بخشی از مقاله
چکیده
وجود اقلیمهای متفاوت از غرب به شرق استان گلستان تاثیرات متفاوتی بر تنوع ژنتیکی و اکوتیپی جمعیتهای درختی میگذارد که اطلاع از میزان این تنوع ما را در مدیریت حفاظت از ساختار ژنتیکی این گونه یاری میرساند. از اینرو هدف این پژوهش تنوع اکوتیپی جمعیتهای پایینبند گونه بلندمازو در استان گلستان با استفاده از مطالعه کیفی نشانگر پراکسیداز شاخه دوساله است. مطالعه کیفی نشانگر پراکسیداز با استفاده از الکتروفورز عمودی و به روش پلی اکریل آمید ژل الکتروفورز - PAGE - انجام شد. نتایج نشان داد که تنوع اکوتیپی پایهها در رویشگاه توسکستان نسبت به علی آباد کتول از تنوع بیشتری برخوردار است.
.1 مقدمه
بلندمازو با نام علمی - Quercus castaneifolia C. A. Mey - مخصوص جنگلهای خزر بوده و از سایر گونههای جنس بلوط فراوانتر است و در ارتفاعات ساحلی پایین بند تا ارتفاعات میان بند و فوقانی جنگلهای خزری دیده میشود - ثابتی، . - 1382 این گونه از مهمترین گونههای صنعتی است و تا ارتفاع 50 متر و قطر 2 تا 2/5 متر میرسد - ثابتی، . - 1374 بلندمازو به دلیل داشتن دامنه اکولوژیک گسترده و سازگاری مناسب با شرایط اقلیمی و خاکی بسیاری از مناطق خزری - ثابتی، - 1374 و همچنین با توجه به ارزش بالای اقتصادی و زیست محیطی آن به عنوان یکی از بهترین گونههای بومی برای جنگلکاری و احیای مناطق مخروبه در ایران محسوب میگردد
تنوع ژنتیکی برای سازگاری با تغییرات محیطی و بقای طولانی مدت گونهها بسیار مهم و حیاتی است. بدین منظور، آگاهی و داشتن شناخت از تنوع ژنتیکی درون و بین جمعیت اهمیت ویژهای در مدیریت حفاظت منابع طبیعی دارد
وجود تنوع ژنتیکی در بین جمعیتهای یک گونه بهترین راهکارها را جهت حفظ تنوع جمعیتها و یافتن پایههای مادری برتر برای ذخایر بذری ارائه میکند همچنین تعیین کمیت و ارزیابی تنوع ژنتیکی درون جمعیت و بین جمعیتهای یک گونه این امکان را فراهم میکند تا بهترین روشهای حفظ و نگهداری تنوع جمعیتها را شناخت
گوناگونی ژنتیکی پیش شرط استمرار بقاء در شرایط ناهمگون زمانی و مکانی پیشرو و توانایی حفظ سازگاری برای نسلهای آینده است . - Ningre and Colin., 2007 - همچنین با بالا رفتن تنوع ژنتیکی در جامعه حدود انتخاب هم در طبیعت و هم به طور مصنوعی وسیعتر میشود - قندهاری و همکاران، . - 1392 تنوع ژنتیکی درختان نیز جهت سازگاری جنگلها با تغییرات اقلیمی و حفظ و بقای سایر گونهها و کل اکوسیستم جنگل بسیار حائز اهمیت است
گروههای مختلفی از نشانگرها شامل صفات ظاهری، پروتئینهای ذخیرهای، آیزوزایمها، انواع نشانگرهای DNA واخیراً نیز خصوصیات سیتوژنتیک برای بررسی تنوع ژنتیکی استفاده میشوند که هر یک دارای مزایا و معایب خاصی هستند
بررسی تنوع ژنتیکی با استفاده از نشانگرهای بیوشیمیایی - آنزیم و پروتئینهای ذخیرهای - و مولکولی - DNA - معمول است
پراکسیداز از جمله نشانگرهای بیوشیمیایی میباشد. پراکسیداز قادر است ماده سمی آب اکسیژنه را تجزیه کند و در تمام سلولهای گیاهی وجود دارد. این آنزیم از مهمترین آنزیمها در سیر تحولات فیزیولوژیک گیاهان میباشد و به دلیل فراوانی باندها و نیز امکان وضوح باند جهت مطالعات ایزوآنزیمی همواره از جایگاه خاصی برخوردار است
پژوهشگران بسیاری در مناطق مختلف دنیا تنوع درختان جنس بلوط را با استفاده از انواع نشانگرها بررسی کردهاند. با ارزیابی تنوع ژنتیکی 50 پایه درخت بلند مازو در پنج رویشگاه در جنگل-های نکا و نور مازندران با استفاده از فعالیت آنزیمی پراکسیداز بیشترین فاصله ژنتیکی بین رویشگاههای میانبند و بالابند، کمترین فاصله ژنتیکی بین رویشگاههای میانبند و پایینبند مشاهده شد. همچنین تغییرات ارتفاعی به خوبی در گروهبندی رویشگاهها ایفای نقش کرده است به طوری که بیشترین فاصله ژنتیکی بین پایههای مرتفعترین رویشگاه با پایههای کم ارتفاعترین رویشگاه دیده شده است
در مطالعه ایزوآنزیمی تمایز ژنتیکی جمعیتهای Quercus robur و Quercus petraea در اروپای مرکزی و شرقی، متوسط تعداد آلل در هر لوکوس جمعیتهای Q. robur بین 1/8 و 2/6 و در جمعیتهای Q. petraea بین 3-2 بود. همچنین مقدار هتروزیگوسیتی مورد انتظار در Q. robur در مقایسه با Q. petraea کمی بالاتر بود - Gomory et al., .2001 - همچنین در مطالعه تنوع ژنتیکی 5 گونهی بلوط همیشه سبز شامل Q. ilex, Q. coccifera, Q. afares, Q. canariensis و Quercus suber در بخش غربی تونس با استفاده از نشانگرهای کلروپلاستی، نتایج تحقیق حاکی از تنوع ژنتیکی درون گونهای پایین - Hs=0 - و نبود جریان ژنی بین گونهها بود. مقدار تنوع ژنتیکی کل نیز 0/378 گزارش شد
بنابراین با توجه به مطالب گفته شده و مهم بودن آگاهی از تنوع ژنتیکی و تغییرات تنوع اکوتیپی در بحث مدیریت در مقابل تغییرات اقلیمی پیش رو و همچنین مدیریت بهره برداری توده و نیز از آنجایی که تنوع اکوتیپی برای گونه بلندمازو در استان گلستان تاکنون مطالعه نشده است، از اینرو در این پژوهش تنوع اکوتیپی جمعیتهای پایینبند گونه بلندمازو در استان گلستان با استفاده از نشانگر پراکسیداز مورد بررسی قرار گرفته است.
