Authors
Department of Biology, Faculty of Sciences, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
Abstract
Keywords
Main Subjects
مقدمه
تیره Scrophulariaceae با حدود 190 جنس و 4000 گونه در منطق معتدله پراکنش دارد (Cronquist, 1981). جنس Verbascum L. با داشتن حدود 360 گونه در سرتاسر جهان (Judd et al., 2002) از بزرگترین جنس‌های این تیره به شمار می‌آید و متعلق به طایفه Verbasceae است (Valdes, 1987). این جنس 42 گونه در ایران دارد که 15 گونه از آن بوم‌زاد و در سرتاسر ایران پراکنده هستند (Assadiet al., 1988-2003؛ (Sharifnia, 2007. بسیاری از گونه‌های این جنس به علت دارا بودن ترکیبات فعال زیستی دارای ارزش اقتصادی (استفاده دارویی و صنعتی) هستند (Tatli and Akdemri, 2004). علاوه بر ترکیه و پاکستان، کشور ایران نیز به علت بهره‌مندی از اقلیم متنوع یکی از مراکز تنوع جنس گل ماهور (Verbascum) به شمار می‌آید و گونه‌های مختلف این جنس در زیستگاههای متفاوتی پراکنش دارند
Zohary, 1973)؛ (Huber-Morath, 1978.
گونه V. speciosum Schrad. که با نام گل ماهور تماشایی و علف هرز کنار جاده شناخته می‌شود، از گیاهان بومی اروپای شرقی و آسیای غربی است (Mahvan, 2002). پژوهش‌ها نشان می‌دهد گونه‌های گیاهی که توانایی انعطاف‌پذیری فنوتیپی (خوپذیری) یا تطابق بالا نسبت به شرایط مختلف محیطی و تغییرات زمانی و مکانی آن دارند، دامنه انتشار وسیعی دارند و در زیستگاه‌هایی با شرایط اکولوژیک و فلوریستیک متفاوت حضور دارند (Asgari Nematian et al., 2007). با توجه به این که هر زیستگاهی دارای ترکیبی از عوامل بوم‌شناختی ویژه خود است، بر اثر عوامل اکولوژیک خاص حاکم بر آن، ترکیب گونه‌ای ویژه‌ای را می‌پذیرد وهر گروه گیاهی با ترکیب فلوریستیک خاص، مسلماً تحت تأثیر عوامل اکولوژیک خاص به وجود آمده است که با عوامل اکولوژیک موجود در گروه گیاهی دیگر متفاوت است (Atri, 1999). بنابراین، نقش و اهمیت عوامل اکولوژیک بر ترکیب رُستنی‌ها و روابط دو جانبه آنها، در یک زیستگاه مشخص می‌شود. پس تنوع و تغییر عوامل اکولوژیک و تأثیر پدیده‌هایی همچون بر هم‌کنش و جایگزینی عوامل اکولوژیک، باعث به وجود آمدن شرایط اکولوژیک مختلف و در نتیجه ایجاد زیستگاههای متفاوت در یک منطقه می‌شود (Atri, 1999). بنابراین، مطالعه معیارهای اکولوژیک در ایجاد تنوع در زیستگاههای متفاوت یک منطقه امری ضروری است. بررسی ترکیب فلوریستیک به عنوان یکی از معرف‌های اکولوژیک یک روش کارآمد برای تعیین جایگاه تاکسونومیک نمونه‌های گیاهی و همچنین تنوع درون‌گونه‌ای است (Magurran and McGill, 2011). بر همین اساس، روش D.S.S. (Determination of Special Station). (Atri, 2006) که از جامعه‌شناسی الهام گرفته شده است، در بررسی‌های اکولوژیک کاربرد دارد.
یکی از روش‌های تشخیص وجود تنوع در جمعیت‌های گیاهی، مطالعه الگوی پروتئینی با روش الکتروفورز است (Crawford, 1983). بررسی الگوی باندهای پروتئینی در مطالعات سیستماتیک، تکاملی و روابط خویشاوندی گونه‌ها مفید بوده است. همچنین، روش الکتروفورز در تشخیص تنوع درون‌گونه‌ای و شناسایی نمونه‌های هیبرید بین گونه‌ها کارآیی خود را نشان داده است Boulter et al., 1966)؛ Ladizinsky and Hymowitz, 1979؛ (Crawford, 1983. در بررسی حاضر، به منظور ارزیابی صحت و دقت نتایج حاصل از تحلیل داده‌های فلوریستیک-اکولوژیک و تعیین نوع و سطح تنوع درون‌گونه‌ای، از بررسی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر با روش الکتروفورز استفاده شد و نتایج این بررسی با گروه‌بندی‌های مبتنی بر نشانگر فلوریستیک مقایسه شد. هدف از پژوهش حاضر، تشخیص وجود تنوع درون‌گونه‌ای در افراد گونه V. speciosum در زیستگاههای مختلف و تحت شرایط اکولوژیک متفاوت در برخی از استان‌های غرب و شمال‌غرب ایران بود.
مواد و روش‌ها.
در بررسی تنوع درون‌گونه‌ای گونه V. speciosum در استان‌های آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، کردستان، کرمانشاه و همدان از روش D.S.S. (Atri, 2006) استفاده شد که هر دو معیار فلوریستیک و اکولوژیک را در مرحله جمع‌آوری داده‌ها مد نظر قرار می‌دهد. بر اساس این روش جمع‌آوری داده‌های فلوریستیک-اکولوژیک به ترتیب مراحل زیر انجام می‌گیرد:
.1- انتخاب گونه چندزیستگاهه (ubiquiste): در این مرحله باید گونه‌ای را انتخاب کرد که افراد آن تحت شرایط اکولوژیک متفاوت حضور دارد. در پژوهش حاضر گونه V. speciosumانتخاب شد (شکل 1).
