بررسی ساختار تنوع ژنتیکی جمعیت‌های بنه (P. atlantica subsp. mutica) با استفاده از نشانگرهای مولکولی RAPD-PCR

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ایلام

2 دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه

3 استادیار اصلاح نباتات، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه، دانشکده دانشکده تحصیلات تکمیلی

4 دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ایلام

چکیده

گونۀ بنه (P. atlantica subsp. mutica) از باارزش‌ترین گونه‌های جنگلی ایران است که از گذشته‌های دور بهره‌برداری شدیدی از آن صورت گرفته است. شناخت تنوع ژنتیکی جمعیت‌های مختلف بنه، اهمیت زیادی برای احیا، توسعه و ترمیم رویشگاه‌های این گونه دارد. در این تحقیق، به‌منظور بررسی تنوع ژنتیکی، 10 جمعیت بنه شامل 59 ژنوتیپ با استفاده از 13 آغازگر RAPD، در مجموع 97 آلل با میانگین 46/7 آلل برای هر آغازگر تولید شد که 100 درصد آلل‌ها چندشکل بودند. محتوای اطلاعات چندشکلی از 11/0 برای آغازگر Oligo342 تا 21/0 برای آغازگر Oligo18 و شاخص نشانگر از 39/0 برای آغازگر Oligo203 تا 35/4 برای آغازگر Oligo342 متفاوت بود. جمعیت آبدانان بیشترین میزان آلل‌های چندشکل (73/57) و شاخص شانون (251/0) را نشان داد و بیشترین میزان شاخص تصحیح‌شدۀ هتروژنی (172/0) نیز در جمعیت بانه مشاهده شد؛ درحالی که کمترین میزان آلل‌های چندشکل (40/13 درصد)، شاخص تصحیح‌شدۀ هتروژنی (074/0) و شاخص شانون (081/0) در جمعیت خارج از زاگرس مشاهده شد. تجزیۀ واریانس مولکولی نشان داد که سطح بیشتری از تنوع به درون جمعیت‌ها (78 درصد) تعلق داشت، در‌حالی که 22 درصد تنوع در بین جمعیت‌ها مشاهده شد. تجزیۀ خوشه‌ای نتوانست ژنوتیپ‌ها را به‌طور کامل از هم تفکیک کند و نبود ارتباط بین تنوع مولکولی و تنوع جغرافیایی را نشان داد. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، با وجود در معرض خطر بودن این گونۀ ارزشمند، تنوع ژنتیکی کافی برای احیا، توسعه و ترمیم رویشگاه‌های این گونه وجود دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The structure of Genetic Diversity of Pistacia atlantica subsp. mutica Revealed by RAPD-PCR Molecular Markers

چکیده [English]

Pistacia atlantica subsp. mutica is one of the most valuable forest tree species in Iran that has been severely exploited for a long time. Therefore, understanding the genetic diversity of different populations can be an important step towards the development and restoration of the habitat of this invaluable tree species. In this study, in order to study the genetic diversity, 10 populations including 59 genotypes via 13 RAPD primers, totally 97 alleles were generated with an average of 7.46 alleles per primer that 100% alleles were polymorphic. Polymorphic information content (PIC) varied from 0.11 (primer Oligo342) to 0.21 (primer Oligo18). Marker index criterion ranged from 0.39 (primer Oligo203) to 4.35 (primer Oligo342). Abdanan population indicated the highest value of polymorphic alleles (57.73 %) and Shannon’s index (0.251) and the highest value of unbiased expected heterozygosity index (0.172) was observed for the Banaeh population. Whereas the lowest value of polymorphic alleles (13.40 %), unbiased expected heterozygosity (0.074) and Shannon’s index (0.081) were observed for out of Zagros population. Analysis of molecular variance (AMOVA) showed that a larger proportion of genetic variation (78%) belonged to intra-populations, while 22% of genetic variation was observed for inter-populations. Cluster Analysis could not completely separate samples and showed the lack of association between molecular diversity and geographic diversity populations. The genetic diversity among the evaluated samples can be promising for restoring the habitats of P. atlantica.

کلیدواژه‌ها [English]

  • AMOVA
  • He Index
  • P. atlantica
  • Genetic diversity
  • PCO
  • RAPD-PCR
 

[1]. Zohary, M. (1952). A monographical study of the genus Pistacia. Journal of Botany Jerusalem Series, 5: 187-228.

[2]. Karimi, H.R., Zamani, Z., Ebadi, A., and Fatahi, M.R. (2009). Morphological diversity of Pistacia species in Iran. Genetic Resources and Crop Evolution, 56(4): 561-571.

