تنوع ژنتیکی پایه‌های منتخب شیردار (Acer cappadocicum Gled.) با استفاده از نشانگرهای SSR برای تشکیل باغ بذر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

10.22034/ijf.2024.428309.1956

چکیده

مقدمه و اهداف
تشکیل باغ بذر علاوه بر تامین بذور تکرارپذیر و نهال‌های با کیفیت، در تامین تنوع ژنتیکی کافی برای مطالعات آینده نیز نقش مهمی ایفا می‌کند. شیردار یا شیرپلت ( .Acer cappadocicum Gled) از سرده افرا و از درختان بومی ایران و از گونه‌های مهم جنگل‌های هیرکانی است. در مطالعه حاضر، فواصل ژنتیکی پایه‌های مادری شیردار که به منظور احداث باغ بذر کشت شدند، مورد ارزیابی قرارگرفت. هدف اصلی این پژوهش اجتناب از پس‌روی خویش‌آمیزی و یکنواختی ژنتیکی جمعیت حاصل از این پایه‌های مادری بود.
مواد و روش‌ها
به منظور تولید نهال و انتقال آنها به باغ بذر شیردار، 21 پایه مادری که از فنوتیپ مناسب برخوردار بودند از 3 جمعیت در جنگلی به مساحت تقریبی 100.000 هکتار شناسایی و از آنها بذر جمع‌آوری و به تفکیک پایه‌های مادری به نهال تبدیل شد، و نمونه‌های برگی جمع‌آوری گردید. پس از استخراج DNA، واکنش زنجیره‌ای پلیمراز با استفاده از نشانگرهای SSR برای تکثیر باندهای DNA انجام گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، در 15 مکان SSR تکثیر قطعه صورت گرفت.
یافته‌ها
در مجموع برای 15 جفت آغازگر SSR، 63 آلل چند شکل در 21 پایه منتخب شیردار شناسایی گردید. بیشترین مقادیر شاخص‌های تنوع ژنتیکی برای جمعیت دهمیان و کمترین برای کلیج‌کلا برآورد شدند. هتروزیگوسیتی (H) بین 23/0 (جمعیت دهمیان) و 16/0 (جمعیت کلیج‌کلا) متغیر بود. علاوه بر این، این دو جمعیت (دهمیان و کلیج‌کلا) نیز به ترتیب بیشترین (38/1) و کمترین (08/1) مقدار ضریب شانون را نشان دادند. میزان شباهت ژنتیکی جاکارد در بین ژنوتیپ‌ها از 001/0 تا 52/0 متغیر بود که نشان‌دهنده شباهت پایین پایه‌ها در داخل هر کدام از گروه‌ها بود. بنابراین گزینش برای بذرگیری باید از پایه‌هایی که قرابت ژنتیکی کمتری داشته و در خوشه‌های مجزا قرار گرفته‌اند صورت ‌گیرد تا از پسروی ژنتیکی حاصل جلوگیری بعمل آید.
نتیجه‌گیری
در بررسی تنوع ژنتیکی دو جمعیت، نشانگرهای بکار رفته کارایی بالایی در تفکیک ژنوتیپ‌ها داشتند. تنوع ژنتیکی بین دو جمعیت کمتر از تنوع ژنتیکی درون جمعیتی بود. با این حال فواصل ژنتیکی بر اساس معیارهای مربوطه محاسبه و با در نظر گرفتن ضریب تشابه، پایه‌های مادری در سه خوشه اصلی جای گرفتند. پایه‌هایی با تشابه بالا نظیر کلیج کلا 3، 7 و 5، از طرفی دهمیان 9 و کلیج‌کلا 7 مشاهده گردید. در نهایت اطلاعات حاصل از این پژوهش برای مدیریت پایه‌های کشت شده در باغ بذر و چینش پایه‌ها ‌مورد استفاده قرار می‌گیرد که پایه هایی با قرابت ژنتیکی بالا کنار یکدیگر کشت نشده و از پسروی خویشامیزی اجتناب گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Assessment of genetic diversity among Acer cappadocicum Gled. Elite genotypes using SSR markers due to seed orchard formation

نویسندگان [English]

  • Farzad Banaei-Asl
  • Yousef Mohammadi
Department of Biotechnology, Research Institute of Forests and Rangelands
چکیده [English]

Introduction and Objective
In the regeneration and expansion of forests, the lack of improved seeds with high genetic diversity has always been one of the most important challenges. To supply replicable seeds and excellent seedlings, seed orchard creation is crucial, providing enough genetic variety for future research.
Material and Methods
The number of 21 maternal trees with suitable phenotypes was identified in two populations in a forest with an approximate area of 100,000 hectares and seeds were collected and transformed into seedlings. The DNA was extracted using a modified CTAB technique, and the polymerase chain reaction was carried out with SSR markers. The amplified markers, genetic indices, the similarity matrix of Jaccard coefficients, and the cluster analysis of 21 chosen trees, were performed using the UPGMA
Results
For 15 SSR markers, 63 polymorphic alleles were identified in 21 selected genotypes. Heterozygosity (H) varied between 0.23 (Dahmian population) and 0.16 (Klejkola population). In addition, these two populations (Dahmian and Kilijkola) showed the highest (1.38) and the lowest (1.08) Shannon coefficient, respectively. The Jaccard genetic similarity between genotypes ranged from 0.001 to 0.52, indicating the low similarity of trees within each of the groups, and these results are used to select maternal trees with less genetic affinity and are placed in separate clades for seeding. The resulting genetic regression is prevented. Based on the similarity matrix between the selected trees, molecular data analysis was performed using NTSYS software.
Conclusion
In this study the genetic diversity of two populations, the molecular markers used were highly efficient in distinguishing maternal trees. The genetic diversity between the two populations was lower than the genetic diversity within both populations. However, the genetic distances were calculated based on the relevant criteria, and considering the similarity coefficient, maternal trees were placed in three main clades. trees with high similarity such as KilijKala 3, 7, and 5, as well as Dehmian 9 and Kilij Kala 7 were observed. Finally, the information obtained from this research was used to manage the seedlings planted in the seed garden and the planting distances of the seedlings.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Acer
  • Genetic diversity
  • molecular markers
  • GenALEx
  • SSR

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 03 اسفند 1402
  • تاریخ دریافت: 12 آذر 1402
  • تاریخ بازنگری: 02 اسفند 1402
  • تاریخ پذیرش: 29 بهمن 1402