.2- تعیین محل‌های پراکنش (localities) گونه مورد بررسی: با مراجعه به فلورها، منابع و متخصصان، محل‌های پراکنش و رویش گونه مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه تعیین شد.
.3- تعیین زیستگاههای عمومی گونه مورد بررسی: در این مرحله با مراجعه به هر یک از محل‌های پراکنش تعیین شده، زیستگاه یا زیستگاههای عمومی گونه مورد بررسی مشخص شد.
.4- تعیین زیستگاه ویژه: در هر یک از زیستگاههای عمومی با محور قرار دادن فرد گونه مورد بررسی و با استفاده از روش سطح حداقل مبتنی بر روش سطح-گونه یا روش Cain (Cain and Castro, 1959)، زیستگاه ویژه فرد یا افراد گونه مورد بررسی تعیین شد. لازم به ذکر است در روش .D.S.S، زیستگاه ویژه عبارت است از سطحی از پوشش گیاهی که بر اساس حضور فرد گونه مورد بررسی و سطح حداقل تعیین می‌شود و از نظر فلوریستیک-اکولوژیک یکنواخت است. در این بررسی، پس از تعیین محل‌های پراکنش گونه V. speciosum در شمال‌غرب و غرب کشور، 17 زیستگاه ویژه برای این گونه تعیین گردید (جدول 1).
.5- جمع‌آوری داده‌های فلوریستیک-اکولوژیک از زیستگاههای ویژه: در این مرحله، کلیه گونه‌های همباش با فرد گونه مورد بررسی هر یک از زیستگاههای ویژه جمع‌آوری و کدگذاری شد. همچنین، ضریب فراوانی براون بلانکه برای هر یک از گونه‌ها مشخص شد. در این راستا، علاوه بر ذکر گونه مورد بررسی و گونه‌های همباش در فرم مخصوص، به همراه داده‌های اکولوژیک (از جمله اقلیم بر اساس ضریب خشکی دومارتن، متوسط بارندگی سالانه بر حسب میلی‌متر، متوسط دمای سالانه بر حسب سانتیگراد ، ارتفاع، درصد شیب، جهت شیب، نوع بستر و موقعیت جغرافیایی) و نمونه‌ای از خاک هر زیستگاه ویژه نیز جمع‌آوری شد.
.6- شناسایی نمونه‌های گیاهی و آنالیز خاک: در این مرحله، با مراجعه به فلورها، پس از شناسایی اولیه گونه‌های گیاهی، شناسایی آنها توسط جناب آقای دکتر رنجبر (دانشگاه بوعلی سینا) قطعی و تأیید گردید. نمونه‌های خاک به آزمایشگاه خاک‌شناسی منتقل و از نظر نوع بافت، ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی، هدایت الکتریکی، کربن آلی و اسیدیته بررسی شد.
.7- کدگذاری و تحلیل داده‌های فلوریستیک-اکولوژیک: در این مرحله، گونه مورد بررسی و گونه‌های همباش کدگذاری شد و تحلیل داده‌ها بر اساس ترکیب گونه‌ای (به عنوان نشانگر فلوریستیک) هر یک از زیستگاههای ویژه با استفاده از نرم‌افزارهای مناسب انجام شد. در این بررسی، تحلیل داده‌های فلوریستیک با نرم‌افزار Anaphyto نسخه 95 با روش‌های Factorial Correspondence Analysis (FCA) و Hierarchic Ascendant Classification (HAC) انجام شد. همچنین، عوامل اکولوژیک مورد بررسی زیستگاههای ویژه با نرم‌افزارMVSP نسخه 1/3 با روش Principal Components Analysis (PCA) و ضریب فاصله اقلیدسی تحلیل شد.
.8- گروه‌بندی زیستگاههای ویژه بر اساس نشانگر فلوریستیک: بررسی و مقایسه نتایج حاصل از تحلیل داده‌ها با روش FCA روی محورهای مختصات چندگانه و روش HAC به تعیین گروه‌های حاصل از آنالیز بر اساس نشانگر فلوریستیک منجر شد که مبین وجود تنوع درون‌گونه‌ای در گونه مورد بررسی خواهد بود.
.9- تعیین گونه یا گونه‌های تشخیصی (distinguished): در این مرحله، با تهیه جدول مربوط به زیستگاههای ویژه مورد بررسی و گونه‌های حاضر در هر یک از آنها، گونه‌ای که تنها در یک زیستگاه یا یک گروه از زیستگاههای معین حضور داشتند به عنوان گونه‌های تشخیصی هر یک از آنها معرفی شدند.
