بخشی از مقاله
چکیده
مطالعه تنوع ژنتیکی علفهايهرز در سطح گونه و جمعیت بهمنظور اعمال مدیریت بهینه از اهمیت ویژهاي برخوردار است. این آزمایش با هدف مطالعه تنوع ژنتیکی درون و بین جمعیتهایی از علفهرز جودره ایران، از 27 منطقه مختلف استان فارس به همراه چهار نمونه از استانهاي البرز، خوزستان، کرمانشاه و لرستان با استفاده از 15 نشانگر توالی تکراري ساده داخلی انجام شد. نتایج تجزیه واریانس مولکولی نشان داد تنوع درون جمیعتها 57 - درصد - بیشتر از بین جمعیتها 43 - درصد - بود. آزمون مانتل نشان داد همبستگی معنیداري بین فاصله ژنتیکی و فاصله جغرافیایی وجود داشت همچنین فاصله ژنتیکی با عرض جغرافیایی، میانگین بارندگی سالیانه و میانگین دماي سالیانه همبستگی داشتند. بهطور کلی بر اساس نتایج این آزمایش میتوان گفت تنوع ژنتیکی درون جمعیت جودره در ایران بیشتر از بین جمعیت است و این تنوع ژنتیکی متأثر از عرض جغرافیایی، میانگین بارندگی سالیانه و میانگین دماي سالیانه است.
واژههاي کلیدي: انتخاب طبیعی، تطابق و عرض جغرافیایی.
مقدمه
تنوع ژنتیکی در یک گونه نهتنها باعث گسترش غیریکنواخت آن گونه میشود بلکه باعث تفاوت در ساختار درون و بین جمعیت میشود - ولیس و همکاران، . - 2000 تنوع درون جمعیت یک گونهي علفهرز توانایی مواجه با تغییرات احتمالی اقلیمی و یا مدیریت در عملیات زراعی را تعیین مینماید. علفهايهرز به چندین روش در برابر فشار ناشی از انتخاب سازگار شدهاند. شناخت تنوع زیستی این گونههاي گیاهی، راهبرد مناسب مدیریتی آنها را تبیین مینماید - دکر، . - 1997 تاکنون روشهاي زراعی، مکانیکی، شیمیایی و بیولوژیک در کنترل علفهايهرز استفاده شده است اما دستیابی به برنامه مدیریتی علفهايهرز ممکن است با تنوع ژنتیکی آنها مرتبط باشد - مانگولین و همکاران، . - 2012 تعیین تنوع، یک ابزار مهم براي بهینهسازي کارآیی روشهاي مبارزه با علفهرز محسوب میگردد. بر این اساس، بهمنظور اعمال بهینه مدیریت علفهايهرز، مطالعه و تعیین میزان تنوع ژنتیکی در سطح گونه و جمعیت ضروري است - مانگولین و همکاران، 2012؛ فونتانا و همکاران، . - 2015
جودره داراي تنوع ژنتیکی در هلال حاصلخیز در کشورهایی همچون اردن، ترکیه دارد - بائک و همکاران، 2003؛ تانیولاك، . - 2003 جودره با نام علمی Hordeum spontaneum Koch.، علفهرز یکساله زمستانه از تیره گندمیان است که جد جو زراعی محسوب میشود - حسینی و همکاران، . - 2019 این علفهرز در تمام استانهاي کشور به جز سمنان، گیلان، مازندران، گرگان و سیستان و بلوچستان گزارش شده است. بیشترین تراکم این علفهرز در استانهاي فارس و کرمانشاه مشاهده شده است - باغستانی و همکاران، . - 1386 میزان تنوع ژنتیکی بوسیله نشانگرهاي مولکولی یا نشانگرهاي بیوشیمیایی و مطالعه اسید نوکلئیک یا توالیهاي ایزوزیمی تخمین زده میشوند.
