گروه بندی ژنوتیپ های فندق (Corylus avellana L.) بومی شمال غرب ایران با استفاده از نشانگر ژنتیکی SCoT به روش PCOA و ارتباط آن با میزان تاکسول و پلی فنل ها

سابقه و هدف: تاکسول یکی از ارزشمندترین مواد موثره موجود در برخی گیاهان است که در شیمی درمانی بر علیه سرطان های سینه، معده، تخمدان، کبد، ریه، دهانه رحم و پانکراس استفاده می شود. برگ فندق (Corylus avellana L.) یکی از گیاهانی است که وجود تاکسول در آن اثبات شده است. جنگل های طبیعی مناطق اردبیل، ارسباران و میانه از مناطق مهم ژرم  پلاسم های فندق می باشند. هدف از این پژوهش بررسی و گروه بندی نمونه های زیر جمعیتی فندق این مناطق براساس نشانگر ژنتیکی SCoT و مقایسه نمونه های یک کلاستر با استفاده از تجزیه به مولفه های اصلی از نظر میزان تاکسول موجود در برگ فندق و خصوصیات فیتوشیمیایی میوه آنها بود.مواد و روش ها: این پژوهش طی سال های ۹۹-۱۳۹۸ انجام شد. در این پژوهش تعداد ۷۸ نمونه تک درخت بومی از جنگل های طبیعی فندقلو اردبیل، میانه و ارسباران انتخاب شده (بر حسب فاصله جغرافیایی نمونه های هر منطقه جمیعت ان منطقه در نظر گرفته شد) و موقعیت جغرافیایی هر منطقه با GPS ثبت شد. صفات کمی و کیفی فندق براساس وسعت، خصوصیات جغرافیایی و تنوع احتمالی موجود بین توده های فندق شمال غرب کشور و براساس توصیف گر فندق معاونت تحقیقات و شناسایی ارقام گیاهی، وزارت جهاد کشاورزی جمع آوری شد. براساس تنوع فنوتیپی، نمونه های زیر جمعیتی (تک درخت) انتخاب شده، از قسمت برگ استخراج DNA به روش CTAB انجام شد. پس از کیفیت سنجی DNA در طیف جذبی ۲۶۰ و ۲۸۰ نانومتر در نانودراپ، با استفاده از پرایمرهای اختصاصی SCoT، واکنش PCR انجام شد. سپس الکتروفورز نسبت به حضور یا عدم حضور نشانگر (صفر و یک) انجام و داده ها با استفاده از نرم افزار POP Gene v۱.۳۲ مورد ارزیابی قرار گرفتند. از هر گروه بسته به تعداد نمونه ها، حداقل دو نمونه انتخاب و میزان تاکسول در برگ آنها استخراج و اندازه گیری شد. از میوه های فندق نمونه های انتخابی گزینش و میزان خصوصیات آنتی اکسیدانی، فنل ها، اسیدهای چرب و میزان برخی عناصر معدنی اندازه گیری شد.نتایج: براساس وجود و عدم وجود باندهای ژنتیکی SCoT در ژنوم نمونه های انتخابی فندق از مناطق مختلف آنالیز تجزیه به مولفه های اصلی (PCOA) انجام شد. هبستگی (ضریب همبستگی مانتل) بین ضریب تشابه براساس گروه بندی ژنوتیپ ها با استفاده از نشانگر SCoT و ضرایب تشابه با استفاده از داده های مشخصات جغرافیایی برابر با ۰.۵۴ محاسبه شد که معنی دار بود (Pvalue<.۰۵). بررسی میزان محتوی اطلاعات ژنتیکی (PIC) براساس پرایمرهای SCoT مورد استفاده نشان داد که در گروه های جدا شده براساس PCoA میزان PIC متفاوت بود. بین گروه های ژنوتیپی از نظر صفات محتویات پروتئینی، محتویات اسیدهای چرب، فیبر، کربوهیدرات، فنل تام، پالمیتیک اسید. تفاوت معنی دار در سطوح احتمال۰.۰۵و ۰.۰۱وجود داشت و از نظر بقیه صفات تفاوت معنی دار دیده نشد.مقایسه میانگین گروه های ژنوتیپی فندق نشان داد که از نظر محتوی پروتئینی، درصد اسیدهای چرب، میزان خاصیت آنتی اکسیدانی و پالمیتیک اسید، بیشترین میانگین مربوط به ژنوتیپ های گروه ۱ بوده است. مقادیر ضرایب تشابه در گروه بندی براساس نشانگر SCOT و ضرایب تشابه حاصل نتایج نشان داد، میزان همبستگی بین ضرایب محاسبه شده ۰.۷۶ است. ارزیابی جریان ژنی (Nm) وشاخص تثبیت (Fst) در درون جمعیت ها و ژنوتیپ های فندق بیشترین میزان جریان ژنی Nm و کمترین میزان Fst را در کل جمعیت ها (۰.۵۵=Fst و ۰.۷=Nm) را نشان دادند که همین روند در گروه ها نیز رعایت شده بود هر چند که میزان ضریب Nm در ژنوتیپ های گروه ۱ بود (۰.۸۱= Nm). میزان هتروزیگوسیتی بین جمعیتی (Dst) ۰.۱۵ برآورد شد.نتیجه گیری: از آنجایی که همواره در مطالعه صفات فیتوشیمیایی مستلزم زمان و انجام آزمایشات متعدد است، وجود نشانگرهای نشانگر قابل اعتماد تکرارپذیر برای یافتن ژنوتیپ های با شاخصه های فیتوشیمیایی و تاکسول بالا ضرورت پیدا می کند. مقدار پایین پارامتر جریان ژنی Nm)) نشان داد که جمعیت‎های مورد مطالعه میل به افتراق بالایی دارند. وجود تنوع ژنتیکی بالا درون جمعیت‎ها امکان اجرای برنامه‎های اصلاحی را توجیه پذیر می‎سازد. بالا بودن تشابه ژنتیکی بین جمعیت‎ها مطالعه نشانگر SCoT (بیشترین۰.۹۷ کمترین ۰.۸۱) نشان داد جمعیت ها به یک منشاء و زمینه ژنتیکی تعلق دارند.

کلیدواژه ها:

ترکیبات آنتی اکسیدانی ، خصوصیات فیتوشیمیایی ، ژرم پلاسم ، نشانگر مولکولی