بررسی تنوع ژنتیکی گونه انجیلی (parrotia persica) در جوامع مختلف ارتفاعی و ارتباط آن با خصوصیات مورفولوژیکی برگ

چکیده انجیلی درخت بومی و آندمیک ایران است. یکی از معدود مناطقی از دنیا که هنوز هم این گونه را می توان به صورت طبیعی مشاهده نمود، جنگل های شمال ایران می باشد. با توجه به تخریب وسیع رویشگاه های انجیلی در شمال ایران جهت حفاظت و مدیریت اصولی رویشگاه های این گونه شناخت نیاز های اکولوژیک و مطالعه تنوع ژنتیکی آن ضروری به نظر می رسد. به همین منظور برای بررسی تنوع ژنتیکی گونه انجیلی (parrotia persica)، برگ 60 پایه از جوامع مختلف ارتفاعی دو رویشگاه جنگلی هیرکانی گیسوم تالش (با اقلیم خیلی مرطوب) و کنده لات رودبار (با اقلیم مرطوب) نمونه برداری گردید. سپس 23 صفت کمی و کیفی مربوط به خصوصیات ماکرومرفولوژیک برگ و 17 صفت کمی و کیفی مربوط به خصوصیات میکرومرفولوژیک (روزنه و کرک) برگ اندازه گیری شد و میزان پلاستیسیتی هر یک از صفات نیز محاسبه گردید. جهت تعیین تنوع ژنتیکی در ارتفاعات مختلف دو رویشگاه مورد مطالعه نیز از نشانگر مولکولی issr استفاده شد. طبق بررسی های انجام شده در این تحقیق تیپ کرک و روزنه در دو رویشگاه مورد مطالعه به ترتیب از نوع ستاره ای و پاراسیتیک و نوع رگبرگ بندی برگ نیز از نوع پر معرفی شد. نتایج مقایسه میانگین نشان داد که مقدار زاویه نوک برگ، زاویه قاعده برگ، شکل نوک برگ، شکل قاعده برگ، مساحت، محیط و عرض دهانه روزنه، تراکم روزنه و کرک و تعداد برگ های کرک دار در رویشگاه کنده لات نسبت به گیسوم بیشتر است، اما در مقابل میزان slm، sdm، وزن خشک، طول پهنک، حداکثر عرض پهنک، ارتفاع از نوک تا پهن ترین قسمت برگ، شکل پهنک، مساحت پهنک، محیط پهنک، وضعیت دندانه، مساحت، محیط و طول کل روزنه و تعداد بازوهای کرک در رویشگاه گیسوم بیشتر از کنده لات بود. همچنین از بین تمامی صفات اندازه گیری شده شکل و محیط پهنک، وضعیت دندانه، تعداد رگبرگ و محیط کل روزنه کمترین میزان پلاستیسیتی و ضریب تغییرات را نسبت به شرایط محیطی ازخود نشان دادند. براساس نتایج آنالیز تابع تشخیص، آنالیز خوشه ای و مولفه های اصلی (pca) مهمترین صفات تاثیرگذار در جداسازی این دو رویشگاه صفاتی از قبیل شکل پهنک، تعداد رگبرگ، اندازه کل روزنه، اندازه کل دهانه روزنه و تعداد برگ های حاوی کرک بودند. نتایج همبستگی نیز نشان داد که صفات مربوط به کرک با اندازه روزنه رابطه منفی معنی دار و با اندازه دهانه روزنه رابطه مثبت معنی دار دارند. نتایج مقایسه صفات ماکرو و میکرومرفولوژیک برگ در طول گرادیان ارتفاعی در رویشگاه کنده لات نشان داد که از بین تمامی پارامتر های مورد مطالعه، صفات sdm، طول پهنک برگ، حداکثر عرض پهنک، ارتفاع از نوک تا پهن ترین قسمت برگ، عرض پهنک در 1/0 و 9/0 طول از قاعده برگ، مساحت پهنک، محیط پهنک، تراکم روزنه، شاخص هدایت روزنه ای، تعداد برگ های کرک دار و تعداد بازوهای کرک در ارتفاعات پایین بیشتر است در صورتی که