proteins. Electronic Journal of Food Processing and Maintenance, 2(4): 71-87.

Rajabi Hashjin, M., Aghaee Sarbarzeh, M., Fotokian, M. H. and Mohammadi, M. 2013. Evaluating the cooking quality traits in bread and durum wheat. Journal of Crop Biotechnology, 4: 33-41.

Riasat, M. and Nasirzadeh, A. R. 2004. Genetic variation among Perennial trigonella by seed storage proteins electrophoresis. Iranian Journal of Rangelands Forests Plant Breeding and Genetic Research, 12(2): 195-201. 

Singh, N. K., Shepherd, K. W. and Cornish, G. B. 1991. A simplified SDS-PAGE procedure for separating LMW subunits of glutenin. Journal of Cereal Science, 14: 203-208.

Yang, P., Shihua, Sh. and Kuang, T. 2006. Comparative Analysis of the Endosperm Proteins Separated by 2-D Electrophoresis for Two Cultivars of Hybrid Rice (Oryza sativa L.). Journal of Integrative Plant Biology, 48 (9): 1028-1033.