ارزیابی تنوع بیوشیمیایی، محتوای روغن و SDS-PAGE در ارقام و اکوتیپ های مختلف کینوا (Chenopodium quinoa Willd )

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشکده کشاورزی دانشگاه رازی

2 موسسه تحقیقات تهیه و نهال و بذر

3 دانشجوی اصلاح نباتات دانشگاه ایلام، ایران

10.22126/cbb.2025.10999.1079

چکیده

مقدمه:کینوا ( Chenopodium quinoa Willd) به عنوان یکی از منابع غنی و متنوع در تغذیه انسان شناخته شده است و ارزش غذایی بالایی دارد. با توجه به اهمیت این گیاه، ارزیابی تنوع فیتوشیمیایی و محتوای روغن آن در ارقام و ژنوتیپ‌های مختلف، امری اساسی است که به درک بهتر از خصوصیات تغذیه‌ای و سلامتی این محصول کمک می‌کند.
مواد و روش ها: به این منظور آزمایشی به صورت طرح کاملا تصادفی بر روی ارقام تجاری (Atlas، Giza 1، Red Carina)و اکوتیپ های مختلف کینوا (Q4، Q29، Q2، Q12، Q3، Q1) با سه تکرار در آزمایشگاه فیزیولوژی گیاهی دانشکده کشاورزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه رازی کرمانشاه در سال 1404-1403 انجام شد. صفات مورد ارزیابی شامل درصد روغن، محتوای قند محلول کل، محتوای فنل کل، فلاوونوئید کل و SDS-PAGE بود.
یافته ها و نتیجه گیری: نتایج تجزیه واریانس ژنوتیپ های کینوا از نظر صفات مورد بررسی نشان داد که بین ارقام و اکوتیپ های مختلف کینوا اختلاف بسیار معنی داری در سطح احتمال یک درصد وجود دارد. همچنین مقایسه میانگین صفات نشان داد که اکوتیپ Q4 دارای بیشترین مقدار محتوای قند محلول کل (773/404 میلی گرم/ لیتر) و بیشترین مقدار محتوای کل فلاوونوئید (825/0 میکروگرم/ لیتر) بود. آنالیز نقشه حرارتی ارقام و اکوتیپ ها را دو گروه مجزا قرار داد. گروه اول شامل ( Q1، Giza، Red Carina، Q12) دارای کمترین مقدار از نظر صفات محتوای قند محلول کل، فنل کل و فلاوونوئید کل بودند و گروه دوم شامل (Q4، Q29، Atlas، Q2) دارای بیشترین مقدار از نظر صفات محتوای قند محلول کل، فنل کل و فلاوونوئید کل بودند. تجریه همبستگی بین صفات نیز نشان داد که بین صفات محتوای قند محلول کل و فنل کل (**60/0) و همچنین بین فنل کل و محتوای کل فلاوونوئید(**60/0) همبستگی مثبت و بسیار معنی داری وجود دارد. نتایج تجزیه به مولفه های اصلی نشان داد که دو مولفه اول 3/79 درصد از تغییرات و تنوع موجود را توجیه می کنند.که نشان دهنده این موضوع می باشد که بخش عمده ای از تنوع مشاهده شده در ارقام و اکوتیپ های کینوا توسط این دو مولفه کنترل می شود. بر این اساس مشخص شده است که صفات محتوای قند محلول کل، فنل کل و فلاوونوئید کل از اهمیت بیشتری در این بررسی برخوردار بودند. نتایج SDS-PAGEپروتئین های ذخیره ای بذر ژنوتیپ های کینوا نیز نشان داد که نیمرخ پروتئینی بذور شش اکوتیپ و سه رقم تجاری هفت باند پروتئینی مشخص را در محدوده وزن مولکولی 20 تا 70 کیلودالتون نشان داد. تک باند پروتئینی با وزن مولکولی حدود 40 کیلو دالتون که تقریباً 11 درصد از باندها را تشکیل داد می‌تواند به عنوان یک نشانگر ژنتیکی ثابت در کینوا مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of biochemical diversity, oil content, and SDS-PAGE in different varieties and ecotypes of quinoa (Chenopodium quinoa)

نویسندگان [English]

  • zeinab chaghakaboodi 1
  • mahmoud bagheri 2
  • hosein mostafaei 3
1 Department of Plant Production Engineering and Genetics, Campus of Agriculture and Natural Resources, Faculty of Agriculture, Razi University
2 Seed and plant improvement institute, Karaj, Iran
3 PhD student of Ilam University, Ilam, Iran
چکیده [English]

Introduction: Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) is recognized as a rich and diverse source of human nutrition with high nutritional value. Given the importance of this plant, evaluating the phytochemical diversity and oil content in different cultivars and genotypes is essential for gaining a better understanding of the nutritional and health characteristics of this crop.
Materials and Methods: To this end, an experiment was conducted in a completely randomized design on commercial cultivars (Atlas, Giza 1, Red Carina) and various quinoa ecotypes (Q4, Q29, Q2, Q12, Q3, Q1) with three replications at the Plant Physiology Laboratory of the Faculty of Agriculture, Campus of Agriculture and Natural Resources, Razi University, Kermanshah, during the years 1403-1404 (Islamic calendar). The traits evaluated included oil percentage, total soluble sugar content, total phenol content, total flavonoid content, and SDS-PAGE analysis.
Findings and Conclusion: The analysis of variance of the quinoa genotypes for the traits studied showed a highly significant difference at the 1% probability level among the different quinoa cultivars and ecotypes. Additionally, the comparison of mean traits indicated that the Q4 ecotype had the highest total soluble sugar content (404.773 mg/L) and the highest total flavonoid content (0.825 µg/L). Heatmap analysis divided the cultivars and ecotypes into two distinct groups. The first group, including (Q1, Giza, Red Carina, Q12), had the lowest values for total soluble sugar content, total phenol content, and total flavonoid content, while the second group, including (Q4, Q29, Atlas, Q2), had the highest values for these traits. Correlation analysis between the traits also showed a positive and highly significant correlation between total soluble sugar content and total phenol content (**0.60) and between total phenol content and total flavonoid content (**0.60). Principal component analysis indicated that the first two components accounted for 79.3% of the variation and diversity observed, suggesting that a major portion of the diversity seen in quinoa cultivars and ecotypes is controlled by these two components. Based on this, it was determined that total soluble sugar content, total phenol content, and total flavonoid content were of greater importance in this study. The SDS-PAGE results of seed storage proteins in quinoa genotypes also showed that the protein profile of the seeds from the six ecotypes and three commercial cultivars exhibited seven distinct protein bands in the molecular weight range of 20 to 70 KDa. A single protein band with a molecular weight of approximately 40 KDa, which constituted about 11% of the bands, can potentially be used as a stable genetic marker in quinoa.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Heat Map Analysis
  • Principal Component Analysis (PCA)
  • Total soluble Sugar Content
  • Total Phenolic Content