مطالعه تنوع ژنتیکی جمعیت‌های بنه (Pistacia atlantica Desf.) در جنگل‌های زاگرس بر اساس نشانگرهای مولکولی ISSR، IRAP و SCoT

نوع مقاله: مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ‌ارشد، جنگل‌شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان

2 نویسنده و مسئول مکاتبات، دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان پست الکترونیک: n.shabanian@uok.ac.com

3 دانشیار، گروه علوم باغبانی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اراک

4 دانشجوی دکتری، بیوتکنولوژی گیاهی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران

چکیده

DOR: 98.1000/1735-0891.1397.2.177.52.26.1605.84

این مطالعه با هدف ارزیابی تنوع ژنتیکی درون و بین‌جمعیتی 15 جمعیت بنه (Pistaciaatlantica) شامل 181 ژنوتیپ در جنگل‌های زاگرس با استفاده از 15، 12 و 13 آغازگر به‌ترتیب از نشانگرهای مولکولی توالی‌های تکراری ساده میانی (ISSR)، چندشکلی تکثیرشده بین رتروترانسپوزون‌ها (IRAP) و چندشکلی نواحی هدف کدون شروع (SCoT) انجام شد. در نشانگر ISSR، در مجموع 186 نوار تکثیر شد که از این تعداد 162 نوار (87 درصد) چندشکل بودند. این برآوردها در نشانگرهای IRAP و SCoT به‌ترتیب 143 و 130 (9/90 درصد) و 136 و 120 (88 درصد) بودند. بر اساس نتایج به‌دست آمده، هر سه نشانگر تنوع ژنتیکی بالایی را در سطح جمعیت نشان دادند (ISSR: 22/0 =h‏، درصد لوکوس‌های چندشکل= 92/61 درصد؛ IRAP: 25/0 =h‏، درصد لوکوس‌های چندشکل= 19/74 درصد؛ SCoT: 20/0 =h، درصد لوکوس‌های چندشکل= 09/64 درصد). مقدار عددی ضریب تمایز ژنتیکی بین‌جمعیتی (ΦSt) از نشانگرهای مورد استفاده یعنی ISSR، IRAP و SCoT به‎ترتیب برابر با 28/0، 23/0 و 22/0 محاسبه شد که نمایانگر بیشتر بودن سهم تنوع ژنتیکی درون‌جمعیت‌ها از تنوع ژنتیکی بین جمعیت‌هاست؛ و تجزیه واریانس مولکولی نیز آن را تأیید کرد. ضعیف‌بودن تمایز ژنتیکی بین جمعیت‌ها در مقابل پایه‌های داخل جمعیت‌ها می‌تواند ناشی از جریان ژنی گسترده مبتنی بر گرده‌افشانی به‎کمک باد بین ژنوتیپ‌های بنه در گستره جغرافیایی این مطالعه باشد. تجزیه خوشه‌ای UPGMA مبتنی بر سه نشانگر مولکولی مورد استفاده، 15 جمعیت P. atlanticaانتخاب‌شده برای این مطالعه را در خوشه‌های مجزا تفکیک کرد. آزمون مانتل همبستگی بین فاصله ژنتیکی جمعیت‌ها و فاصله جغرافیایی آنها را معنی‌دار نشان نداد.
 

