مطالعه مولکولی و ریزریخت‌شناسیJuniperus excelsa و J. polycarpos در چهار باغ استان گلستان

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس

2 استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

3 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

4 استادیار، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس

5 دانش آموخته دکتری، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران

10.22092/ijrfpbgr.2022.357415.1404

چکیده

ارس از معدود سوزنی‌برگان ایران است که با دارا بودن شش گونه بیشتر جنگل‌های تنک با درختان پراکنده را تشکیل داده است و در میان آنها گونه‌های Juniperus polycarpos و J.excela بیشتر از سایر گونه‌ها انتشار دارند. به علت شباهت ظاهری بسیار زیاد، شناسایی دو گونه یادشده از یکدیگر مشکل است. در این تحقیق شاخص‌های گرده‌شناسی، آناتومی و مولکولی با هدف کمک به شناسایی و تفکیک این دو گونه ارس در استان گلستان، منطقه چهارباغ گرگان ارزیابی شد. با استفاده از نشانگر هسته‌ایnrDNA ITS، روابط مولکولی در دو گونه مورد نظر بررسی شد. آنالیزهای فیلوژنی نشان داد که دو گونه تک‌تبار هستند و جمعیت‌ها در زیرشاخه‌های I و II به‌صورت حل نشده قرار گرفتند. دانه گرده دو گونه­ J. polycarpos و J. excelsa توسط دستگاه میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی نگاره بررسی گردید. نتایج نشان داد که تمامی دانه­های گرده منفرد، تک­شیار سطحی از نوع Ulcurate، نامتقارن و از نظر اندازه کوچک بودند. از لحاظ شکل هر دو گونه کروی کشیده (Prolate spheroidal) با تزئینات اگزین دانه‌دانه (Granulate) هستند. طرح کلی گرده­ها در میکروسکوپ نوری، دایره­ای با سطح صاف و بدون فرورفتگی است ولی در دانه گرده مورد بررسی در میکروسکوپ الکترونی نگاره به صورت نامنظم و دارای فرورفتگی­هایی می‌باشد. نتایج به‌دست آمده از مطالعات تشریحی ساقه نیز تفاوت کمی را نشان داده و قابلیت تفکیک و شناسایی دو گونه را ندارد. نتایج نشان‌دهنده این موضوع است که احتمالاً در منطقه چهار باغ یک گونه انتشار دارد و این دو آرایه مترادف‌اند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Adams, R.P. and Hojjati, F., 2012. Taxonomy of Juniperus in iran: insight from DNA Phytologia, 94(2): 219-227.
  • Adams, R.P., Hojjati, F. and Schwarzbach Andrea, E., 2014. Taxonomy of Juniperus in Iran: DNA sequences of nrDNA plus three cpDNAs reveal Juniperus polycarpos var. turcomanica and J. seravschanica in southern Iran. Phytologia , 96(1): 19-25.
  • Adams, R.P., Armagan, M., Boratynski, A., Douaihy, B., Dou Dagher-Kharrat, M., Farzaliyev, V., Gucel, S., Mataraci, T., Tashev, A. and Schwarzbach, A., 2016. Evidence of relictual introgression or incomplete lineage sorting in nrDNA of Juniperus excelsa and J. polycarpos in Asia Minor. Phytologia, 98(2): 146-155.
  • Assadi, M., 1998. Flora of Iran: Pinaceae, Taxaceae, Cupressaceae and Ephederaceae. Ministry of Jahad-e- Sazandage. Research Institute of Forests and Ranglands. No. 19-22 (In Persian).
  • Campbell, C.S., Wojciechowski, M.F., Baldwin, B.G., Alice, L.A. and Donoghue, M.J., 1997. Persistent nuclear ribosomal DNA sequence polymorphism in the Amelanchier agamic complex (Rosaceae). Molecular Biology and Evolution, 14(2): 81–90.
  • Cronquist, A., 1981. An integrated system of classification of flowering plants. Columbia University Press, New York.
  • Daneshvar, A., 2015. Improved Seed Handling Techniques for Juniperus polycarpos. Ph.D. thesis, Faculty of Forest Sciences, Swedish University of Agricultural Sciences, 66p.
  • Earle, C.J., 2006. Juniperus commonis. The Gymnosperm Database. conifers.org/cu/ju/communis.hm
  • Erdtman, G., 1943. An introduction to pollen analysis. Chronica Botanical Company Waltham, Mass., USA.