.10- تعیین و تشخیص سطح و نوع تنوع درون‌گونه‌ای: پس از تعیین و اثبات وجود تنوع درون‌گونه‌ای، برای تعیین سطح و نوع تنوع درون‌گونه‌ای V. speciosum از الکتروفورز پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر روی ژل پلی اکریلامید در حضور سدیم دودسیل سولفات (SDS-PAGE) استفاده شد (Hames and Rickwood, 1990). برای استخراج پروتئین، بذر پایه‌های مختلف هر یک از جمعیت‌ها با هم مخلوط شد تا یک گرم بذر به دست آید، سپس بذرها به خوبی خرد و پودر شد. پودر بذر به دست آمده از گیاهان هر جمعیت به صورت جداگانه با نسبت یک به شش با بافر فسفات سدیم (اسیدیته برابر با 7) مخلوط گردید. به منظور جلوگیری از فعالیت آنزیم فنل اکسیداز و آثار سوء آن در سنجش پروتئین و در نتیجه پایدار کردن پروتئین‌ها، مقدار 02/0 گرم پلی وینیل پیرولیدن (PVP) اضافه شد. سپس، مخلوط حاصل به مدت 24 ساعت در یخچال قرار داده شد تا انحلال و آزادسازی پروتئین‌ها صورت گیرد. مخلوط‌های فوق در سانتریفیوژ یخچال‌دار (مدل RM45، شرکت Ependorf، آلمان) به مدت 25 دقیقه با 13000 دور در دقیقه و در دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ شد. با پایان یافتن عمل سانتریفیوژ، محلول شفاف رویی جدا و در ویال‌های کوچک استریل در دمای 20- درجه سانتیگراد نگهداری شد تا در الکتروفورز مورد استفاده قرار گیرند. عصاره پروتئینی استخراج شده به نسبت مساوی یک به یک با بافر نمونه مخلوط گردید. مخلوط حاصل در حمام آب گرم (95 درجه سانتیگراد) به مدت 3 دقیقه حرارت داده شد. ﮊل اکریلامید 12 درصد تهیه شد و مقدار 10 میکرولیتر از هر نمونه در چاهک‌ها تزریق گردید. برای انجام الکتروفورز از دستگاه الکتروفورز عمودی (شرکت Bio-Rad، آمریکا) استفاده شد. الکتروفورز با ولتاژ ثابت 100 ولت انجام گرفت. پس از اتمام الکتروفورز، ژل با مخلوط استیک اسید و اتانول تثبیت گردید. سپس ژل با آب مقطر شسته، به محلول رنگ منتقل و رنگ‌آمیزی با رنگ کوماسی بلو بریلیانت R250 انجام شد. پس از رنگ‌بری ژل، تصویر آن تهیه و باندهای تشکیل شده روی ژل آنالیز شد. موقعیت هر باند روی ژل به صورت کدهای یک و فقدان باندها با کد صفر که نشان‌دهنده وجود و عدم وجود باند مربوط است، مشخص گردید. کدهای به دست آمده با نرم‌افزار NTSYS نسخه 02/2 روش Complete Linkage و ضریب RT تحلیل شد.
نتایج
نتایج بررسی‌های فلوریستیک: کلیه زیستگاههای ویژه مورد مطالعه از نظر نوع پوشش بر اساس شکل زیستی، علفی-بوته‌ای بوده و در مجموع، از 17 زیستگاه‌ها ویژه برای V. speciosumدر مناطق مورد بررسی، تعداد 109 گونه گیاهی به عنوان گونه‌های همباش شناسایی گردید که در هرباریوم دانشگاه بوعلی سینای همدان (BASU) نگهداری می‌شوند. فهرست ترکیب گونه‌ای هر یک از این زیستگاه‌ها در جدول 2 آورده شده است. همچنین، در این جدول ضریب فراوانی هر یک از گونه‌ها در پرانتز و در گونه(های) غالب با زیرخط مشخص شده است.
بر اساس نتایج به دست آمده از آنالیز ترکیب رُستنی‌های زیستگاه‌ها با استفاده از نرم‌افزار Anaphyto با دو روش FCA و HAC، زیستگاههای ویژه این گونه در در چهار گروه قرار گرفتند (شکل 2) که عبارتند از: گروه A شامل: زیستگاههای ویژه 2، 9، 12، 14 و 15، گروه B شامل: زیستگاههای ویژه 3، 7، 8، 10، 11 و 13، گروه C شامل: زیستگاههای ویژه 1، 4، 5 و 6، و گروه D شامل: زیستگاههای ویژه 16 و 17.
شکل 1- تصویر گونه Verbascum speciosum
جدول 1- محل‌های جمع‌آوری گیاه V. speciosum
|
شماره زیستگاه |
محل جمع‌آوری |
مختصات جغرافیایی |
شماره هرباریومی |
نام جمع‌آوری کننده |
|
1 |
آذربایجان شرقی-15 کیلومتری مراغه |
N: 370 46 42 E: 450 27 03 |
17800 |
جلالی-دانشیار |
|
2 |
کردستان-کامیاران |
N 34° 47 42 E 46° 49 37 |
17801 |
جلالی-دانشیار |
|
3 |
آذربایجان غربی -نقده به اشنویه |
N 37° 03 13 E 45° 19 52 |
17802 |
جلالی-دانشیار |
|
4 |
آذربایجان شرقی-ایستگاه جهاد کشاورزی |
N: 370 52 34 E: 450 24 54 |
17803 |
جلالی-محمودی |
|
5 |
آذربایجان شرقی- مرند به صوفیان |
N: 380 44 53 E: 450 36 24 |
17804 |
جلالی-محمودی |
|
6 |
آذربایجان شرقی- کنار جاده جلفا |
N: 380 59 06 E: 450 23 07 |
17805 |
جلالی-محمودی |
|
7 |
آذربایجان غربی- اشنویه |
N 37° 00 18 E 45° 07 02 |
17806 |
جلالی-دانشیار |
|
8 |
آذربایجان غربی- ارومیه |
N 37° 07 04 E 45° 08 87 |
17807 |
جلالی-دانشیار |
|
9 |
کرمانشاه -جوانرود |
N 34° 44 86 E 46° 16. 26 |
17808 |
جلالی-دانشیار |
|
10 |
آذبایجان غربی-نرسیده روستای سکانی |
N 37° 16 01 E 45° 07. 32 |
17809 |
جلالی-دانشیار |
|
11 |
آذربایجان غربی - روستای سکانی |
N 37° 12 08 E 45° 07 80 |
17810 |
جلالی-دانشیار |
|
12 |
کردستان - سنندج |
N 35° 21 56 E 46° 40 89 |
17811 |
جلالی-دانشیار |
|
13 |
آذربایجان غربی -روستای ژارآباد |
N 37° 13 42 E 45° 01 53 |
17812 |
جلالی-دانشیار |
|
14 |
کردستان -20 کیلومتری مریوان |
N 35° 45 14 E 46° 26 71 |
17813 |
جلالی-جلیلی |
|
15 |
کردستان -مریوان |
