بررسی تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت ارس (Juniperus excelsa M. Bieb.) در اردبیل با نشانگرهای SCoT

نویسندگان

1 استادیار، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 ستادیار، دکتری تخصصی ژنتیک مولکولی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایرانن

3 دکتری اصلاح نباتات، گروه به‌نژادی و بیوتکنولوژی گیاهی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

doi
10.22034/ijf.2024.433673.1960
چکیده

مقدمه: درخت ارس از مهم‌ترین گونه‌های درختی جنگل‌های جنوب اردبیل است و کارکرد مهمی در برنامه‌های جنگلکاری استان دارد. تأمین بذر و نهال استاندارد از مهم‌ترین دغدغه‌های مدیران منابع طبیعی است. محوطه‌های بذری به همراه باغ بذر از مهم‌ترین منابع پایدار تأمین بذر و نهال درختان و درختچه‌های جنگلی به‌شمار می‌روند. هدف این پژوهش، ارزیابی تنوع و ساختار ژنتیکی محوطه‌های بذری ارس در استان اردبیل است.مواد و روش‌ها: در این تحقیق تنوع ژنتیکی درون و بین پنج جمعیت‌ مختلف ارس شامل 38 پایۀ مختلف با استفاده از نشانگر مولکولی SCoT ارزیابی شد. ابتدا نمونه‌های برگی از پایه‌های مختلف جمع‌آوری شد و پس از استخراج DNA، واکنش PCR با استفاده از شش نشانگر مولکولی SCoT انجام پذیرفت. محتوای اطلاعات چندشکلی نشانگرها با استفاده از اکسل محاسبه و پارامترهای تنوع ژنتیکی مانند تعداد آلل، تعداد آلل مؤثر، شاخص شانون، شاخص هتروزیگوسیتی مورد انتظار و شاخص هتروزیگوسیتی تصحیح‌شده با استفاده از نرم‌افزار GenALEx 6.5 برآورد شد. از نرم‌افزار NTSYS-2.10 برای برآورد فواصل ژنتیکی Nei در بین جمعیت‌ها و از روش UPGMA برای تجزیه‌وتحلیل خوشه‌ای استفاده شد. تجزیۀ واریانس مولکولی و همچنین تجزیه به مختصات اصلی با نرم‌افزار GenALEx 6.5 انجام گرفت.یافته‌ها: براساس الکتروفورز ژل آگارز، 125 آلل برای این نشانگرها مشاهده شد که همگی چندشکل بودند. تعداد آلل‌ها از 16 تا 24 متغیر بود. نشانگر SCoT62 با 24 آلل بیشترین و نشانگر SCoT41 با 16 آلل کمترین تعداد آلل چندشکل را داشتند. میانگین محتوای اطلاعات چندشکلی (PIC) برای آغازگرها 404/0 بود. در این تحقیق SCoT9 با داشتن بیشترین محتوای اطلاعات چندشکلی (44/0) نقش مهمی در تمایز پایه‌های مختلف ارس داشت و پایین‌ترین مقدار با 384/0 مربوط به آغازگرSCo41  بود. میانگین پارامترهای تنوع ژنتیکی شامل تعداد آلل، تعداد آلل مؤثر، شاخص شانون، هتروزیگوسیتی مورد انتظار و هتروزیگوسیتی تصحیح‌شده به‌ترتیب 69/1، 45/1، 420/0، 276/0 و 295/0 بود.نتیجه‌گیری: تجزیۀ واریانس مولکولی نشان داد که 92 درصد واریانس کل در درون جمعیت‌ها و 8 درصد بین جمعیت‌ها توزیع شده است که نشان می‌دهد تنوع ژنتیکی در جمعیت‌ها بیشتر از بین جمعیت‌ها بود. براساس الگوریتم UPGMA ترسیم درخت فیلوژنتیک برای پایه‌های ارس انجام گرفت و پایه‌های مختلف ارس در پنج گروه مشخص قرار گرفتند. یکی از مهم‌ترین نکات در تشکیل باغ بذر، استفاده از پایه‌هایی است که قرابت ژنتیکی کمتری داشته باشند تا نتاج آنها تنوع ژنتیکی زیادی داشته باشد و از پسروی ژنتیکی جنگل در آینده جلوگیری شود. در نتیجه پیشنهاد می‌شود برای تشکیل باغ بذر ارس در اردبیل از پایه‌های A1، A3، B4، B6، C2، B2، D3، C7، D1، D2، E2، D7، E4 و A5 استفاده شود.