نشانگرهاي مولکولی در پیشرفت دانش در این جنبه از علوم علفهايهرز ضروري هستند و اطلاعاتی براي درك الگوهاي پراکنش علفهرز مهاجم، ویژگیهاي وراثتی همچون مقاومت به علفکش، ارتباطات تاکسونومیک و جریان ژن را نشان میدهد - مانگولین و همکاران، . - 2012 بر پایهي توالیهاي ديااني59 مربوط به توالیهاي ساده تکراري که در سراسر ژنوم موجودات زنده پخش شدهاند، از نشانگر توالیهاي ساده تکراري داخلی60 براي تعیین تنوع ژنتیکی میتوان استفاده نمود - استاتامر، . - 2008 مهمترین مزیت این نشانگر، عدم نیاز به اطلاعات قبلی از ترادف ژنوم است - اسپونر و همکاران، . - 2005 مطالعه حاضر با هدف بررسی تنوع ژنتیکی درون و بین جمعیتهاي مختلف جودره بهدلیل گسترش وسیع این علفهرز در مزارع گندم آبی و نیز اهمیت تعیین تنوع ژنتیکی بهمنظور اعمال مدیریت مناسب بر علیه آن اجرا شد.
مواد و روشها
بهمنظور مطالعه تنوع ژنتیکی درون و بین علفهرز جودره، بذرهاي رسیده این گیاه از 27 منطقه جغرافیایی استان فارس به همراه چهار نمونه از استانهاي البرز، خوزستان، کرمانشاه و لرستان جمعآوري شدند. استخراج ديااني از برگهاي جوان به روش CTAB انجام گرفت - سامبورك و راسل، . - 2001 با استفاده از 15 نشانگر ISSR - حسینی، - 1397 واکنش زنجیرهاي پلی مراز، با هدف تکثیر دياانيهاي استخراج شده با استفاده از دستگاه ترموسایکلر و بر اساس برنامهاي شامل یک مرحله واسرشت-سازي اولیه در 95০C بهمدت پنج دقیقه، 40 چرخهي واسرشتسازي در دماي 94০C بهمدت 30 ثانیه، دماي اتصال آغازگر بهمدت 45 ثانیه، بسط در دماي 72০C بهمدت دو دقیقه و یک مرحله بسط نهایی در دماي 72 ০Cبهمدت چهار دقیقه انجام شد. یک میکرولیتر از ديااني به میکروتیوبهاي حاوي مخلوط بافر ، آب دیونیزه، dNTP، MgCl2، هر یک از آغازگرها و آنزیم Taq DNA polymerase ، افزوده شد. الگوي باند دهی به دست آمده به صورت یک - وجود باند - و صفر - عدم وجود باند - براي هر جمعیت نمره دهی گردید. با استفاده از تجزیه واریانس مولکولی61 نسبت تنوع درون جمعیت و بین جمعیت بوسیله نرمافزار GenAlex - ver6.5 - انجام شد. از آزمون مانتل در نرمافزار XLSTAT2017 بهمنظور ارزیابی همبستگی ماتریکس فاصله ژنتیکی و عوامل جغرافیایی، فاصله ژنتیکی و فاصله جغرافیایی استفاده شد.
نتایج و بحث
با استفاده از تجزیه واریانس مولکولی نسبت تنوع درون و بین جمعیت بدست میآید. در مجوع تنوع ژنتیکی کل در سطح یک درصد معنیدار بود و سهم تنوع درون جمعیت %57 و بین جمعیت %43 مشاهده شد - جدول . - 2 مطالعات پیشین نشان داد در هلال حاصلخیز تنوع درون جمعیت جودره نسبت به بین جمعیت بالاتر بود - بائک و همکاران، 2003؛ تورمان و همکاران، - 2017 که با نتیجه این تحقیق تطابق دارد. بهنظر میرسد دو عامل اندازه جمعیت - تعداد نمونههاي انتخاب شده - و نوع نشانگر استفاده شده میتوانند در تنوع درون و بین جمعیت تحت تأثیرگذار باشند - تورفنین و همکاران، 2001؛ بائک و همکاران، - 2003 علاوه بر آن افزایش تنوع درون جمعیت جودره ممکن است متأثر از افزایش مهاجرت یا مواجه شدن با شرایط مختلف محیطی باشد - تورمان و همکاران، . - 2017 جودره یکی از چندین گونه مرتبط با گیاه زراعی- وحشی62 است که در مزارع کشاورزي و مناطق بایر رشد میکند.