N 35° 46 93 E 46° 25 73 |
17814 |
جلالی-جلیلی |
|
16 |
همدان - روستای حیدره قاضی خان |
N 34° 49 65 E 48° 20 04 |
17815 |
جلالی-نوری |
|
17 |
همدان - روستای یلفان |
N 35° 11 58 E 48° 16 99 |
17816 |
جلالی-نوری |
جدول 2- فهرست فلوریستیک زیستگاههای ویژه مورد بررسی Verbascum speciosum
|
ترکیب گونه‌ای |
شماره زیستگاه |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Hordeum marinum Huds. (2), Ceratocephalus falcatus (L.) Pers. (1), Xeranthemum longipapposum Fisch. & C.A.Mey. (1), Salvia spinosa L. (1), Noaea mucronata (Forssk.) Asch. & Schweinf. (1), Allium sp. (+), Centaurea virgata Lam. subsp. squarrosa (Boiss.) Gugler (2), Achillea vermicularis Trin. (1), Chardinia orientalis (L.) Kuntze. (1), Alyssum minus (L.) Rothm. (1), Vulpia hirtiglumis Boiss. & Hausskn. (1), Chenopodium album L. (1), Alhagi camelorum Fisch. (1), Salsola kali L. (+). |
1 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (2), Hordeum bulbosum L. (1), Galium aparine L. (1), Carthamus oxyacanthus M.Bieb. (+), Alyssum desertorum Stapf (1), Sanguisorba minor Scop. (1), Neslia apiculata Fisch., C.A.Mey. & Avé-Lall. (1), Crupina crupinastrum (Moris) Vis. (1), Scandix stellata Banks & Sol. (+), Phlomis olivieri Benth. (+). |
2 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Gundelia tournefortii L. (1), Hordeum bulbosum L. (1), Centaurea behen L. (1), Onobrychis megataphros Boiss. (2), Smyrniopsis aucheri Boiss. (1), Astragalus alavaanus Podlech (1), Astragalus effusus Bunge (1), Heteranthelium piliferum (Sol.) Hochst. ex Jaub. & Spach (1), Falcaria vulgaris Bernh. (+), Scorzonera luristanica Rech.f. (1), Silene morganae Freyn(1), Lepidium draba L. (1). |
3 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Chardinia orientalis (L.) Kuntze. (1), Ziziphora tenuior L. (1), Minuartia meyeri (Boiss.) Bornm. (1), Bromus tectorum L. (1), Allium sp. (1), Alhagi camelorum Fisch. (1), Stipa barbata Desf. (1), Salvia spinosa L. (1), Noaea mucronata (Forssk.) Asch. & Schweinf. (1), Pimpinella orientalis Gouan. (1), Arrhenatherum kotschyi Boiss. (1), Centaurea virgata Lam. subsp. squarrosa (Boiss.) Gugler (3), Chenopodium album L. (1), Alyssum lanigerum DC. (1), Hordeum marinum Huds. (+), Achillea vermicularis Trin. (1), Nardurus subulatus (Banks & Sol.) Bor (1). |
4 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Atriplex sp. (1), Xeranthemum longipapposum Fisch. & C.A.Mey. (1), Salsola kali L. (1), Scabiosa flavida Boiss. & Hausskn. (1), Echinops orientalis Trautv. (1), Noaea mucronata (Forssk.) Asch. & Schweinf. (1), Centaurea virgata Lam. subsp. squarrosa (Boiss.) Gugler (2), Salsola dendroides Pall. (+), Picris strigosa M.Bieb.(1), Erysimum sp. (1), Alyssum minus (L.) Rothm. (1), Chenopodium album L. (1), Consolida sp. (1). |
5 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Hordeum marinum Huds. (3), Bromus sp. (1), Cousinia sp. (1), Alopecurus arundinaceus Poir. (1), Lactuca serriola L. (1), Picris strigosa M.Bieb. (+), Noaea mucronata (Forssk.) Asch. & Schweinf. (1), Ceratocephalus falcatus (L.) Pers. (1), Artemisia fragrans Willd. (1), Vulpia hirtiglumis Boiss. & Hausskn. (1), Vaccaria pyramidata Medik. (1), Alhagi camelorum Fisch. (1), Chenopodium album L. (+). |
6 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Centaurea virgata Lam. subsp. squarrosa (Boiss.) Gugler(+), Chaerophyllum macropodum Boiss. (2), Erysimum crassipes Fisch. & C.A.Mey. (1), Scirpoides holoschoenus (L.) Soják. (1), Tanacetum polycephalum Schultz-Bip.(3), Scariola orientalis (Boiss.) Soják. (1), Achillea millefolium L. (+), Scorzonera luristanica Rech.f. (1), Silene morganae Freyn (1), Falcaria vulgaris Bernh. (1), Nonea persica Boiss. (1). |
7 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (2), Chaerophyllum macropodum Boiss. (1), Bromus tectorum L .(1), Centaurea behen L. (1), Echinops tenuisectus Rech.f. (+), Nonea persica Boiss. (+), Lepidium draba (L.) Desf. (1), Centaurea pseudoscabiosa Boiss. & Buhse subsp. pseudoscabiosa (1), Silene morganae Freyn (1), Taeniatherum crinitum (Schreb.) Nevski (1), Falcaria vulgaris Bernh. (1), Erysimum crassipes Fisch. & C.A.Mey. (1), Centaurea behen L. (+). |
