جدول ۳-۲ نتایج چندشکلی پرایمرهای استفاده شده در این تحقیق ۴۹
جدول ۳-۳ پارامترهای تنوع ژنتیکی همه لوکوسها در کل نمونهها بر اساس مارکر SRAP 51
جدول ۳-۴ شاخص های تنوع بین جمعیتی HT، HS، GST و Nem در جمعیتهای Q. brantii ۵۳
جدول ۳-۵ جدول ماتریس تشابه بدست آمده برای نشانگر SRAP در بین جمعیتها ۵۴
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
چکیده
بلوط (Quercus) یکی از مهمترین جنسهای چوبی نیمکره شمالی است. این جنس از اصلیترین گونه های درختی ایران به شمار میرود. تاکسونومی و ارتباط تکاملی جمعیتهای بلوط ایرانی بر اساس مارکرهای مولکولی به طور گستردهای مطالعه نشده است. در این مطالعه، ارتباط ژنتیکی جمعیتهای بلوط با به کارگیری مارکر SRAP امتحان شد. پنج جمعیت بلوط از مناطق مختلف زاگرس شامل یاسوج، برمدشت، بیستون، آبدانان و خوزستان جمعآوری و آنالیز شدند. یازده جفت پرایمر SRAP در کل نمونهها ۳۲ باند از ۱۰۰ تا ۴۰۰bp ایجاد کردند. ۲۷ تا از این باندها پلیمورف بودند و درصد پلیمورفیسم۳۸/۸۴% به دست آمد. ضریب تشابه نی محاسبه شد و دندروگرام بر اساس UPGMA از روی داده های SRAP ترسیم شد. داده های SRAP با به کارگیری نرمافزار popgene در چهار خوشه دستهبندی شد. آنالیز ژنتیکی دامنه تشابه ژنتیکی بین جمعیتی نسبتاً بالا از حداقل ۸۸۱۸/۰ بین یاسوج و برمدشت تا حداکثر ۹۵۸۷/۰ بین بیستون و آبدانان را نشان داد. جمعیتهای مطالعه شده بلوط تنوع بالایی را نشان دادند: شمار آلل موثر ۴۶/۱ بود و شاخص تنوع ژنتیکی شانون (I) به طور متوسط ۶۹/۴۱% بود. جمعیتهای امتحان شده اختلاف ژنتیکی بین جمعیتی نسبتاً بالایی را (۲/۰ GST=) نشان دادند و جریان ژنی(Nem) 96/1 بود.
واژه های کلیدی: بلوط، تنوع ژنتیکی، مارکر مولکولی SRAP، نی، پلیمورفیسم
فصل اول:
کلیات
۱-۱ مقدمه و هدف
بلوط (Quercus) از تیره راش (Fagaceae) یکی از متنوعترین جنسهای درختان نواحی معتدل با بیش از ۵۰۰ گونه در سراسر جهان است(۶۱). بلوط جزء گیاهان پهن برگ است و اساساً این جنس بومی نیمکره شمالی میباشد و شامل گونه های خزانپذیر و همیشهسبز میباشد که در عرضهای جغرافیایی مختلف آسیا و آمریکا گسترده شدهاست (۱۵). از زمان داروین بلوط به عنوان یک جنس مدل برای مطالعه فرآیندهای تکاملی و گونهزایی به کار میرود، سازگاری بالا و مراحل مختلفی از جریان ژنی بین گونه ای به طور معنیداری در پیدایش صدها گونه و زیرگونه و اکوتیپهای متعدد مشارکت داشتهاست(۲۱). از یک طرف این انعطافپذیری فنوتیپی و تنوع ژنی باعث موفقیت این جنس در گونهزایی شدهاست و از طرف دیگر این خاصیت مشکلاتی را در تخمین تنوع ژنتیکی بین گونه ها و ساختار ژنتیکی جمعیتها و ارتباط تاکسونومیکی بین گونه ها ایجاد کردهاست که باید به طریقی این مشکل رفع شود(۳۰). یکی از علل عمده این تنوع ژنتیکی در بلوط فراوانی تبادل ژنی و دخول بین گونه های جنس بلوط هیبریداسیون میباشد(۲۴).