فعالیتهاي بشر همچون تغییر کاربري زمین، شدت چرا و جابهجاي بذر جو توسط کشاورز در ساختار جمعیت این گیاه تأثیر بهسزایی دارد. بذر جودره بهراحتی به پشم حیوانات، پر پرندگان و لباس انسان چسبیده و باعث افزایش پراکنش بذر از طریق افزایش چرا میشود - تورمان و همکاران،. - 2017 در زمان برداشت کمباین مشابه حیوان چراکننده عمل نموده و باعث ریزش بذر روي زمین یا جابهجاي آنها میشود - بنونوتی، . - 2007 با توجه به اینمطالب از عوامل دیگري که احتمالاً میتواند در پراکنش جودره در ایران نقش داشته باشد کمباین است چون نظارت کافی برپاکیزگی و عاري بودن از بذر این گیاه در هنگام برداشت گندم از مزرعه به مزرعه دیگر یا از شهر و استانی به شهر و استانی دیگر نیست.
همبستگی بین فاصله جمعیتها و عوامل جغرافیایی
نتایج آزمون مانتل نشان داد که همبستگی مثبت معنیداري بین فاصله جمعیتها و سه پارامتر عرض جغرافیاي، میانگین بارندگی سالیانه و میانگین دماي سالیانه وجود داشت - جدول . - 3در مطالعات پیشین عرض جغرافیایی، دما و بارندگی با فاصله بین جمعیتهاي جودره ارتباط داشتند - هوبنر و همکاران، 2009؛ فانگ و همکاران، 2014؛ روسل و همکاران، - 2016 که با نتایج این تحقیق همخوانی دارد. الگوي پیچیده متفاوت آللی جو با منشأ جغرافیایی و عوامل آب و هوایی مرتبط بوده باعث ظهور گونه طبیعی میشود - روسل و همکاران، . - 2016 شکلگیري آرایش ژنتیکی جمعیتهاي حاضر جودره فلسطین اشغالی با فشار غیر انتخابی همچون مهاجرت نشان داده میشود هر چند که شیب63 دما و بارندگی بعنوان فشار انتخاب طبیعی در تطابق ساختار جمعیت جودره در این بخش از هلال حاصلخیز نقش مهمی دارند - هوبنر و همکاران، . - 2009
همبستگی بین فاصله جغرافیایی و فاصله ژنتیکی جمعیتهاهمانطور که در جدول 4مشاهده میشود همبستگی مثبت معنی داري بین فواصل جغرافیایی و فواصل ژنتیکی جمعیتها وجود داشت.یکی از مهمترین اهداف آزمون مانتل ارزیابی الگوي مکانی در ساختار جمعیت است - دنیزفیلو و همکاران، . - 2013 در مطالعات پیشین همبستگی فاصله ژنتیکی و فاصله جغرافیایی جودره معنیدار بود - هوبنر و همکاران، 2009؛ فانگ و همکاران، 2014؛ تورمان و همکاران، - 2016 که حاکی از ایزولهبودن اثر فاصله بین جمعیتها بود - هوبنر و همکاران، . - 2009 هرچند همبستگی معنیداري بین فاصله و تفاوت ژنتیکی مشاهده شد اما الگوي مکانی را بهتنهایی بوسیله مدل ساده ایزوله بودن با فاصله جغرافیایی نمیتوان توجیه کرد و به فاکتورهاي دیگري همچون انتخاب طبیعی که در ساختار جمعیت موثر است، نیاز میباشد - هوبنر و همکاران، . - 2009