  • Farjon, A., 1992. The taxonomy of multiseed junipers (Juniperus Sect. Sabina) in southwest Asia and east Africa (Taxonomic notes on Cupressaceae I). Edinburgh Journal of Botany, 49(3): 251-283.
  • Grimm, G.W., Denk, T., 2008. ITS evolution in Platanus (Platanaceae): Homoeologues, pseudogenes and ancient hybridization. Annals of Botany, 101(3): 403–419.
  • Halbritter, H., 1998. Preparing living pollen material for scanning electron microscopy using 2,2-dimethoxypropane (DMP) and criticalpoint drying. Biotechnic Histochem 73(3): 137–143.
  • Huson, D.H. and Bryant, D., 2010. Splits Tree: A program for analyzing and visualizing evolutionary data. Bioinformatics, 14(1): 68-73.
  • Javanshir, K., 1982. Research on seed production and how it grows in Juniperus juniper trees in order to rehabilitate juniper forests. Publications of Forests and Rangelands Research Institute, 4(12): 25-35, (In Persian).
  • Judd, W.S., Campbell, C.S., Kellogg, E.A., Stevens, P. F. and Donoghue, M.J., 2003. Plant systematics. A phylogenetic approach. Third edition. Pp. 232-248.
  • Kermani, M., Marashi, H. and Mellati, F., 2010. Study of genetic variation of Juniperus polycarpos from Tandure National Park of Iran using RAPD markers. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 18 (1): 115- 124(In Persian).
  • Kiani, M., Babaei, A., Sefidkon, F. and Naghavi, R., 2015. Molecular characterization of phylogenetic relationships in populations of the medicinal-ornamental imperial crown (Fritillaria imperialis L.) of Iran inferred from ITS sequences. . Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 35 (1): 31-39(In Persian).
  • Korori, A.S. and Khoshneviss, M., 2000. Ecological and environmental studies of juniperus habitat in Iran. Research institute of forests and rangelands, Tehran, Iran 208p, (In Persian).
  • Korori, A.S., Khoshneviss, M. and Mateinzadeh, M., 2010. Comprehensive study of Juniperus in Iran. Poneh Publication, Tehran, Iran 478p, (In Persian).
  • Koruri, A.A., 1998. Study and study of the relationship between excelsa and J. polycarpos bases by enzymological method. Research and construction, 38(6): 37-41.
  • Lakušić, B. and Lakušić, D., 2011. Anatomy of four taxa of the Genus Juniperus sect. Juniperus (Cupressaceae) from the Balkan peninsula. Botanica Serbia, 35(2): 145-156.
  • Larkin, M.A., Blackshields, G., Brown, N.P., Chenna, R., McGettigan, P., AMcWilliam, H., Valentin, F., Wallace, I.M., Wilm, A., Lopez, R., Thompson, J.D. and Higgins, D.G., 2007. Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics, 23(21): 2947-2948.
  • Levetin, E., 1998. A long-term study of winter and early spring tree pollen in the Tulsa, Oklahoma atmosphere. Aerobiologia, 14(1): 21–28.
  • Mottaghi, M., Salehi Shanjani, P., Jafari, A.A., Mirza, M. and Bihamta M.R., 2021. Investigation of genetic diversity in Iranian populations of Achillea nobilis using ISSR molecular markers and morphological traits. Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 29 (1): 1-12 (In Persian).
  • Omarata, M., Daneshvar, A., Sattarian, A. and Amini, E., 2019. Quantitative and qualitative indicators of cone and seed for identification of two Juniper species in Golestan province. Journal of Plant Ecosystem Conservation, 7(14): 275-290, (In Persian).
  • Pakravan, M., 2016. Palynological study of the genus Consolida (Ranunculaceae) in Iran. Nova Biologica Reperta, 3(2): 177–183(In Persian).