در حال حاضر با فشار ناشی از تخریب و بهره برداری از جنگلها توسط انسان، تغییرات اقلیم و پدیده گرم شدن کره زمین پیش بینی می شود، طی ۵۰ تا ۱۰۰ سال آینده جمعیت بسیاری از گونه های گیاهی در رویشگاههای کنونی ضعیف و ضعیفتر شده (۳) و آینده جنگلهای بلوط را با مخاطرات جدی مواجه سازد. همچنین وجود مشکلاتی نظیر کمبود درختان مادری، تناوب سال بذردهی، آفات و امراض، تولید دانه ناکافی و نامناسب، ضعف دانهزادی و عدم نگهداری دانهها برای مدت طولانی (۶۳)، روند احیاء طبیعی جنگلها را از طریق بذر با مشکل روبرو کردهاست. تدوین برنامه حفاظت از منابع ژنتیکی بلوط و توسعه و احیاء جنگلهای آن از طریق بذرکاری و نهالکاری می تواند از جمله مهمترین و اصولیترین اقدامات احیایی و حفاظتی رویشگاههای این جنس باشد. بطورکلی گزارشات موجود نشان میدهد که در بسیاری از موارد به دلیل ناسازگاری ژنتیکی نهالهای کاشته شده با شرایط محیطی(۱۵)، نرخ پایین زندهمانی آنها(۵۱)، باید توسط بذر ژنوتیپهایی جنگلکاری شود که با شرایط اقلیمی دوره های آینده سازگاری داشته باشد. با این وجود تنظیم و اجرای برنامه های حفاظت از منابع ژنتیکی و جنگلکاری با بذر ژنوتیپهای سازگار با استرسهای احتمالی نیازمند کسب اطلاع از تنوع ژنتیکی بین و درون جمعیتها است(۵۳).
علاوه بر اهمیت اکولوژیکی بلوط، این جنس دارای مصارف دارویی، خوراکی و صنعتی فراوان نیز میباشد(۲۸). این جنس یکی از مهمترین گیاهان چوبی تشکیلدهنده جنگلهای بلوط غرب محسوب می شود ولی به دلیل دور شدن این جنگلها از حالت کلیماکس و کاهش قابل توجه گونه های جنگلی تعیین تنوع ژنتیکی و حفاظت ذخایر آنها ضروری به نظر میرسد(۲۳).
مطالعات قبلی مدارک فراوانی را مبنی بر تنوع بینگونه ای براساس کاراکترهای فنوتیپی فراهم کرده اند تنوع در این جنس براساس ویژگیهای بیولوژیک، مورفولوژیک و فنولوژیک شناسایی و شرح داده شده است، به خصوص مورفولوژی برگ در این مورد مفید است و ساختار جمعیت بلوطها بر اساس ویژگی مورفولوژیکی برگ مطالعه شده است (۶۱ و ۲۱). تاکنون مطالعه روی تنوع ژنتیکی درون گونه ای بلوط ایرانی در مناطق مختلف ایران با بهره گرفتن از مارکر SRAP صورت نگرفته است.
مارکرهای مولکولی مهمترین و کاربردیترین سیستمهای مارکری هستند که گستردگی زیادی داشته و هر روزه در حال توسعه و تکامل هستند، و از آنجا که در اولین سطح از بیان ژن مطرح می شوند خیلی دقیق بوده و دارای تنوع زیاد و پلی مورفیسم بالا هستند (۱۵). در بین نشانگرهای مولکولی ریزماهوارهها به دلیل توانمندیهای ویژهای که در شناسایی تنوع ژنتیکی ارقام و گونه های مختلف درختان دارند از کارایی بالایی برخوردارند. هدف از کار حاضر ارزیابی امکان بکارگیری مارکر SRAP در مطالعات ژنتیکی درونگونه ای بلوط و مطالعات ژنتیک جمعیت و سنجش تنوع ژنتیکی در جمعیتهای مختلف این گونه و تخمین ساختار ژنتیکی و اختلاف بین جمعیتها در قسمتهای مختلف قلمرو آن در جنگلهای زاگرس است که امید میرود کمکی در جهت طبقه بندی این جنس و بهنژادی این گیاه در آینده باشد.
۱-۲ گیاهشناسی تیره راش (Fagaceae)
تیره راش (بلوط یا پیالهداران) در جهان دارای ۶ جنس و حدود ۶۰۰ گونه است. درختان یا درختچههایی یکپایه، خزانکننده یا همیشهسبز هستند. برگها متناوب، ساده، کامل، دندانهدار، کنگرهدار یا دارای لوبهای شانهای، دمبرگدار گوشوارکدار که زودافت و در برخی پایا هستند. گلها یکجنسی و در سنبلههای دمگربه ای مجتمعاند. گلهای نر دارای کاسهای کوچک با تعدادی پرچم و گلهای ماده دارای کاسهای کوچک چسبیده به ۳ تا ۶ برچه با تمکن محوری و تخمدان زیرین و دارای خامه و کلالههای آزاد هستند. در کنار هر برگک سنبلهی ماده معمولا گلآذین گرزنی شامل ۳ گل وجود دارد که گاهی فقط یک گل از آن به رشد خود ادامه میدهد. گلهای ماده را اندامی پیالهای شکل حاصل از تراکم برگکهای فلس مانند محصور می کند که همراه با رشد فندقهها رشد می کند و نقش حفاظت فندقه را بر عهده میگیرد. در هر گل فقط یک برچه می تواند به رشد خود ادامه دهد و به یک فندقه تبدیل شود. گاهی گیاهشناسان گیاهان این تیره را به دلیل داشتن کاسه گل پیالهمانند، که به خصوص در بلوط و شاهبلوط قابل توجه است، پیالهداران نیز میگویند (۱۰و۸).