8 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (2), Gundelia tournefortii L. (1), Chardinia orientalis (L.) Kuntze (+), Garhadiolus angulosus Jaub. & Spach (1), Hordeum bulbosum L. (2), Heteranthelium piliferum (Sol.) Hochst. ex Jaub. & Spach(1), Phlomis olivieri Benth. (+), Hippocrepis unisiliquosa L. (1), Coronilla scorpioides (L.) W.D.J.Koch. (+), Crupina crupinastrum (Moris) Vis. (+), Falcaria vulgaris Bernh. (1). |
9 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Hordeum bulbosum L. (+), Heteranthelium piliferum (Sol.) Hochst.ex Jaub. & Spach (1), Asperula glomerata (M.Bieb.) Griseb. (1), Salvia limbata C.A.Mey. (+), Tanacetum polycephalum(L.) Schultz-Bip. (2), Falcaria vulgaris Bernh. (1), Salvia atropatana Bunge (1), Astragalus iranicus Bunge (1), Astragalus effusus Bunge (1), Medicago sativa L. (1), Echium italicum L. (1). |
10 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Eryngium thyrsoideum Boiss. (+), Bromus tectorum L. (1), Trifolium pratense L. (1), Echium italicum L. (+), Muscari racemosum (L.) Mill. (+), Falcaria vulgaris Bernh. (1), Onobrychis altissima Grossh. (1), Scabiosa argentea L. (1), Astragalus effusus Bunge (1), Silene morganae Freyn (1), Achillea millefolium L. (1), Tanacetum polycephalum(L.)Schultz. Bip. (2), Nonea persica Boiss. (+). |
11 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (+), Chardinia orientalis (L.) Kuntze (1), Garhadiolus angulosus Jaub. & Spach (1), Phlomis olivieri Benth. (2), Zoegea leptaurea L.subsp. mianensis (Boiss.) Rech.f. (1), Cerastium dichotomum L. (1), Gundelia tournefortii L. (1), Glaucium refractum Stev. in DC. (1), Pterocephalus incanus Raf. (1), Salvia aristata Aucher ex Benth. (1), Teucrium orientale L. (1), Helianthemum ledifolium (L.) Mill. (+), Valerianella vesicaria (L.) Moench (+) |
12 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (1), Glycyrrhiza glabra L. (+), Crucianella gilanica Trin. (1), Erysimum crassipes Fisch. & C.A.Mey. (+), Camelina rumelica Velen. (1), Medicago sativa L. (1), Falcaria vulgaris Bernh. (1), Silene morganae Freyn (1), Poa bulbosa L. (1), Bromus danthoniae Trinius(+), Eryngium thyrsoideum Boiss.(1), Tanacetum polycephalum (L.) Schultz-Bip. (2), Centaurea behen L. (1), Nonea persica Boiss. (1). |
13 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (2), Chardinia orientalis (L.) Kuntze (1), Garhadiolus angulosus Jaub. & Spach (1), Poa bulbosa L. (+), Turgenia latifolia (L.) Hoffm. (+), Bromus danthoniae Trin.(1), Astragalus daghdaghabadensis Maassoumi.(1), Phlomis olivieri Benth. (1), Zoegea leptaurea L.(+), Astragalus curvirostris Boiss. (1), Ziziphora capitata L. (1), Cerastium dichotomum L.(1), Eremopoa persica (Trin.) Roshev.(1), Hordeum bulbosum L. (+). |
14 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (2), Chardinia orientalis (L.) Kuntze.(+), Garhadiolus angulosus Jaub. & Spach. (1), Phlomis olivieri Benth.(2), Zoegea leptaurea L. subsp. mianensis (Boiss.) Rech.f. (1), Cerastium dichotomum L. (+), Gundelia tournefortii L. (+), Coronilla varia L. (+), Tragopogon graminifolius DC. (+), Tragopogon stroterocarpus Rech.f. (+), Helianthemum piliferum Boiss. (1), Teucrium polium L. (1), Hypericum hyssopifolium Chaix (+). |
15 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (+), Sanguisorba minor Scop. (1), Bromus danthoniae Trin. (1), Dactylis glomerata L. (+), Galium verum L. (1), Medicago sativa L. (2), Melilotus officinalis (L.) Lam. (1), Lepidium draba L. (1), Onobrychis viciifolia Scop. (1), Coronilla varia L.(1), Euphorbia boissieriana (Woronow) Prokh. (1), Cyanus depressus (M.Bieb) Soják (2), Trifolium pratense L. (+), Sophora alopecuroides L. (+), Achillea biebersteinii Afan. (1), Thalictrum minus L. (1). |
16 |
|
Verbascum speciosum Schrad. (+), Lotus corniculatus L. (1), Bromus danthoniae Trin. (1), Achillea biebersteinii Afan. (1), Thalictrum minus L. (+), Achillea millefolium L. (1), Melilotus officinalis(L.) Lam. (2), Onobrychis viciifolia Scop. (1), Coronilla varia L. (1), Elymus hispidus (Opiz) Melderis (1), Erigeron acer L. (1), Ononis spinosa L. (+), Pedicularis sibthorpii Boiss. (1), Lepidium draba L. (1).
|
17 |
|
B |
A |
شکل 2- نتایج حاصل از آنالیز 17 زیستگاه ویژه و گروه‌بندی زیستگاههای ویژه Verbascum speciosum بر اساس ترکیب رُستنی‌ها با روش FCA (شکل A) و HAC (شکل B).
