مطالعه تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت‌های شش گونه گل راعی Hypericum L. در مناطق رویشگاهی ایران

سابقه و هدف
جنس Hypericum (Guttiferae, Hypericoideae) با حدود 500 گونه و 36 بخش متعلق به خانواده Hypericaceae شامل گونه‌های علفی و درختی در بیشتر نقاط جهان است. گونه‌های ایرانی این تیره عمدتاً در شمال، شمال‌غرب و مرکز ایران رشد می‌کنند و عناصر فلوریستی مناطق کوهستانی هیرکانی، عناصر ایرانو تورانی، مدیترانه‌ای و زاگرس را تشکیل می‌دهند. این گونه‌ها دارای ارزش دارویی، تجاری و باغبانی هستند. به منظور مطالعه تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت‌های شش گونه از جنس Hypericum از داده‌های مورفولوژیکی و مولکولی SCoT استفاده شد. یکی از اهداف این پژوهش، این است که آیا نشانگرهای SCoT گونه‌های Hypericum را می‌توانند به خوبی از هم متمایز کنند؟
 
مواد و روش‌ها
در مجموع 58 فرد از مناطق جغرافیایی متعلق به شش گونه مختلف جنس Hypericum شامل H. lysimachioides; H. asperulum; H. scabrum; H. hirtellum; H. perforaturm and H. triquetrifolium  در استان‌های آذربایجان‌شرقی، لرستان، کرمانشاه، اصفهان و همدان در تیر و مرداد 1400-1403 نمونه‌برداری شدند. برای مطالعات ریخت‌شناسی، از هر گونه 5 تا 12 نمونه تهیه شد. در مجموع 24 صفت مورفولوژیکی (16 خصوصیت کیفی، 8 صفت کمی) مورد بررسی قرار گرفت. برای گروه‌بندی گونه‌ها از روش‌ تجزیه به مؤلفه‌های هماهنگ اصلی PCoA استفاده شد. برای تجزیه‌وتحلیل SCoT از 58 توده گیاهی (پنج تا دوازده نمونه از هر جمعیت) متعلق به شش جمعیت با ویژگی‌های اکولوژیکی مختلف استفاده شد. برای استخراج DNA ژنومی از روش CTAB استفاده گردید. تعداد 10 پرایمر (آغازگر) SCoT برای این بررسی استفاده شد که تعداد 135 نوار چندشکل تولید کردند. برای تجزیه‌وتحلیل داده‌های مولکولی و تعیین روابط ژنتیکی از تجزیه خوشه‌ای UPGMA استفاده شد.
 
نتایج
نمودار بای‌پلات پراکنش گونه‌های Hypericum را براساس دو مؤلفه اصلی اول و دوم PCA با استفاده از خصوصیات مورفولوژیکی، نمونه‌های گیاهی هر گونه در کنار هم گروه‌های جداگانه‌ای تشکیل دادند. بر این اساس، بیشترین تمایز بین گونه‌های H. triquetrifolium، H. hirtellum و H. scabrum مشاهده شد. در تجزیه مولکولی نشانگرهایSCoT ، در مجموع 135 باند چندشکلی در شش گونه Hypericum تولید شد. اندازه قطعات تکثیر بین 100 تا 3000 جفت باز بود. بیشترین و کمترین تعداد نوارهای چندشکل 22 باند برای S3 و 7 باند برای S15 بود که به‌طور متوسط 5/13 باند چندشکل در هر آغازگر بود. محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC)، از 37/0 در S17 تا 64/0 در S16 با میانگین 5/0 در هر آغازگر متغیر بود. مقدار شاخص نشانگر (MI) پرایمرها از 44/3 در S16 تا 85/5 در S15 با میانگین 7/4 در هر آغازگر متغیر بود و نسبت چندگانه مؤثر (EMR) پرایمرها از 22/6 در S15 تا 55/11 در S1 با میانگین 5/9 در هر پرایمر متغیر بود. تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که 67 درصد تنوع ژنتیکی در بین گونه‌ها و 33 درصد در داخل گونه‌ها بود. تجزیه خوشه‌ای براساس ماتریس فاصله ژنتیکی براساس معیار جاکارد، به روش UPGMA  انجام شد و گونه‌ها در خوشه‌های جداگانه‌ای قرار گرفتند.
 
نتیجه‌گیری
در این تحقیق از کارایی نشانگر SCoT در ژنوم گیاهان و نقش آن در تنوع ژنومی گونه‌های H. perforatum استفاده شده است. نتایج این تحقیق سطح بالایی از تنوع ژنتیکی و جریان ژنی را در توده‌های 6 گونه Hypericum نشان داد و توانست با استفاده از هر دو ویژگی ریخت‌شناسی و مولکولی، گونه‌های مورد مطالعه را به گروه‌های مجزا تقسیم نماید و در این تمایز با فرم‌های میانی مواجه نشدیم. نتایج داده‌های نشانگر SCoT به‌خوبی با داده‌های مورفولوژیک مطابقت داشت. این نتایج نشان داد که نشانگر SCoT را می‌توان در طبقه‌بندی گونه‌های Hypericum استفاده کرد و این اطلاعات می‌تواند در راهبرد‌های برنامه‎های شناسایی گونه‌ها، اصلاح نبات و حفاظت ژرم‌پلاسم مفید باشد.