۱-۳ شرح تاکسونومیک جنس بلوط Quercus
بلوط یکی از متنوعترین جنسها از درختان نواحی معتدل است که بر اساس گفتهی محققان شمار گونه های بلوط بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ متفاوت است (۶۱). در این جنس سنبله نر به شکل شاتون آویخته و محور آن دارای گلهای منفردی با پوششی متشکل از پنج قطعه در قاعده است که به هم متصل شده و دارای ۵ یا تعدادی پرچم است. سنبله ماده معمولاً کمگل است و غالباً فقط به یک گل یا دو گل ختم می شود. بخش پایین هر گل را اجتماعی از فلسها به صورت پیاله محصور میسازد. گلپوش دارای ۶ قطعه واقع در دو حلقه است. مادگی زیرین و دارای دو تخمک واژگون بوده و خامه به کلاله سهبخشی منتهی است. میوه بصورت فندقه بزرگی با برونبر چرمی است که قاعدهی آن درون پیالهای مقاوم قرار دارد. مادگی در جریان رشد تمام تخمکهای خود را از دست داده و فقط یکی از آنها به رشد خود ادامه میدهد، بنابراین میوه بلوط یک فندقهای است. بیشتر گونه های بلوط درختان بلند جنگلی با تنههای ضخیم و چوبی سخت و مقاوم هستند. بلوطها گاهی بیشتر از ۲۰۰ سال عمر می کنند (۸). بسیاری از گونه های بلوط دارای هر دو نوع تولید مثل جنسی و غیرجنسی هستند. تولید مثل جنسی از طریق تولید دانه و تولید مثل غیرجنسی از طریق پاجوشهای ریشه صورت میگیرد و افراد حاصل در پاسخ به فاکتورهای اکولوژیکی و ژنتیکی متنوع میشوند (۱۴). ردهبندی بلوط بر اساس ردهبندی کرانکوئیست به صورت زیر میباشد:
Kingdom: Plantae
Division: Magnoliophyta
Class: Magnolipsida
Order: Fagales
Family: Fagaceae
Sub Family: Quercoideae
Genus: Quercus
۱-۳-۱ خصوصیات تاکسونومیک گونه Lindl. Quercus brantii
درختی است که هیچگاه مرتفع نیست (شکل۱-۳)، حداکثر به ارتفاع ۱۰ متر، با پوست خاکستری، شیاردار، شاخه های جوان با کرکهای زرد نمدی یا نمدی خاکستری شونده، جوانه ها تخممرغی به طول ۲ تا ۵ میلیمتر با فلسهای درشت، کرکدار. برگها در زمستان ریزان، در روی سطح فوقانی با کرکهای ستارهای تنک، سطح تحتانی با کرکهای ستارهای زرد یا خاکستریشونده گاهی مخلوط با کرکهای غدهدار پتویی؛ پهنک به طول ۶-۱۰ (۱۵-) و عرض ۴-۷ (۹-) سانتیمتر، تخممرغی یا مستطیلی تخم مرغی، با قاعده قلبی، دندانههای ۷ تا ۱۴ تایی کوتاه با نوکی به طول ۱-۲ میلیمتر؛ رگبرگهای فرعی ۸-۱۶ جفت، موازی، تا میان دندانهها ممتد (در میان دندانهها نفوذ می کند)؛ رگبرگهای بینابینی (فرعیتر) وجود ندارد؛ دمبرگ به طول ۱-۲ سانتیمتر. گل آذین دمگربهای نر به طول ۴-۶ سانتیمتر، با محور کرکدار؛ گلپوشهای نر با بریدگیهای پهن ۴-۶ تایی کمعمق (هیچگاه بریدگیها عمیق نیستند)، بریدگیها به نیمه گلپوش نمیرسند؛ پرچمها ۵-۷ تایی. گلهای ماده منفرد یا دوتایی، با محوری به طول ۱۵ سانتیمتر. پیاله نیمهکروی یا مخروطی که ۲۰ تا ۵۰ درصد میوه را در بر میگیرد، به ارتفاع ۲-۳ سانتیمتر وقطر ۴ سانتیمتر، با فلسهای درشت، کرکدار، به صورت افقی گسترده. میوه بلوط به طول تا ۵ سانتیمتر، با زخم محدب. این گونه اغلب گال ایجاد می کند(۱۱).