نتایج.
بررسی‌های اکولوژیک: با توجه به این که تنوع ویژگی‌های اکولوژیک در یک منطقه به ایجاد زیستگاههای متفاوت در آن منطقه منجر می‌گردد، به بررسی عوامل اکولوژی حاکم بر هر زیستگاه ویژه پرداخته شد. جدول 3 نشان‌دهنده عوامل اکولوژیک بررسی شده و برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک زیستگاههای ویژه است. تحلیل داده‌های اکولوژیک با نرم‌افزار MVSP با روش PCA (شکل 3)، زیستگاههای ویژه این گیاه را در چهار گروه متمایز قرار داد که عبارتند از: گروه A شامل: زیستگاههای ویژه 2، 9، 12، 14 و 15، گروه B شامل: زیستگاههای ویژه 3، 7، 8، 10، 11 و 13، گروه C شامل: زیستگاههای ویژه 1، 4، 5 و 6 و گروه D شامل: زیستگاههای ویژه 16 و 17.
.بررسی‌های الکتروفورزی پروتئین‌های ذخیره بذر: به منظور تعیین سطح و نوع تنوع درون‌گونه‌ای، بذر، جمعیت‌های مختلف در شهریور ماه 1392 جمع‌آوری شد و از بررسی پروتئین‌های ذخیره بذر با روش الکتروفورز استفاده گردید. پس از استخراج پروتئین‌های ذخیره‌ای محلول بذر، از عصاره‌های پروتئینی برای مطالعه الکتروفورزی با روش
SDS-PAGE استفاده شد. باندهای پروتئینی بررسی و در بین جمعیت‌ها مقایسه شد (شکل 4). با توجه به نتایج ارایه شده در شکل 4 و جدول 4، به طورکلی 15 ردیف باند پروتئینی در این گونه مشاهده شد. باندهای 2، 5، 11، 13 و 15 در همه جمعیت‌های بررسی شده این گونه مشترک هستند که به عنوان باندهای اختصاصی این گونه در نظر گرفته می‌شوند و نشان‌دهنده پروتئین‌های مشابه در این گونه هستند. برای انجام تحلیل‌های آماری، هر باند پروتئینی به عنوان یک صفت کیفی در نظر گرفته شد و وجود آن برای هر نمونه با کد 1 و نبود آن با کد 0 مشخص گردید (جدول 4). در دندروگرام حاصل از نرم‌افزار NTSYS با روشComplete Linkage (شکل 5)، که بر اساس داده‌های الکتروفورزی حاصل شده است. زیستگاههای ویژه این گیاه در چهار گروه قرار می‌گیرند که عبارتند از: گروه A شامل: زیستگاههای ویژه 2، 12، 14، 15، 16 و17 گروه B شامل: زیستگاههای ویژه 3، 7، 8، 10، 11 و 13، گروه C شامل: زیستگاههای ویژه 1، 4، 5 و 6 و گروه D شامل: زیستگاه ویژه 9.
جدول 3- عوامل اکولوژیک بررسی شده در زیستگاههای ویژه Verbascum speciosum
|
شماره زیستگاه |
متوسط بارندگی سالانه (میلی‌متر) |
متوسط دمای سالانه (سانتیگراد) |
ضریب دمارتن (IA) |
طبقه‌بندی اقلیمی دمارتن |
ارتفاع (متر) |
جهت شیب |
درصد شیب |
نوع بستر |
|
1 |
5/322 |
4/12 |
39/14 |
نیمه خشک |
1653 |
شمالی |
10 |
خاکی |
|
2 |
2/446 |
8/14 |
99/17 |
نیمه خشک |
1663 |
جنوبی |
40 |
خاکی |
|
3 |
7/341 |
3/12 |
32/15 |
نیمه خشک |
1532 |
مسطح |
0 |
خاکی-سنگلاخ |
|
4 |
6/275 |
7/12 |
14/12 |
نیمه خشک |
1609 |
غربی |
15 |
خاکی-سنگلاخ |
|
5 |
3/318 |
8/12 |
96/13 |
نیمه خشک |
1692 |
شمالی |
35 |
خاکی |
|
6 |
1/275 |
9/12 |
01/12 |
نیمه خشک |
1718 |
مسطح |
0 |
خاکی-سنگلاخ |
|
7 |
5/349 |
1/12 |
81/15 |
نیمه خشک |
1508 |
مسطح |
0 |
خاکی |
|
8 |
7/339 |
7/11 |
65/15 |
نیمه خشک |
1668 |
مسطح |
0 |
خاکی-سنگلاخ |
|
9 |
1/483 |
1/15 |
24/19 |
نیمه خشک |
1421 |
شمالی |
15 |
خاکی-رسی |
|
10 |
2/381 |
1/12 |
24/17 |
نیمه خشک |
1673 |
مسطح |
0 |
خاکی-سنگلاخ |
|
11 |
2/381 |
1/12 |
24/17 |
نیمه خشک |
1629 |
مسطح |
0 |
خاکی |
|
12 |
7/413 |
1/13 |
90/17 |
نیمه خشک |
1684 |
جنوبی |
35 |
خاکی |
|
13 |
3/341 |
4/12 |
23/15 |
نیمه خشک |
1730 |
مسطح |
0 |
سنگلاخ |
|
14 |
6/427 |
9/12 |
67/18 |
نیمه خشک |
1613 |
مسطح |
0 |
خاکی-سنگلاخ |
|
15 |
6/427 |
9/12 |
67/18 |
نیمه خشک |
1659 |
جنوبی |
25 |
خاکی |
|
16 |
7/334 |
3/11 |
71/15 |
نیمه خشک |
2053 |
مسطح |
0 |
سنگلاخ-سنگریزه |
|
17 |
7/334 |
3/11 |
71/15 |
نیمه خشک |
2012 |
مسطح |
0 |
سنگلاخ-سنگریزه |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
شماره زیستگاه |
اسیدیته خاک |
هدایت الکتریکی خاک |
کربن آلی/ خاک |
درصد سیلیس خاک |
درصد رس خاک |
درصد شن خاک |
بافت خاک |
|
|
1 |
22/7 |
44/0 |
88/2 |
32 |
48 |
20 |
شنی-لومی |