[3]. Pazouki, L., Mardi, M., Shanjani, P.S, Hagidimitriou, M., Pirseyedi, S.M., Naghavi, M.R., Avanzato, D., Vendramin, E., Kafkas, S., Ghareyazie, B., Ghaffari, M.R., and Khayam Nekoui, S.M. (2010). Genetic diversity and relationships among Pistacia species and cultivars. Conservation Genetics, 11(1): 311-318.

[4]. Padulosi, S., and Hadj-Hassan, A. (1998). Towards a comprehensive documentation of distribution and use of Pistacia: genetic diversity in Central and West Asia, North Africa and Mediterranean Europe. Report of the IPGRI Workshop.

[5]. Zahedi Pour, H., Fatahi, M., and Mirdavoodi, H. (2007). study of distribution and habitats characteristics of wild Pistacia in Markazi Province: Area of Saghez mountain of Tafresh Township. Iranian Journal of Biology, 20(2): 191-199.

[6]. Seyedi, N., Jalali, S.Gh.A., Moghaddam, M., Tabari, M., and Mohammadi, S.A. (2010). Application of seed storage protein in intra-specific variation in three population of Pistacia atlantica Desf.. Journal of Plant Biology, 2(6):1-14.

[7]. Schwartz, M.K., Luikart, G., and Waples, R.S. (2006). Genetic monitoring as a promising tool for conservation and management. Trends inEcology& Evolution, 22(1): 25-33.

[8]. Williams, J.G.K., Kubelik, A.R., Levak, K.J., Rafalski, J.A., and Tingey, S.V. (1990). DNA polymorphism amplification by arbitrary primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Research, 18(22): 6531-6535.

[9]. Tayefeh Ali Akbarkhany, S., Talaie, A.R., and Fatahi, M.R. (2013). Investigation of genetic diversity among Pistachio vera in the khorasan by using morphological characters and RAPD molecular marker. Journal of Plant Production, 20(1): 171-192.

[10]. Nosrati, H., Husainpourfeizi, M.A., Khorasani, M., Razban-Haghighi, A., and Nikniazi, M. (2012). Sex ratio and genetic diversity in the dioecious Pistacia atlantica (Anacardiaceae). Journal of Agrobiology, 29(1): 41-46.

[11]. Tagizad, A., Ahmadi, J., Haddad, R., and Zarrabi, M. (2010). A comparative analysis of ISSR and RAPD markers for studying genetic diversity in Iranian pistachio cultivars. Iranian Journal of Genetics and Plant Breeding, 1(1): 6-16.

[12]. Hajirezayi, M., Baghizadeh, A., Javadi, G.H., and Sadeghizadeh, M. (2009). Genetic diversity assessment of a few numbers of pistachio cultivars in Kerman province based on RAPD markers. Iranian Journal of Biology, 22(3): 462-469.

[13]. Kafkas, S., Ozkan, H., Erol Ak, B., Acar, I., Alti, H.S., and Koyunky, S. (2006). Detecting DNA polymorphism and genetic diversity in a wide pistachio germplasm: comparison of AFLP, ISSR, and RAPD markers. Journal of the American Society for Horticultural Science, 131(4): 522-529.

[14]. Kafkas, S. (2005). Detection of polymorphic RAPD markers for Pistacia atlantica Desf.. Option Mediterraneenns, Serie A. 63:341–346

[15]. Mirzaei, S., Bahar M., and Sharifnabi, B. (2005). A phylogenetic study of Iranian wild pistachio species and some cultivars using RAPD markers. Acta Horticulture, 726: 39-43.

[16]. Kafkas, S., Perl-treves, R. (2002). Inerspecific relationships in pistacia based on RAPD fingerprinting. Journal of Horticultural Science, 37(1): 168-171.

[17]. Al-Saghir, M.G., and Duncan, M.P. (2006). Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) study of Pistacia species (Anacardiaceae). Asian Journal of Plant Sciences, 5(6): 1002-1006.

[18]. Barazani, O., Atayev, A., Yakubov, B., Kostiukovsky, V., Popov, K., and Golan-Goldhirsh, A. (2003). Genetic variability in Turkmen populations of Pistacia vera L.. Genetic Resources and Crop Evolution, 50(4): 383-389.

[19]. Doyle, J.J., and Doyle, J. L. (1987). A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin, 19: 11-15.

[20]. Powell, W., Morgante, M., Ander, C., Hanafey, M., Vogel, J., Tingy, S., and Rafalaski, A. (1996). The comparision of RFLP, RAPD, AFLP and SSR (microsatellite) marker for germplasm analysis. Journal of Molecular Breeding, 2(3):225-238.