زاویه بین رگبرگ اصلی با فرعی در دامنه ارتفاعی بالاتر میزان بیشتری را نشان داد. همچنین طبق نتایج به دست آمده از آنالیز تابع تشخیص و آنالیز خوشه ای، مساحت پهنک، اندازه روزنه و طول بازوی کرک به عنوان صفت موثر در تفکیک دو دامنه ی ارتفاعی در این رویشگاه معرفی شدند. مقایسه صفات ریختاری برگ، کرک و روزنه در طول دامنه ارتفاعی رویشگاه گیسوم نیز نشان داد که میزان slm، sdm، تعداد رگبرگ و طول دمبرگ، تعداد برگ های کرک دار، طول و تعداد بازوهای کرک و نیز تراکم روزنه در دامنه ارتفاعی بالا بیشتر است در صورتی که میزان اریبی (عدم قرینگی) برگ در ارتفاعات پایین بیشتر بود. طبق نتایج به دست آمده از آنالیز تابع تشخیص و آنالیز خوشه ای صفات موثر در جداسازی دو دامنه ارتفاعی در این رویشگاه، صفات sdm، شکل پهنک، تراکم روزنه و درصد برگ های کرک دار بودند. نتایج مطالعه در طول گرادیان ارتفاعی نشان داد که در رویشگاه کنده لات صفات شکل پهنک، محیط و طول کل روزنه و در رویشگاه گیسوم صفات شکل پهنک، تراکم و موقعیت کرک دارای کمترین میزان پلاستیسیتی و ضریب تغییرات بودند. به طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که پایه های موجود در ارتفاعات پایین در هر دو رویشگاه از نظر صفات ریختاری برگ نسبت به ارتفاعات بالاتر پلاستیسیتی بیشتری دارند، در صورتی که میزان پلاستیسیتی صفات روزنه و کرک در پایه های موجود در دامنه ارتفاعی بالاتر نسبت به ارتفاعات پایین بیشتر بود. بر اساس نتایج مولکولی از میان 8 آغازگر issr استفاده شده، 5 آغازگر (1is، 2is، 3is، 4is و 845ubc) توانستند باندهای مناسبی تولید کنند. در رویشگاه کنده لات از 5 آغازگر انتخاب شده به طور متوسط 4/8 باند تولید شد و میانگین درصد چندشکلی 81/94% به دست آمد که بیشترین درصد چندشکلی مربوط به آغازگرهای 1is و 4is بود. در رویشگاه گیسوم به طور میانگین 4/10 باند شناسایی و متوسط درصد چندشکلی 38/61% برآورد شد و آغازگر 845ubc بیشترین درصد چندشکلی را به خود اختصاص داد. در بین دو رویشگاه مورد مطالعه نیز متوسط باندهای تولید شده 4/10 و میانگین درصد چندشکلی 82/80% برآورد شد که بیشترین درصد چندشکلی متعلق به آغازگر 1is بود. تنوع ژنتیکی کل و شاخص اطلاعات شانون برای کل پایه های انجیلی در رویشگاه کنده لات به طور متوسط به ترتیب 36/0 و 53/0 برآورد شد و آغازگر 4is دارای بیشترین میزان در این شاخص ها و همچین تعداد آلل موثر بود، در رویشگاه گیسوم این دو شاخص به ترتیب برابر با 37/0 و 54/0 برآورد شد و آغازگرهای 1is و 4is بیشترین میزان این شاخص ها و تعداد آلل موثر را به خود اختصاص دادند، همچنین بین دو رویشگاه مورد مطالعه نیز این شاخص ها به ترتیب برابر با 33/0 و 50/0 برآورد شدند که بیشترین میزان مربوط به آغازگرهای 1is و 4is بود. طبق نتایج تجزیه واریانس مولکولی، میزان تنوع درون جمعیتی در رویشگاه کنده لات بیشتر از تنوع بین جمعیتی بود، به طوری که 93/71 درصد تنوع در درون جمعیت و 06/28 