|
|
2 |
29/7 |
21/0 |
81/2 |
37 |
41 |
22 |
ماسه‌ای-رسی |
|
|
3 |
46/7 |
36/0 |
17/1 |
25 |
13 |
57 |
شنی-لومی |
|
|
4 |
21/7 |
63/0 |
12/2 |
36 |
32 |
32 |
شنی-لومی |
|
|
5 |
11/7 |
23/0 |
09/2 |
31 |
30 |
39 |
لومی-شنی |
|
|
6 |
40/7 |
47/0 |
57/2 |
25 |
46 |
29 |
شنی-لومی |
|
|
7 |
52/7 |
37/0 |
62/1 |
31 |
18 |
51 |
لومی-شنی |
|
|
8 |
59/7 |
31/0 |
26/1 |
40 |
10 |
50 |
شنی-لومی |
|
|
9 |
23/7 |
14/0 |
41/2 |
30 |
42 |
28 |
رسی-ماسه‌ای |
|
|
10 |
48/7 |
35/0 |
46/1 |
37 |
15 |
48 |
شنی-لومی |
|
|
11 |
53/7 |
39/0 |
26/1 |
26 |
12 |
62 |
لومی-شنی |
|
|
12 |
16/7 |
09/0 |
09/2 |
32 |
45 |
23 |
ماسه‌ای-رسی |
|
|
13 |
51/7 |
41/0 |
31/1 |
22 |
25 |
53 |
شنی-لومی |
|
|
14 |
32/7 |
13/0 |
02/2 |
28 |
38 |
34 |
ماسه‌ای-رسی |
|
|
15 |
41/7 |
18/0 |
31/2 |
23 |
40 |
37 |
ماسه‌ای-رسی |
|
|
16 |
54/7 |
31/0 |
071/0 |
24 |
5 |
71 |
ماسه‌ای-رسی |
|
|
17 |
48/7 |
29/0 |
089/0 |
27 |
4 |
69 |
ماسه‌ای-رسی |
|
|
شکل 3- گروه‌بندی زیستگاههای ویژه Verbascum speciosum بر اساس عوامل اکولوژیک با روش PCA |
|
|
شکل 4- الگوی الکتروفورزی پروتئین‌های بذر در جمعیت‌های بررسی شده Verbascum speciosum، |
|
|
شکل 5- تجزیه خوشه‌ای داده‌های الکتروفورزی جمعیت‌های Verbascum speciosum با نرم‌افزار NTSYS با روش Complete Linkage. |
جدول 4- الکتروفورگرام SDS-PAGE در جمعیت‌های بررسی شده گیاه Verbascum speciosum
|
کد زیستگاه شماره باند |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
6 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
7 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
9 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
10 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
11 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
12 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
13 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
14 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
15 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
بحث.
در پژوهش حاضر برای تعیین تنوع درون‌گونه‌ای در V. speciosum از روش D.S.S. مبتنی بر نشانگر فلوریستیک استفاده شد. سپس، تحلیل داده‌های اکولوژیک و بررسی و مقایسه آنها با گروه‌بندی‌های حاصل از تحلیل بر اساس نشانگر فلوریستیک صورت گرفت. در نهایت، تحلیل و بررسی الگوی الکتروفورزی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر، وجود تنوع در سطح باندهای پروتئینی هر یک از گروه‌های تعیین شده را مشخص نمود. بر اساس نتایج این پژوهش، نشانگرهای فلوریستیک، اکولوژیک و الکتروفورزی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر توانستند تنوع بالایی را در جمعیت‌ها نشان دهند. به بیان دیگر، گروه‌های جمعیتی تعیین شده با نشانگر فلوریستیک توسط نشانگرهای اکولوژیک و الگوی الکتروفورزی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر تا حدود زیادی تأیید شد. این تأیید به معنای آن است که گروه‌بندی فلوریستیک با بهره‌گیری از روش D.S.S. در مواردی به تنهایی می‌تواند به عنوان یک روش کم هزینه و کارآمد برای بررسی وجود تنوع جمعیت‌ها (تنوع درون‌گونه‌ای) به کار رود. در مورد استفاده از روش D.S.S. در تشخیص تنوع درون‌گونه‌ای و بین گونه‌ای گزارش‌هایی در دسترس است Atri, 1999)؛ Asgari Nematian et al, 2010؛ Yousefi, 2010؛ Sarmadi, 2010؛ Ghasemkhani, 2012؛ Ahmadi, 2012؛ Kalvandi, 2012؛ Toluei, 2012؛ (Salehi et al., 2013 و نتایج حاصل از پژوهش‌های پیشین با یافته‌های پژوهش حاضر در مورد کارآیی روش D.S.S.، به عنوان یک روش کارآمد و کم هزینه همسو و در تطابق است. این روش بر این اصل استوار است که ترکیب رُستنی‌ها در همبستگی تنگاتنگ با ترکیب عوامل اکولوژیک (نوع محیط زیست) است؛ بنابراین، بهترین معیار برای تشخیص عوامل اکولوژیک، ترکیب گونه‌ای آن سطح است (Guinochet, 1973). تحلیل داده‌های فلوریستیک با استفاده از روش‌های FCA و HAC برای گونه