کلیدواژه‌ها


- Alikhani, L., Rahmani, M.S., Shabanian, N., Badakhshan, H. and Khadivi-Khub, A., 2014. Genetic variability and structure of Quercus brantii assessed by ISSR, IRAP and SCoT markers. Gene, 552:176–183.
- Bihamta, M.R, Shabanian, N., Rahmani, M.S. and Vafaee, Y., 2015. Forest Genetics (Translation), University of Tehran Press, Tehran, 861 pp (In Persian).
- Biswas, M.S., Hassan, J. and Hossain, M.M., 2010. Assessment of genetic diversity in French bean (Phaseolus vulgaris L.) based on RAPD marker. African Journal of Biotechnology, 9: 5073–5077.
- Bohonak, A.J., 1999. Dispersal, gene flow, and population structure. The Quarterly Review of Biology, 74:21–45.
- Debinski, D.M. and Holt, R.D., 2000. A survey and overview of habitat fragmentation experiments. Conservation Biology, 14:342–355.
- Derero, A., Gailing, O. and Finkeldey, R., 2011. Maintenance of genetic diversity in Cordia africana Lam., a declining forest tree species in Ethiopia. Tree Genetics & Genomes, 7:1-9.
- Ding, G., Zhang, D., Ding, X., Zhou, W. and Li, X., 2008. Genetic variation and conservation of the endangered Chinese endemic herb Dendrobium officinale based on SRAP analysis. Plant Systematics and Evolution, 276: 149–156.
- Doyle, J.J. and Doyle, J.L., 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of leaf tissue. Phytochemical Bulletin of the Botanical Society of America, 19:11-15.
- Excoffier, L., Smouse, P. and Quattro, J., 1992. Analysis of molecular variance inferred from metric distances among DNA haplotypes: Application to human mitochondrial DNA restriction data. Genetics, 131: 479-491.
- Fortini, P., Viscosi, V., Maiuro, L., Fineschi, S. and Vendramin, G.G., 2009.Comparative leaf surface morphology and molecular data of five oaks of subgenus Quercus Oerst (Fagaceae), Plant Biosystems, 143: 543-554.
- Hormaza, J.I., Dollo, L. and Polito, V.S., 1994. Determination of relatedness and geographic movements of Pistacia vera (Pistachio; Anacardiaceae) germplasm by RAPD analysis. Economic Botany, 48:349–358.
- Iranjo, P., NabatiAhmadi, D.,  Sorkheh, K., Rajabi Memeari, H. and Ercisli S., 2016. Genetic diversity and phylogenetic relationships between and within wild Pistacia species populations and implications for its conservation. Journal of Forestry Research, 27:685–697.
- Kafkas, S. and Perl-Treves, R., 2001. Morphological and molecular phylogeny of Pistacia species in Turkey. Theoretical and Applied Genetics, 102:908–915.
- Kafkas, S., Cetiner, S. and Perl-Treves, R., 2001. Development of sex-associated RAPD markers in wild Pistacia species. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 76:242–246.
- Kercher, S.M. and Sytsma, K.J., 2000. Genetic and morphological variation in populations of the rare prairie annual Agalinis skinneriana (Wood) Britton (Scrophulariaceae). Natural Areas Journal, 20:166-175.
- Khatamsaz, M., 1988. Studies on the Rosaceae family in Iran, new taxa and new records. Iranian Journal of Bontany, 4:111-125.
- Kramer, A.T., Ison, J.L., Ashley, M.V. and Howe, H.F., 2008. The paradox of forest fragmentation genetics. Conservation Biology, 22: 878–885.
- Mantel, N., 1967. The detection of disease clustering and a generalized regression approach, Cancer Research, 27: 209–220.
- Nei, M., 1978. Estimation of average heterozygosity and genetic distance from a small number of individuals. Genetics, 89: 583–590.
- Peakall, R. and Smouse, P.E., 2006. GenAlEx6: genetic analysis in excel population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes, 6: 288–295.
- Rahmani, M.S., Shabanian, N., Khadivi-Khub, A., Woeste, K.E., Badakhshan, H. and Alikhani, L., 2015. Population structure and genotypic variation of Crataegus pontica inferred by molecular markers. Gene, 572: 123-129.
- Roncal, J., Francisco-Ortega, J. and Lewis, C.E., 2007. An evaluation of the taxonomic distinctness of two Geonoma macrostachys (Arecaceae) varieties based on intersimple sequence repeat (ISSR) variation. Bot. J. Linn. Soc., 153: 381–392.
- Salehi Shanjani, P., Mardi, M., Pazouki, L., Hagidimitriou, M., Avanzato, D., Pirseyedi, M., Ghaffari, M. R. and Khayam Nekoui, M., 2009. Analysis of the molecular variation between and within cultivated and wild Pistacia species using AFLPs. Tree Genetics and Genomes, 5: 447-458.
- Salehi Shanjani, P., Vendramin, G.G. and Calagari, M., 2010. Genetic diversity and differentiation of Fagus orientalis Lipsky in Hyrcanian forests revealed by nuclear and chloroplast microsatellite markers. Conservation Genetics, 11: 2321-2331.
- Shaffer, M., 1981. Minimum population sizes for species conservation. BioScience, 31: 131–134.
- Sreekumar, V.B. and Renuka, C., 2006. Assessment of genetic diversity in Calamus thwaitesii Becc. (Arecaceae) using RAPD markers. Biochemical Systematics and Ecology, 34: 397–405.
- Tayefeh Aliakbarkhany, S., Talaie, A.R. and Fatahi Moghadam, M.R., 2013. Investigation of genetic diversity among Pistacia vera in the Khorasan by using molecular markers. Modern Genetics, 8: 169–176.
- Thriveni, H.N., Sumangala, R.C., Shivaprakash, K.N., Ravikanth, G., Vasudeva, R. and Ramesh, H.N., 2013. Genetic structure and diversity of Coscinium fenestratum: a critically endangered liana of Western Ghats, India. Plant Systematics and Evolution, 300: 403-413.
- Valipour, A., Plieninger, T., Shakeri, Z., Ghazanfari, H., Namiranian, M. and Lexer, M.J., 2014. Traditional silvopastoral management and its effects on forest stand structure in northern Zagros, Iran. Forest Ecology and Management, 327: 221–230.
- Vogel, J.M., Rafalski, A., Powell, W., Morgante, M., Andre, C., Hanafey, M. and Tingey, S.V., 1996. Application of genetic diagnostics to plant genome analysis and plant breeding. HortScience, 31: 1106–1107.
- Wong, K.C. and Sun, M., 1999. Reproductive biology and conservation genetics of Goodyera
procera (Orchidaceae). American Journal of Botany, 86: 1406–1413.
- Wright, S., 1951. The genetical structure of populations. Annals of Eugenics, 15: 323-354.
- Zolfaghari, R., Akbarinia, M., Mardi, M. and Ghanati, F., 2009. Genetic diversity in Persian oak (Quercus branti Lindl) from Kohkiluye and Boyerahmad using SSR. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 16: 172-181.