درصد تنوع در بین جمعیت وجود داشت. همچنین میانگین تمایز ژنتیکی در دو دامنه ارتفاعی این رویشگاه 27/0 بود و آغازگرهای 1is و 4is بیشترین میزان را در این شاخص به خود اختصاص دادند. در رویشگاه گیسوم هر 5 آغازگر مورد استفاده، میزان واریانس درون جمعیتی بسیار بالایی را نشان دادند، به طوری که بین دو دامنه ارتفاعی تفاوت ژنتیکی به طور مطلق وجود نداشت و معادل عدد منفی بود. در بین دو رویشگاه مورد مطالعه نیز میزان تنوع درون جمعیتی بیشتر از بین جمعیتی بود، به طوری که 61/88 درصد از تنوع ژنتیکی کل مربوط به درون جمعیت ها و 38/11 درصد باقیمانده مربوط به بین دو رویشگاه بود. میانگین تمایز ژنتیکی بین دو رویشگاه 02/0 بود که آغازگر 1is بیشترین میزان این شاخص را بین دو رویشگاه از خود نشان داد. طبق نتایج حاصل از آنالیز نی میانگین فاصله ژنتیکی بین دو دامنه ارتفاعی در رویشگاه کنده لات و گیسوم به ترتیب 12/0 و 002/0 و در بین دو رویشگاه مورد مطالعه 12/0 برآورد شد و آغازگرهای 1is و 4is از بین سایر آغازگرها بیشترین سهم را در این شاخص به خود اختصاص دادند. طبق نتایج آنالیز خوشه ای و تابع تشخیص، آغازگرهای مورد استفاده در این پژوهش از طریق گروه بندی صحیح توانستند پایه های انجیلی کنده لات را به طور نسبتا خوبی از لحاظ رنج ارتفاعی از هم تفکیک کنند که آغازگرهای 1is و 4is با داشتن بیشترین درصد صحت (95%)، از قدرت تفکیک بهتری برخوردار بودند، در رویشگاه گیسوم تطابق مطلوبی بین پایه های انجیلی و دامنه ارتفاعی آن ها مشاهده نشد، به طوری که اکثر پایه های موجود در دو دامنه ارتفاعی تواما باهم در یک خوشه اصلی قرار گرفتند و آغازگر 845ubc توانست با درصد صحت بیشتری (96%) نسبت به سایر آغازگرها پایه های انجیلی رویشگاه گیسوم را به دو خوشه اصلی تقسیم کند. بین دو رویشگاه مورد مطالعه نیز تطابق مطلوبی بین فاصله ژنتیکی توده ها و پراکنش جغرافیایی آن ها مشاهده نشد و آغازگر 2is با بیشترین درصد صحت (8/93%) پایه های موجود در دو رویشگاه را به دو خوشه اصلی تقسیم کرد. مقایسه صفات ریخت شناسی و issr با استفاده از آزمون ضریب کاپا نشان داد که بین صفات مورفولوژیک و ژنتیکی برگ پایه های موجود در دو دامنه ارتفاعی هر دو رویشگاه مورد مطالعه همبستگی معنی داری وجود ندارد اما بین دو رویشگاه مورد مطالعه، همبستگی معنی داری بین صفات میکرومورفولوژی و صفات ژنتیکی برگ مشاهده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که آغازگرهای 1is و 4is و 845ubc توانستند کارایی بیشتری در بررسی تنوع ژنتیکی پایه های انجیلی از خود نشان دهند، همچنین با توجه به بالاتر بودن میزان پلاستیستی و درصد صحت تفکیک دو دامنه ارتفاعی از لحاظ ژنتیکی و مورفولوژیکی در رویشگاه کنده لات نسبت به گیسوم، می توان گفت که رویشگاه کنده لات دارای تنوع مورفولوژیکی و ژنتیکی بیشتری نسبت به گیسوم است، در نتیجه دارای ارزش حفاظتی بالاتری برای حفظ و احیاء این گونه با ارزش آندمیک ایران است.