مؤسسه انتشارات دانشگاه تهران علوم گیاهان زراعی ایران 2008-4811 56 3 2025 09 23 Genetic Study of Molecular Marker(s) Linked to Rhizoctonia Root Rot Resistance Genes in Sugar Beet (Beta vulgaris L.) مطالعه ژنتیکی نشانگر(های) مولکولی پیوسته به ژن‌های مقاومت به پوسیدگی ریزوکتونیایی ریشه چغندرقند (Beta vulgaris L.) 111 125 105497 10.22059/ijfcs.2025.388142.655120 FA مستانه شریفی دانشجوی دکتری گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0009-0008-8668-6280 علیرضا طالعی استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران 0000-0001-7143-6694 پیمان نوروزی دانشیار مؤسسه تحقیقات اصلاح و تهیه بذر چغندرقند، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران محمدرضا نقوی استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران محمد مهدی فقیهی استادیار بخش تحقیقات گیاهپژشکی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران Journal Article 2025 01 05 Introduction. Sugar beet is the main source of sugar with about 35% of the world's sugar production. It is affected by various pathogenic factors. The most important pathogens that lead to sugar beet root rot is the Rhizoctonia solani fungus, which exists in many areas of sugar beet cultivation. Given that conventional breeding methods for resistance to this disease are difficult and time-consuming, the development and identification of resistance-associated markers and the determination of the locus controlling resistance to this disease can significantly accelerate root rot resistance breeding programs and provide a new perspective for plant breeding advances. To achieve resistant cultivars, the development of markers related to resistance can help breeding programs. In this regard, the aim of this research is to identify molecular markers associated with rhizoctonia resistance genes to accelerate the screening of sugar beet breeding materials. Materials and Methods. In this study, 20 pairs of primers were used to investigate 10 susceptible and 10 resistant plants from two F2 populations in order to identify molecular markers linked to the resistance gene to rhizoctonia root rot of sugar beet. The primers were examined in terms of band pattern and the bands were scored based on their presence or absence (zero and one). DNA extraction was performed using Modified Dellaporta et al. (1983) or Norouzi (2003), and PCR was used with a BIO RAD thermocycler. Cluster analysis and grouping of genotypes were performed using Jaccard similarity coefficient and UPGM method and principal component analysis (PCOA) based on distance matrix using NTSYS: pc 2.1 software. Results and Discussion. In this experiment, SSR markers were able to identify 31 alleles with a range of one to four alleles in each gene location and reproduce 355 locations. The average amplified location for 20 primer pairs was 17.75 and the range of polymorphic information content change was 0.54 to 0.75 with an average of 0.66. The range of similarity coefficient obtained from SSR markers varied from 0.35 to 0.9. In breeding programs, the varieties that have the least similarity are the best plants for crossbreeding. The cophenetic correlation coefficient was obtained based on the Jaccard similarity coefficient of 0.76. Based on the cut line, a cluster diagram was created with six subgroups at a distance of 0.46. Also, the results of principal component analysis showed that the first five components explained about 59% of the total variation between lines. With the studies conducted, five markers (SSR: 4, 10, 23, 32, and 50) were able to distinguish between 15% - 40% of plants sensitive and resistant to rhizoctonia root rot. Conclusion. According to studies conducted on the genetic diversity of different sugar beet plants using SSR markers, some plants were not included in their similar group, despite having a resistant or susceptible phenotype to root rot disease. Based on the results of this study and the results of previous research, it can be concluded that the resistance or sensitivity of sugar beet plants can be influenced by one or more specific genes and the presence or absence of these genes, does not necessarily cause genetic similarity or dissimilarity of genotypes with each other. For the final confirmation and validation markers, more sensitive and resistant samples will be tested with the selected SSR and the best marker(s) will be introduced. چغندرقند از منابع اصلی قند و شکر با حدود 35 درصد از تولید شکر جهان است. از مهمترین بیمارگرهایی که منجر به پوسیدگی ریشه چغندرقند می‌شود قارچ Rhizoctonia solani میباشد که در بسیاری از مناطق کشت چغندرقند شیوع دارد. برای دستیابی به ارقام مقاوم، یافتن نشانگرهای مرتبط با مقاومت می‌تواند به برنامه‌های اصلاحی کمک ‌کند. در این پژوهش جهت شناسایی نشانگرهای مولکولی پیوسته به ژن مقاومت به پوسیدگی ریزوکتونیایی ریشه چغندرقند، 20 جفت آغازگر برای بررسی 10 بوته حساس و 10 بوته مقاوم از دو جمعیت F2 استفاده شد. این آغازگرها از نظر الگوی نواری مورد بررسی قرار گرفتند و نوارها بر اساس عدم وجود یا وجود (صفر و یک) یادداشت شدند. تجزیه خوشه‌ای و گروه‌بندی ژنوتیپ‌ها بر اساس داده‌های مولکولی بااستفادهاز ضریب تشابه جاکارد و روش UPGMA و تجزیه به مولفه‌های اصلی (PCOA) براساس ماتریس فاصله بااستفادهاز نرمافزار NTSYS:pc 2.1 انجام شد. در این آزمایش نشانگرهای SSR توانستند 31 آلل را با دامنه یک تا چهار آلل در هر مکان ژنی شناسایی و 355 مکان را تکثیر نمایند. میانگین مکان تکثیر شده برای 20 جفت آغازگر 75/17 و دامنه تغییر محتوای اطلاعات چندشکلی 54/0 تا 75/0 با میانگین 66/0 به‌دست آمد. پنج نشانگر ) SSR4، 10، 23، 32 و 50) بین 15 تا 40 درصد گیاهان حساس و مقاوم به پوسیدگی ریزوکتونیایی ریشه را متمایز کردند. برای تایید و اعتبارسنجی نشانگرها، تعداد بیشتری از نمونه‌های حساس و مقاوم با SSRهای انتخابشده آزمایش و در نهایت برترین نشانگر(ها) معرفی خواهند شد.

https://ijfcs.ut.ac.ir/article_105497_392e196d631f4fb9bbee9e07a19a8eb0.pdf