-۴ پراکندگی جهانی این جنس
این جنس بومی نیمکره شمالی (اروپا، افریقا، آمریکای شمالی و آسیا مخصوصا در جزایر پلینزی در اقیانوس آرام) است (۱۴) و از نواحی قطبی تا نواحی نیمهخشک پراکنده شدهاست (۱۶). مکزیک یکی از مراکز تنوع جنس بلوط است که دارای ۱۳۵ تا ۱۵۰ گونه شامل ۸۶ گونه اندمیک میباشد (۶۱)(شکل۱-۱).
شکل۱- ۱ پراکندگی جهانی جنس بلوط (Quercus)
۱-۵ پراکندگی این جنس در ایران
در ایران نیز چند گونه بلوط در جنگلهای شمال و غرب ایران انتشار دارند Q. macranthera با نام محلی اوری و Q.castanefolio با نام محلی مازو از مهمترین جنگلهای شمال و ارسباران هستند (۵). جنگلهای زاگرس که جنگلهای بلوط غرب نیز نامیده می شود با طول تقریبی ۱۳۰۰ کیلومتر در امتداد رشتهکوه زاگرس از جنوب آذربایجان غربی تا استان فارس ادامه دارند (۲۱ و ۱۴). درخت بلوط از بارزترین گیاهان درختی به شمار میرود (۲۱). زاگرس جنوبی رویشگاه خالص گونه Q.brantii Lindl. یا بلوط ایرانی میباشد(شکل۱-۲).
شکل ۱- ۲ پراکندگی جنس بلوط(Quercus) در ایران
۱-۶ شرایط اکولوژیکی
درخت بلوط در خاک پررس مرطوب رشد می کند ولی خاکهای شنی را نیز تحمل می کند. این درخت در مناطق جنگلی و پست یافت می شود. جنگلهای بلوط به دوره کوتاه خشکی در تابستان و باران زیاد در بهار نیاز دارند (۲).
۱-۷ ترکیبات شیمیایی بلوط
در پوست و برگ درختان بلوط تاننهایی وجود دارد که از نظر ترکیب شیمیایی مشابهت نزدیک با یکدیگر دارند. پوست شاخه های جوان برخی گونه های دارویی دارای ۱۰ تا ۲۰ درصد (در شاخه های مسن ۰ تا ۱۰ درصد) از نوعی تانن فیزیولوژیکی یعنی اسید کوئرسیتانیک[۱] محلول در آب، نوعی قند محلول در آب به نام کوئرسیت[۲]، ۶/۱ درصد اسید گالیک، اسید مالیک، یک ماده تلخ به نام کوئرسین[۳] ، فلوروگلوسین، موسیلاژ، مواد پکتیکی، مواد رزینی، اکسالات کلسیم و نوعی ماده رنگی قرمز به نام قرمز بلوط و به مقدار کم از کولاکاتشین[۴] و غیره است. میوه دارای ۵ درصد ماده روغنی، ۶۵/۶ درصد پروتئین، ۷ درصد از قندهای مختلف، ۳/۴۴ درصد آمیدون، ۲/۳ درصد پنتوزان، مقدار کمی کوئرسیت و معادل ۷ درصد از نوعی تانن است. در گال که بر روی برگ و جوانههای بلوط تحت اثر گزش حشرات مخصوص از دسته نیمبالان، ایجاد می شود نوعی تانن به نام اسید گالوتانیک[۵] یافت می شود که سابقا آن را انیدریدی از اسید گالیک تصور مینمودند و در نتیجه آن را اسیددیگالیک[۶] نوعی گلوکوزید تصور میکردند (۴).