V. speciosumدر مناطق بررسی شده، چهار گروه را نشان داد. همچنین، تحلیل داده‌های اکولوژیک مورد بررسی با استفاده از روش PCA، چهار گروه به دست آمده را تأیید کرد. بر همین اساس می‌توان گفت که هر یک از گروه‌ها دارای شرایط اکولوژیک خاص خود هستند و ترکیب فلوریستیک هر یک از گروه‌ها به علت تفاوت در شرایط اکولوژیک زیستگاههای ویژه مربوط به آنها، متفاوت است. بنابراین، در هر گروه زیستگاههای مشابهی جای دارند که ترکیب گونه‌ای و شرایط اکولوژیک آنها به هم نزدیک‌تر است. در نهایت، بررسی و آنالیز نیم رخ باندهای الکتروفورزی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر نیز به تشخیص گروه‌هایی منجر شد که این گروه‌بندی مبین وجود تنوع ژنتیکی در جمعیت‌های مختلف این گونه است و تا حدودی با گروه‌بندی‌های مبتنی بر نشانگر فلوریستیک و اکولوژیک مطابقت و همخوانی دارد. بنابراین، بر اساس این نتایج، گروه‌های به دست آمده از تحلیل داده‌های الکتروفورز در استان‌های آذربایجان شرقی (گروه C)، آذربایجان غربی (گروه B) با گروه‌های حاصل از تحلیل داده‌های فلوریستیک و اکولوژیک مطابقت کامل دارد و آن را تأیید می‌کند. اما زیستگاههای ویژه مربوط به استان‌های همدان و کردستان در گروه A و زیستگاه مربوط به استان کرمانشاه (زیستگاه 9) در گروه مستقلی جای گرفت (گروه D). پژوهش حاضر، مطالعات الکتروفورزی پروتئین‌های ذخیره بذر را در بررسی تنوع درون‌گونه‌ای (بین جمعیتی) گونهV. speciosumمفید و کارآمد نشان داد. در پژوهش‌های متعددی (Nadernejad and Pourseyedi, 2003؛ Sheidai et al., 2008؛ Vural et al., 2009؛ Çelebi et al., 2009؛ Chehregani Rad et al., 2011؛ (Salehi et al., 2013. از الگوی نیم‌رخ پروتئینی در جدا نمودن تاکسون‌ها، روابط خویشاوندی، بررسی تنوع درون و بین گونه‌ای، مطالعات سیستماتیک و کمک به رده‌بندی‌های جدید استفاده شده و نشان داده شده است که مطالعه الگوی‌های پروتئینی می‌تواند در کنار سایر روش‌ها ابزاری سودمند در تشخیص تنوع درون‌گونه‌ای باشد که با نتایج پژوهش حاضر همسویی دارد. با توجه به مجموع مطالعات فلوریستیک، اکولوژیک و الکتروفورزی و گروه‌بندی‌های مربوط به آنها و وجود تنوع درون‌گونه‌ای در V. speciosum، نشان داده شد که می‌تواند در بررسی‌های سیستماتیک و رده‌بندی‌های جدید استفاده شود.
جمع‌بندی.
نتایج این بررسی نشان داد که در شرایط مختلف اکولوژیک، وجود ترکیب اکولوژیک متفاوت باعث حضور ترکیب گونه‌ای متفاوتی می‌شود و در نتیجه جمعیت‌های مختلف یک گونه در شرایط اکولوژیک متفاوت با سرشت اکولوژیک خود، پاسخ‌های متفاوت ژنوتیپیک دارند، به طوری که افراد گونه
V. speciosum در مناطق مورد بررسی تحت شرایط اکولوژیک متفاوت، چهار گروه پروتئینی مختلف از نظر باندهای پروتئینی را از خود نشان دادند. وجود تفاوت و تنوع در باندهای پروتئینی جمعیت‌های مشخص شده گیاه V. speciosum مبین وجود تنوع درون‌گونه‌ای در مناطق مورد بررسی است. همچنین، نتایج حاصل از نشانگرهای فلوریستیک، اکولوژیک و الگوی الکتروفورزی پروتئینی بذر نشان می‌دهد که هر سه نوع نشانگر یاد شده، توانایی تعیین تنوع درون‌گونه‌ای را در جمعیت‌های مورد بررسی گونهV. speciosumدارند، با توجه به زمان، هزینه، ضرورت‌های پیش روی و امکانات موجود یکی از این سه نوع نشانگر را برای نیل به هدف تحقیقی مناسب آن انتخاب کرد. از آن جا که روش D.S.S.، با صرف وقت و هزینه‌های کمتر، دسترسی به نتایج متعدد را فراهم می‌سازد می‌تواند به عنوان روشی کارآمد برای بررسی آسان‌تر، سریع‌تر، دقیق‌تر و مطمئن‌تر تعیین تنوع درون‌گونه‌ای و در مجموع در سیستماتیک به کار رود.
سپاسگزاری.
نگارندگان از جناب آقای دکتر مرتضی عطری استاد دانشگاه بوعلی سینا همدان به عنوان ارایه کننده روش D.S.S. به خاطر آموزش این روش و در اختیار قرار دادن نرم‌افزار مربوط کمال تشکر را دارند. ازآقایان دکتر کلوندی، مهندس عظیمی و مهندس اسکندری در اداره منابع طبیعی استان همدان و آزمایشگاه خاک‌شناسی و کشاورزی شهرستان بهار به خاطر راهنمایی‌ها و مساعدت‌های علمی در این پژوهش، تشکر و قدردانی می‌گردد.
)