Skip to main content
SUPERVISOR
مجید طالبی (استاد مشاور) مسعود بهار (استاد راهنما) اقافخر میرلوحی فلاورجانی (استاد راهنما) احد یامچی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Haleh Salimi
هاله سلیمی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1389

TITLE

Analysis of Genetic Variation and Anthocyanin Contents of Potato Cultivars for Detection, Transformation and Heterologous Expression of the Key Genes Involved in Anthocyanin Biosynthetic Pathway
The world cultivated potatoes have a narrow genetic base due to their development from a limited germplasm originated in South America. The ability to quickly and accurately identify genetic relationships among potato ( Solanum tuberosum L.) varieties developed in different regions is important for potato breedingprograms, seed and commercial potato growers and marketing.Also the health aspects of vegetables containing high anthocyanin has increased the consumption of colored potatoes rich in anthocyanin in recent years. Anthocyanin’s in blue and purple potatoes are derived from delphinidin, while in the red ones they are resulted from pelargonidin. Three genes, D , P and R interact for production of delphinidin and pelargonidin within the anthocyanin biosynthesis pathway that eventually results in colored potato flesh. Studying genic and allelic relations among these three major genes provides a better understanding of anthocyanin biosynthesis pathway in potato.To understand genetic relationships,this study rendered 25 useful SSRs and EST-SSRs markers that were located in pre-existing genetic mapsand fingerprinted a set of 48 potato cultivars from America, Iran and Europe. The number of alleles per locus ranged from 3 to 12 with an average of 6.22 per locus. kimura 2 parameterssimilarity coefficients were estimated from the molecular data and Minimum Evolution cluster analysis was performed. Markersused successfully revealed diversity between different cultivars due to their morphological and physiological characteristics.To detect the three anthocyanin key genes of D,P and R specific primers were used on 17 potato genotypes of varying tuber color and their restriction fragment patterns compared . Althought there is some differences between the sequences of each of the three genes in white and colored potatoes, but the results showed that D is an important regulatory gene for both P and R genes and the dominant allele D is required for their expression and anthocyanin production in the potato tuber. The key role of D locus in regulating structural genes in anthocyanin biosynthesis pathway motivated the transformation of white coloredIstanbuli cultivarwith this gene. Transformation upregulated anthocyanin biosynthesis structural genes and increased anthocyanin content of transformed Istanbuli cultivar when compared to untransformed counterpart.You need a concluding sentence here as well. Key words: Potato ( Solanum tuberosom , Anthocyanins, D , P and R loci, potato transformation.
آنتوسیانین‌ها، وسیع‌ترین زیرگروه فلاونوئیدها که به عنوان دانه‌های رنگی اصلی گیاهان شناخته می‌شوند، عامل ایجادکننده رنگ قرمز، آبی و بنفش هستند و در سال‌های اخیر در بسیاری از گیاهان مورد توجه عمومی قرار گرفته‌اند. یکی از این گیاهان سیب‌زمینی است که به عنوان مهم‌ترین محصول غیربذری در دنیا، اهمیت شاخصی در امنیت غذای جهانی ایفا می‌کند، با توجه به فواید مصرف مواد گیاهی حاوی آنتوسیانین بالا در کمک به سلامتی افراد، تولید و مصرف سیب‌زمینی‌های با غده رنگی غنی از آنتوسیانین ضروری به نظر می رسد. آگاهی از تنوع ژنتیکی و ارتباط خویشاوندی ارقام سیب‌زمینی رنگی و سفید رایج در اروپا، آمریکا و ایران برای شناسایی لاین‌های افتراق‌یافته، تولید غده‌های بذری با خلوص ژنتیکی بالا و استفاده از ذخایر ژرم پلاسم سیب زمینی‌های رنگی برای بهبود کیفیت آنتی اکسیدانی آن ها لازم است. به این منظور، روابط ژنتیکی 48 رقم سیب‌زمینی اروپایی و آمریکایی با استفاده از 25 جفت نشانگرSSR و EST-SSR مورد ارزیابی قرار گرفت.جفت آغازگرها از 3 تا 12آلل در بین ارقام سیب‌زمینی تکثیر نمودند و متوسط تعداد آلل‌ها در هر جفت آغازگر 22/6 بود. تجزیه خوشه‌ای با استفاده ازضریب تشابه kimura 2 parameters و روش گروه‌بندی Minimum Evolution، ارقام سیب‌زمینی مورد بررسی را با توجه خصوصیات مورفولوژیک و فیزیولوژیک و نه بر اساس رنگ آن‌ها گروه بندی نمود. به منظور درک روابط آلل‌های غالب و مغلوب ژن‌های کلیدی R ، P و D دخیل در مسیر بیوسنتزی آنتوسیانینآرایش این ژن ها در 17 ژنوتیپ سیب‌زمینی دارای رنگ پوست متفاوت، با استفاده از روش تکثیر نواحی ژنی با جفت آغازگرهای اختصاصی سه ژن و برش آنزیمی محصولات PCR بررسی شد.علیرغم تفاوت هایی که این سه ژن در ارقام رنگی و غیر رنگی دارند و با توجه به اینکه ژن D به عنوان ژنی تاثیرگذار یک فاکتور رونویسی و تنظیم کننده بیان سایر ژن ها است، به نظر می رسد تفاوت این ارقام در سطح بیان ژن محرز می گردد. بررسی بیان ژن‌های R ، P و D در ارقام رنگی و غیر رنگی نشان داد که در بافت های رنگی صرف نظر از نوع بافت)پوست یا گوشت غده( بیان هماهنگی از ژن های مزبور وجود دارد. اگرچه هر سه ژن تاثیر به سزایی در بیوسنتز و تجمع آنتوسیانین در بافت‌های رنگی داشتند، اما به نظر می‌رسد که نقش ژن D در بیوسنتزآنتوسیانین در سیب‌زمینی از دو ژن دیگر مهم‌تر و حیاتی‌تر است. با توجه به نقش کلیدی ژن D در پژوهش حاضر انتقال این ژن به سیب زمینی استانبولی با غده های سفید تا زرد رنگ مورد توجه قرار گرفت. القای ژن D از طریق ورود دستواره به محتوای ژنتیکی رقم استانبولی تاثیر مستقیمی را در افزایش بیان ژن‌های ساختاری P و R داشت. به طوریکه بررسی بیان دو ژن مزبور در رقم استانبولی تراریخت چند هزار برابر افزایش یافت که موفقیت در انتقال ژن به رقم سیب زمینی استانبولی را تایید کرد. کلمات کلیدی: سیب‌زمینی(. Solanum tuberosum L)، آنتوسیانین، مکان‌های ژنی R، P و D، انتقال ژن

ارتقاء امنیت وب با وف بومی