۱-۸ اهمیت درمانی بلوط
اهمیت درمانی درختان بلوط بیشتر مربوط به تاننی است که در اندامهای آن فراهم می شود. این ماده را باید یکی از شاخصترین موادی دانست که در عالم گیاهان تولید می شود. این ماده مهم گیاهی خواص مختلفی نظیر رسوب دادن آلبومین، به وجود آوردن پوشش محافظ برای بافتها، جلوگیری کردن از عفونیشدن و غیره را داراست. طبق بررسیهایی که به عمل آمده است فراوردههای تانن تاثیر مثبتی در درمان سل، التیام زخمها و جلوگیری از ترشحات مخاط دارند. اعضای مختلف درختان بلوط به علت دارا بودن تانن اثر قابض، بند آوردن خون و تقویتکننده عمل بعضی از اعضای بدن را دارند. برگ بلوط در بیماریهای مختلف مانند اختلاط خونی، خونرویهای مختلف، زخم معده، آغاز بیماری سل، دیسانتری، بیاختیاری دفع ادرار در اطفال، رفع ترشحات زنانگی و بواسیر اثر قاطع دارد. در استعمال خارجی، جوشاندههای غلیظ آن به صورت غرغره در معالجه ورم حنجره و لوزه مؤثر واقع می شود.
پوست درخت بلوط (Q. robur) پادزهر خوبی در مسمومیتهای ناشی از آلکالوئیدها است و اثر غیرقابلانکاری در رفع خونرویها، اختلاط خونی، سل، نرمی استخوان و غیره دارد (پوست گونه های دیگر به علت دارا بودن تانن فراوانتر کمتر در مصارف داخلی بکار میروند). باید توجه داشت مصرف زیاد یا طولانی مدت آن باعث خستگی عضلات معده، احساس درد عضله قلب و تحریک دستگاه هضم می شود. ارزش درمانی پوست بلوط در استعمال خارج، بیشتر از مصارف داخلی آن است مانند آن که استعمال جوشاندههای گرد پوست بلوط، به صورت حمامهای موضعی، لوسیون، غرغره، تنقیه و شستشو به صورتهای مختلف، جهت درمان بیماریها در موارد اولسرهای سرطانی، التهاب غدد به علت انسداد مجاری آنها، خونمردگی سوداء، بیماریهای مزمن پوستی دیگر، اگزما، واریس، خیز عمومی بدن و غیره میتوان استفاده کرد. از لوسین موجود در پوست درخت بلوط، در موارد انسداد مجاری لنفاوی، دررفتگی اعضا، جمع شدن آب در مفاصل، سرمازدگی، اولسرهای عفونی و اولسرهای قانقاریایی چرکین نیز استفاده میشدهاست، به علاوه آن را در موارد بروز ترشحات مهبلی و سوزاکهای مزمن و غیره هم بکار میبردهاند.
میوه بلوط جهت رفع اسهال و درمان دیسانتری، سوءهاضمه، درد معده، نزلههای مزمن، کمخونی، نرمی استخوان، سیاهسرفه، درمان سل در مراحل اولیه، سستی و ضعف استخوانها و غیره به کار میرود. مخلوط آرد میوه بلوط بوداده با کاکائو، بهترین دارو جهت رفع اسهالهای ساده اطفال است.
گالها به عنوان مقوی معده، قابض و رفعکننده خونرویها به کار میروند (۴).
۱-۹ مصرف خوراکی بلوط
میوه فندقه درختان بلوط که عموماً در پیالهای جای دارد و آکورن نامیده می شود، از قدیم مورد استفاده مردم دنیا بوده است. طعم آن در بعضی گونه ها مانند Q. ballota Desf مخصوصاً نژادی از آن که در الجزیره و اسپانیا میروید بسیار مطبوع است. بعضی از گونه های آمریکا و برخی از انواع موجود در ایران نیز میوههای خوراکی دارد و از آنها برای تغذیه استفاده می شود. از مخلوط آرد میوه درشت بلوط با آرد گندم، در بعضی نواحی نان تهیه می شود. در دورانهای قبل میوه بلوط را بو میدادند تا تانن آن با این عمل کاهش یابد سپس از آن در تهیه نوعی قهوه استفاده میکردند، این قهوه دارای دکسترین به جای آمیدون میوه است (۴). میوه بلوط هم به صورت مستقیم مورد تغذیه دام و وحوش قرار میگیرد و هم جمعآوری شده و به عنوان علوفه زمستانی مورد تغذیه دام قرار میگیرد (۲).
۱-۱۰ اهمیت اقتصادی بلوط
درخت بلوط از مهمترین درختان جنگلی ایران محسوب می شود. چوب آن دارای مصارف صنعتی است. چوب بلوط دارای چگالی g/cm375/0 بوده و استحکام و سختی زیادی دارد و نسبت به حشرات و حمله قارچها بسیار مقاوم است و بافت بسیار جالبی دارد. پوست و گالهای درخت بلوط هم سرشار از تانن هستند و در صنعت چرمسازی و رنگسازی مورداستفاده قرار میگیرد (۵).
شکل ۱-۳ نمایی از گونه Quercus brantii Lindl.
