بررسی تنوع ژنتیکی گونه‌های تمشک (.Rubus spp) در استان گلستان با استفاده از نشانگر AFLP

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد سیستماتیک گیاهی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

2 استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی مهندسی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

3 دانشیار گروه تولیدات گیاهی، دانشکده علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

4 مربی گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی مهندسی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

5 دانشیار گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه و فنی مهندسی، دانشگاه گنبد کاووس، گنبد کاووس، ایران

چکیده

چکیده
جنس تمشک (Rubus) از خانوادۀ Rosaceae حدود 750 گونه در دنیا دارد که 8 گونه و 5 دورگۀ آن از ایران گزارش شده است. پژوهش حاضر به‌منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 21 جمعیت از 6 گونۀ جنس Rubus در نقاط مختلف استان گلستان با استفاده از 9 ترکیب آغازگری AFLP انجام شد. نرم‌افزارهای Excel و Pop Gen به‌منظور تجزیه‌و‌تحلیل داده‌ها استفاده شدند. ماتریس تشابه و تجزیۀ خوشه‌ای با نرم‌افزار Past محاسبه و نمودار بر اساس الگوریتم و UPGMA با استفاده از ضریب تشابه جاکارد ترسیم شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر، 8 ترکیب (از 9 ترکیب آغازگر بررسی‌شده‌) چندشکلی مناسبی نشان دادند. از بین ترکیب‌های آغازگری، M160-E110 با مقدار 203/0، بیشترین میزان تنوع ژنتیکی را نشان داد و برای بررسی تنوع ژنتیکی بهتر است. آغازگرها در مجموع توانستند 505 مکان را شناسایی کنند که 277 مکان از آنها، چندشکلی نشان دادند.
بر اساس نتایج نمودار، جمعیت‌های مطالعه‌شده به دو گروه تقسیم شدند و جمعیت‌های ناحیۀ خزری و ایرانی - تورانی تا حدودی از جمعیت‌های متعلق به ناحیۀ خزری جدا شدند. طبق نتایج تجزیۀ ارتباط، بیشترین تعداد نشانگرها با صفت‌های طول دمبرگ، طول برگچۀ انتهایی، طول برگچۀ جانبی، طول گل‌آذین، عرض برگچۀ جانبی و طول دمگل ارتباط داشتند. نتایج پژوهش حاضر نشان دادند نشانگر AFLP کارایی زیادی در جداسازی جمعیت‌های گونه‌های بررسی‌شده از جنس Rubus دارد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of Genetic Variation of Rubus spp. in Golestan Province using AFLP Markers

نویسندگان [English]

  • Razieh Kasalkheh 1
  • Eisa Jorjani 2
  • Hossein Sabouri 3
  • Meisam Habibi 4
  • Ali Sattarian 5
1 M. Sc Graduate of Systematic Plant, University of Gonbad-e- Kavous, Gonbad-e- Kavous, Iran
2 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Science and Engineering, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
3 Associate Professor, Department of of Plant Productions, Faculty of Agricultural and Natural Resources Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
4 Lecturer, Department of Biology, Faculty of Science and Engineering, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
5 Associate Professor, Department of Biology, Faculty of Science and Engineering, Gonbad Kavous University, Gonbad Kavous, Iran
چکیده [English]

Abstract
The genus Rubus, from the family ofRosaceae Juss, has about 750 species worldwide, of which 8 species and 5 hybrids have been reported from Iran. The present study was conducted to evaluate the genetic diversity of 21 populations of 6 species of Rubus from different parts of Golestan province using 9 AFLP primer combinations. Excel and Pop Gen software were used for data analysis. Similarity matrix and cluster analysis were used by PAST software. The dendrogram was plotted based on unweighted pair group method with arithmetic average (UPGMA), using Jaccard's similarity coefficient. The results showed that eight out of nine selected primer combinations had appropriate polymorphic primer combinations. M160-E110 with 0.203 had the highest genetic variation among all used markers. All selected primer combinations found 505 position and 277 loci locations. Based on the results of the dendrogram, the studied populations were divided into two groups. Based on the results of the dendrogram, the studied populations were divided into two groups and the Caspian-Irano-Turanian populations were partially separated from the Caspian populations. According to the results of correlation analysis, the highest number of markers were related to traits of petiole length, terminal leaflet length, lateral leaf length, inflorescence length, lateral leaf width, and peduncle length. Results showed that AFLP marker was highly efficient in the separation and isolation of populations of species of Rubus species in this study.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key words: Rubus
  • Genetic Variation
  • Golestan
  • AFLP Markers
منابع
Aalders, L. E. and Hall, I. V. (1966) A cytotaxaonomic survey of the native blackberries of Nova Scotia. Canadian Journal of Genetics and Cytology 8: 528-532.
Alice, L. A. and Campbell, C. S. (1999) Phylogeny of Rubus (Rosaceae) based on nuclear ribosomal DNA internal transcribed spacer region sequences. American Journal of Botany 86(1): 81-97.
Amsellem, L., Noyer, J. L., Le Bourgeois, T. and Hossaert-Mckey, M. (2000) Comparison of genetic diversity of the invasive weed Rubus alceifolius Poir. (Rosaceae) in its native range and in areas of introduction, using amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers. Molecular Ecology 9: 443-455.
Ataei-e Jaliseh, S., Mehregan, I., Tarang, A. and Nejadsattari, T. (2014) Intra-specific variation of Rubus sp. (Rosaceae) in Northern Iran: morphometric analysis and microsatellaite markes. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences (JBES) 5(1): 189-198.
Ataei-e Jaliseh, S., Mehregan, I., Tarang, A. and Nejadsattari, T. (2015) Genetic diversity of Rubus L. (Rosaceae) in the Northern Iran. Bulletin of the Georgian National Academy of Sciences 9(1):
387-394.
Ballington, J. R., Luteyn, M. M., Thompson, K., Romoleroux, K. and Castillo, R. (1993) Rubus and Vacciniaceous germplasm resources in the Andes of Ecuador. Plant Genetic Resources Newsletter 93: 9-15.
Bottini, M. J., Bustos, A., Jouve, N. and Poggio, L. (2002) AFLP characterization of natural population of Berberis in Patagonia, Argentina. Journal of Plant Systematic and Evolution 231: 133-142.
Dossett, M., Bassil, N. V., Lewers, K. S. and Finn, C. E. (2012) Genetic diversity in wild and cultivated black raspberry (Rubus occidentalis L.) evaluated by simple sequence repeat markers. Genetic Resource Crop Evolution 59(8): 1849-1865.
Ercisli, S., Badjakov, I., Kondakova, V., Atanassov, A. and Todorovska, E. (2015) AFLP-Based Genetic Relationships in Wild and Cultivated Red Raspberry Genotypes (Rubus Idaeus L.). Biotechnology and Biotechnological Equipment 907-910.
Focke, W. O. (1910) Species Ruborum monographiae generic. Rubi Prodromus. Bibliotheca Botanica 17: 1-120.
Focke, W. O. (1911) Species Ruborum monographiae generic. Rubi Prodromus. Bibliotheca Botanica 17: 121-223.
Focke, W. O. (1914) Species Ruborum monographiae generic. Rubi Prodromus. Bibliotheca Botanica 17: 1-274.
Gilli, A. (1969) Rubus. In: Flora Iranica (Ed. Rechinger, K. H.) 66: 67-75. Akademische Druck-U Verlagsanstalt, Graz.
Gu, Y., Jin, W., Zhao, C. M. and He, S. A. (1993) Rubus resources in Fujan and Hunan provinces. Acta Horticulturae 345: 117-125.
Gustafsson, A. (1942) The origin and properties of the European blackberry flora. Hereditas 28: 249-277.
Hummer, K. E. (1996) Rubus diversity. Horticultural Science 31: 182-183.
IPNI, The International Plant Names Index. Retrieved from http://www.ipni.org. On: 20 July 2019.
Jennings, D. L. (1988) Raspberries and blackberries: Their breeding, diseases, and growth. Academic Press, New York.
Kasalkheh, R., Jorjani, E., Sabouri, H., Habibi, M.and Sattarian, A. (2017) Pollen morphology of the genus Rubus L. subgenus Rubus L. (Rosaceae) in Iran. Nova Biologica Reperta 4: 9-18.
Khatamsaz, M. (1992) Flora of Iran. vol. 6. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran (in Persian).
Kollman, J., Steinger, T. and Roy, B. A. (2000) Evidence of sexuality in European Rubus (Rosaceae) species based on AFLP and allozyme analysis. American Journal of Botany 87(11): 1592-1598.
Lee, G. A., Yong Song, J., Choi, H. R., Chung, J. W., Jeon, Y. A., Lee, J. R., Ma, K. H. and Lee, M. Ch. (2015) Novel microsatellite markers acquired from Rubus coreans Miq. and Cross-Amplification in other Rubus species. Journal Molecules 20: 6432-6442.
Lu, L. T. (1983) A study on the genus Rubus of china. Acta Phytotaxonomica Sinica 21: 13-25.
Marulanda, M. L., López, A. M. and Aguilar, S. B. (2007) Genetic diversity of wild and cultivated Rubus species in Colombia using AFLP and SSR markers. Crop Breeding and Applied Biotechnology 7: 243-253.
Marulanda, M. L. and López, A. M. (2009) Characterization of thornless Rubus glaucus in Colombia. Canadian Journal of Pure and Applied Sciences 3(2): 927-937.
Marulanda, M. L., López, A. M. and Uribe, M. (2011) Molecular characterization of Rubus spp. using SSR markers. Genetic Molecular Research(GMR) Brasil (in press).
Nybom, H. (1980) Germination in Swedish blackberries (Rubus L. subgen. Rubus). Botaniska Notiser 133: 619-631.
Richards, A. J., Kirschner, J. Stepanek, J. and Marhold, K. (1996) Apomixis and taxonomy: An introduction. Folia Geobotanica Phytotaxonomica 281-282.
Robertson, K. R. (1974) The genera of Rosaceae in the southeastern United States. Journal of the Arnold Arboretum 55: 352-360.
Roldain-Ruiz, I., Calsyn, E., Gilliand, T. J., Coll, R., van Eijk, M. J. T. and De Loose, M. (2000) Estimating genetic conformity between related ryegrass (Lolium) varieties, 2. AFLP characterization. Molecular Breeding 6: 593-602.
Saghai Maroof, M. A., Biyashev, R. M., Yang, G. P., Zhang, Q. and Allard, R. W. (1994) Extraordinarily polymorphic microsatillate DNA in barely species diversity, chromosomal location, and population dynamics. Proceeding of the National Academy of Sciences 91: 5466-5570.
Sedighi, E. and Rahimmalek, M. (2015) Evalution of genetic diversity of Rubus hyrcanus using Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) and morphological markers. Biologia 70: 339-348.
Shannon, C. E. and Weaver, W. (1963) The mathematical theory of communication. University of Illinois Press, Urbana.
Thompson, M. M. (1995) Chromosome number of Rubus species at the National Clonal Germplasm Repository. Horticultural Science 30: 1447-1452.
Thompson, M. M. (1997) Survey of chromosom numbers in Rubus (Rosaceae: Rosoidese). Annals of the Missouri Botanical Garden 84(1): 128-164.
Weber, H. E. (1995) Rubus L. In: Illustrierte flora von mitteleuropa (Ed. Hegi, G.) 4(2) 284-595. Blackwell Wissenschafts-Verlag, Berlin.
Yeh, F. C., Yang, R-C., Boyle, T. J. B., Ye, Z-H. and Mao, J. X. (1997) POP GENE, The userfriendly shareware for population genetic analysis. Edmonton, Molecular Biology and Biotechnology Centre, University of Alberta Press, Canada, Alberta.