.2 مواد و روشها
بهمنظور انجام این پژوهش دو رویشگاه مختلف بلندمازو از غرب به شرق استان گلستان شناسایی گردید - جدول. - 1 در هر رویشگاه حدود 20 پایه سالم درخت بلندمازو، با فاصله تقریبی 50 تا 100 متر از همدیگر برای اجتناب از قرابتهای احتمالی به طور تصادفی انتخاب و علامت گذاری شدند. سپس در اواسط پاییز 94 نمونهبرداری اندام شاخه دو ساله، از ارتفاع میانه تاج و از جهت جنوبی - به دلیل تکمیل فرایند فیزیولوژیک - انجام شد زیرا در فصول رو به سرما میزان پلیمورفیسم آنزیم پراکسیداز بیشتر است
جهت حفظ رطوبت، نمونهها بصورت جداگانه درون کیسه نایلونی و در یخدان حاوی یخ خشک - دمای 4 درجه سانتیگراد - ، بلافاصله به آزمایشگاه انتقال داده شد. برای عصارهگیری نیم گرم از شاخهای که با غیچی باغبانی کاملاً خرد شده بود بلافاصله با 2 میلیلیتر محلول عصارهگیری توصیه شده توسط ابرمن و استیچ - 1982 - مخلوط شد. این محلول شامل 1/2 گرم تریس، 2 گرم اسید اسکوربیک، 3/8 گرم بوراکس، 3/6 گرم نمک طعام، 2 گرم EDTA-Na2 و 50 گرم پلی اتیلن گلیکول به حجم یک لیتر بود. نمونهها به مدت 24 ساعت در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری و سپس با سرعت 3000 دور در دقیقه و به مدت 20 دقیقه سانتریفیوژ شدند و از قسمت شفاف رویی برای مطالعات کیفی آنزیم استفاده شد
مطالعه کیفی آنزیم با استفاده از الکتروفورز عمودی به روش PAGE - پلی اکریل آمید ژل الکتروفورز - و تفسیر زیموگرامهای ترسیمی صورت گرفت - آزادفر، 1377؛ ایران منش و همکاران، 1388؛ فلاح و همکاران، . - 1390 گروهبندی پایهها و همچنین باندهای ایزوآنزیمی توسط تحلیل خوشهای به روش گروهبندی UPGMA1 و بر اساس ضریب تشابه ژاکارد با نرم افزار PAST ver. 3.06 انجام شد.
جدول-1 اطلاعات جغرافیایی رویشگاههای مورد مطالعه
.3 نتایج -1-3 گروهبندی جمعیت درختان بلندمازو در رویشگاه توسکستان با استفاده از آنالیز خوشهای
نتایج حاصل از تجزیهی خوشهای و ترسیم دندروگرام فعالیت کیفی پراکسیداز شاخه دو ساله جمعیت درختان بلندمازو رویشگاه توسکستان، بر اساس بهترین ضریب تشابه ژاکارد و خط برش ترسیم شده، پایههای مورد مطالعه را به چهار گروه مجزا تفکیک نمود - شکل. - 1 به این ترتیب که پایههای شماره 11، 15، 17، 20، 12، 13، 18، 19 و 2 در گروه اول، پایههای شماره 8، 3، 1، 6، 10، 4، 7 و 5 در گروه دوم، پایه شماره 16 در گروه سوم و پایههای 9 و 14 در گروه چهارم قرار گرفتند.
-2-3 گروهبندی جمعیت درختان بلندمازو در رویشگاه علی آباد کتول با استفاده از آنالیز خوشهای
نتایج حاصل از تجزیهی خوشهای و ترسیم دندروگرام فعالیت کیفی پراکسیداز شاخه دو ساله جمعیت درختان بلندمازو رویشگاه علی آباد کتول، بر اساس بهترین ضریب تشابه ژاکارد و خط برش ترسیم شده، پایههای مورد مطالعه را به سه گروه مجزا تفکیک نمود - شکل. - 2 به این ترتیب که پایههای شماره 39، 21، 24، 35، 37، 40، 30، 32، 36، 31، 33 و 34 در گروه اول، پایههای شماره 29 و 38 در گروه دوم و پایههای شماره 28، 23، 25، 26، 22 و 27 در گروه سوم قرار گرفتند.
شکل-1 دندروگرام حاصل از تحلیل خوشهای جمعیت درختان بلندمازو توسکستان
شکل-2 دندروگرام حاصل از تحلیل خوشهای جمعیت درختان بلندمازو علی آباد کتول