  • Posada, D. and Buckley, T.R., 2004. Model selection and model averaging in phylogenetics: advantages of AIC and Bayesian approaches over likelihood ratio tests. Systematic Biology, 53(5): 793–808.
  • Radford, A.E., 1974. Vascular plant systematics. Harper & Rowin New York.
  • Ranjbar, M., Pakatchi, A. and Radjabian, T., 2015. Pollen morphology study of Salvia sect. Plethiosphace and sect. Hemisphace (Lamiaceae) in Iran. Nova Biologica Reperta, 1(2): 16–28, (In Persian).
  • Ravanbakhsh, H., Marvi Mohajer, M.R., Zahedi Gh., and Shirvani, A., 2010. Forest typology in relation with altitude gradient on southern slopes of Central Alborz mountains (Latian watershed in North of Iran). Journal of Forest and Wood Products (Iranian Journal of Natural Resources), 63(1): 9-22 (In Persian).
  • Rogers, C.A and Levetin, E., 1998. Evidence of long-distance transport of mountain cedar pollen into Tulsa, Oklahoma. International Journal of Biometeorology, 42(2): 65–72.
  • Ronquist, F. and Huelsenbeck, J.P., 2003. MrBayes 3: Bayesian phylogenetic inference under mixed models. Bioinformatics, 19(12): 1572-1574.
  • Sabeti, H., 2005. Forests, trees and shrubs of Iran. Yazd University Press, Yazd, Iran, 806 Pp (In Persian).
  • Sang, T., Crawford, D.J. and Stuessy, T.F., 1995. Documentation of reticulate ribosomal DNA implications for biogeography and concerted evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 92(15): 6813–6817.
  • Salehi shanjani, P., 1998. Tissue culture and environmental factors on second –metabolism production and variability of protein and ISO-enzyme of Proxsidaise in Juniperus Dissertation, Faculty of science .Tehran University press. Tehran, Iran
  • Shang, H., Wang, Y., Zhu, X.F., Zhao, G.H., Wang, F.H., Lu, J.M. and Yan, Y.H., 2016. Likely allopatric origins of Adiantum meishanianum (Pteridaceae) through multiple hybridizations. Journal of Systematics and Evolution, 54(12): 528–534.
  • Silvestro, D. and Michalak, I., 2012. raxmlGUI: a graphical front-end for RAxML. Organisms Diversity and Evolution, 12(5): 335-337.
  • Soltis, D. E., Soltis, P. S., Chase, M.W., Mort, M. E., Albach, T. D., Zanis, M., Savolaninen, V., Hahn, W. H., Hoot, S. B., Fay, M.F., Axtell, M., Swensen, S. M., Prince, L. M., Kress, W. J., Nixon, K. C. and Farris, J. S., 2000. Angiosperm phylogeny inferred from 18S rDNA, rbcL, and atpB sequences. Botanical Journal of the Linnean Society, 133(4): 381–461.
  • Suh, Y., Thien, L.B., Reeve, H.E. and Zimmer, E.A., 1993. Molecular evolution and phylogenetic implications of internal transcribed spacer sequences of ribosomal DNA in Winteraceae. American Journal of Botany, 80(9):1042–1055.
  • Swofford, D. L., 2002. PAUP: Phylogenetic Analysis Using Parsimony and (Other Methods), Version 4.0b10. Sunderland: Sinauer Associates.
  • Takhtajan, A.L. and Fedorov, A.A., 1972. Flora Yerevana: opreditel' dikorastuscikh ratenij Araratskoj kotloviny. Nauka, Leningrad
  • Vasic Predrag, S., Topuzovic Marina, D., Labus Nenad, D. and Dubak Darko, V., 2014. Morphological-Anatomical characteristic of common Juniper (Juniperus communis) from the area of mountain Kopanoik. Natura Montenegrina, Podgorica, 7(3): 97-107.
  • White, T.J., Bruns, T., Lee, S. and Taylor, J., 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. In: Innis DH. Gelfand J.J. Sninsky et al. (Eds.) PCR protocols: a guide to methods and applications. Academic Press, San Diego. 315-322.
  • Zohary, M., 1973. Geobotanical Foundation of the Middle East, G. Fischer publisher, Stuttgart.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار