دوره 13، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1404 )                   جلد 13 شماره 1 صفحات 25-14 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Karimi Hajipomagh K, Zolfaghari R, Fayyaz P, Alvaninejad S. (2025). Assessing Genetic Diversity and Heritability in Growth Traits of Quercus Brantii from Different Provenances of Zagros Forests in Field Trials. Ecol Iran For. 13(1), 14-25. doi:10.61186/ifej.2024.565
URL: http://ifej.sanru.ac.ir/article-1-565-fa.html
کریمی حاجی پمق خالد، ذوالفقاری رقیه، فیاض پیام، الوانی نژاد سهراب. ارزیابی تنوع ژنتیکی و وراثت‎ پذیری صفات رویشی بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.) حاصل از پروونانس‎ های مختلف جنگل زاگرس در شرایط مزرعه‎ ای بوم شناسی جنگل های ایران (علمی- پژوهشی) 1404; 13 (1) :25-14 10.61186/ifej.2024.565

URL: http://ifej.sanru.ac.ir/article-1-565-fa.html


1- گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
چکیده:   (969 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف:  بلوط ایرانی به عنوان گونه غالب جنگل های زاگرس دارای ارزش بوم شناختی و اجتماعی بالایی است. مطالعه تنوع ژنتیکی و فنوتیپی برای فهم میزان سازگاری گونه های جنگلی در برابر تنش‎ های محیطی مانند تغییرات اقلیمی بسیار مهم و ضروری است و می‎ تواند سبب حفاظت منابع ژنی، احیاء و اصلاح درختان جنگلی گردد. یکی از راه های مطالعه تنوع ژنتیکی تطبیقی درون‎ گونه‎ ای، انجام آزمایش‌های مبداء بذر است که در آن بذر درختان مادری جمعیت‌های مناطق جغرافیایی مختلف در یک محیط آزمایشی کاشته می‎ شوند.
مواد و روش‌ها: سه پروونانس از شمال غرب تا جنوب غرب زاگرس، بانه (شمالی)، خرم ‎آباد (میانی) و یاسوج (جنوبی) برای تحقیق انتخاب شدند. پروونانس خرم ‎آباد کمترین میزان بارندگی و متوسط دمای سالیانه را در بین پروونانس ‎های مورد مطالعه داشت. بذور درختان مادری در پروونانس خرم‎ آباد از سه ارتفاع مختلف (پایین، میانی و بالا) و در پروونانس یاسوج از دو توده جنگلی (سپیدار و ده ‎برآفتاب) جمع‎ آوری گردیدند و در مجموع 60 درخت مادری از کلیه پروونانس ‎ها انتخاب و بذور آنها در یک شرایط یکسان در منطقه یاسوج به‎ طور تصادفی در آذرماه کاشته شد. پس از سبز شدن بذور در بهار سال بعد، صفات کمّی و کیفی رویشی مانند ارتفاع، قطر، حجم، تعداد برگ، رویش قطری و ارتفاعی در طی تابستان، شادابی، خمیدگی، تعداد شاخه و زنده‎ مانی در نهال‎ های بلوط ایرانی در دو زمان خردادماه (قبل از فصل خشک) و اواخر مهرماه (پایان فصل رویش) اندازه ‎گیری و محاسبه شدند. پارامترهای ژنتیکی کمّی مانند درصد واریانس، وراثت ‎پذیری، تنوع ژنتیکی و فنوتیپی در سطح کل پروونانس‎ ها و هر پروونانس به ‎طور جداگانه محاسبه و مقایسه شدند.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که واریانس بین درختان مادری در صفات مختلف از 4/7 درصد در تعداد شاخه و خمیدگی تا 25 درصد برای حجم، شادابی و زنده ‎مانی نهال‎ ها وجود داشت. درصد واریانس صفات در پروونانس ‎های مختلف کمتر از درختان مادری بود و کمتر از 5 درصد به‎ ترتیب در صفاتی مانند خمیدگی، رویش قطری و ارتفاعی در طی فصل خشک، تعداد شاخه، زنده ‎مانی و تعداد برگ نهال‎ ها مشاهده گردید. اما ارتفاع و حجم نهال به ‎ویژه در مهرماه دارای واریانس بالاتری در سطح پروونانس بودند (حدود 20%). میزان وراثت‎ پذیری نیز از 0/15  0/74 در صفات مختلف مشاهده شد. کمترین و بیشترین میزان ضریب تنوع ژنتیکی به‎ ترتیب در تعداد شاخه و درصد زنده‎ مانی مشاهده گردید، اما میزان تنوع فنوتیپی در صفات کیفی، رویش در طی فصل خشک، شادابی و زنده‎ مانی کمترین مقدار بود (کمتر از 0/05) و بیشترین آن در ارتفاع نهال مهرماه مشاهده شد (0/6). مقایسه بین پروونانس‎ های مختلف از نظر پارامترهای ژنتیکی محاسبه شده نیز نشان داد که همه صفات اندازه‎ گیری شده در نهال، به‎ جز ارتفاع خردادماه، دارای تفاوت زیادی از نظر وراثت ‎پذیری، ضریب تنوع ژنتیکی و عملکرد بودند. میزان وراثت‎ پذیری صفات رویشی در پروونانس ‎های ارتفاع پایین خرم ‎آباد و سپیدار یاسوج از خرداد به مهرماه افزایش یافت اما در بقیه پروونانس‎ ها برعکس بود. همچنین، نهال‎ های پروونانس بانه از نظر صفات رویشی کمی مانند ارتفاع، قطر و حجم بالاترین مقادیر را بین پروونانس‎ های مورد مطالعه نشان دادند، اما عملکرد، تنوع ژنتیکی و وراثت‎ پذیری رویش در طی فصل خشک، شادابی و درصد زنده مانی در این پروونانس نسبت به سایر پروونانس ها به ویژه ارتفاع پایین خرم آباد کمتر بود. ارتفاعات میانی و بالای خرم ‎آباد نیز کمترین عملکرد، تنوع ژنتیکی و وراثت‎ پذیری را در اکثر صفات مورد بررسی بین پروونانس‎ های مورد مطالعه نشان دادند. پروونانس ده‎ برآفتاب یاسوج نیز علی‎رغم عملکرد رویشی و زنده‎ مانی پایین دارای تنوع ژنتیکی و وراثت‎ پذیری بالا بود، در حالی ‎که جمعیت سپیدار یاسوج سازگاری بالاتر (از نظر درصد زنده‎ مانی) نشان داد اما تنوع ژنتیکی آن پایین‎ تر بود.  
نتیجه گیری: نتایج این تحقیق مشخص می ­کند که تفاوت‎ های زیادی در بین پروونانس ها از نظر تنوع فنوتیپی و ژنتیکی وجود دارد. صفات رویشی کمّی مانند حجم نهال، قطر یقه و ارتفاع نهال ‎های بلوط ایرانی به دلیل وراثت‎ پذیری متوسط و بالا (بیشتر از 0/4) بر خلاف صفات کیفی، مانند خمیدگی و تعداد شاخه، می‎ توانند برای گزینش اولیه نهال ها استفاده شوند. همچنین، از آنجا که نهال های پروونانس ارتفاع پایین خرم‎ آباد درصد زنده‎ مانی بالا همراه با وراثت‎ پذیری و تنوع ژنتیکی بالا در محل کاشت خشک‎ تر (یاسوج) داشتند، بنابراین به ‎نظر می‎ رسد این پروونانس دارای سازگاری بالاتری نسبت به تغییرات اقلیمی است و می‎ توان با جمع‎ آوری بذر درختان مادری مناسب از آن، سازگاری نهال‎ ها و توده‎ های جنگلی احیاء شده در برابر تغییرات اقلیمی را در آینده افزایش داد. از طرف دیگر، بر اساس نتایج این تحقیق می‎ توان بیان نمود که همواره جمعیت محلی شانس بیشتری برای استقرار و رویش ندارند و عوامل دیگری غیر از عوامل جغرافیایی، مانند عوامل اقلیمی و بارندگی، می توانند مؤثر باشند. بنابراین، پیشنهاد می گردد تا در عملیات جنگل کاری، بذور پروونانس های مختلف بررسی شوند تا بهترین پروونانس برای هر منطقه مشخص گردد. همچنین، با توجه به این که نتایج نشانگر تفاوت ژنتیکی بین درختان مادری بیشتر از پروونانس است و نیز بالا بودن تنوع ژنتیکی در پروونانس ده برآفتاب یاسوج و سازگاری آن با اقلیم یاسوج، می توان از بذر درختان مادری مناسب در این پروونانس در برنامه احیاء جنگل‎ های یاسوج استفاده نمود.
متن کامل [PDF 1906 kb]   (35 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: اکولوژی جنگل
دریافت: 1403/4/16 | پذیرش: 1403/5/29

فهرست منابع
1. Aitken, S. N., & Bemmels, J. B. (2016). Time to get moving: Assisted gene flow of forest trees. Evolutionary Applications, 9(1), 271-290. https:// doi.org/10.1111/eva.12293 [DOI:10.1111/eva.12293]
2. Alizadeh, Z., Zolfaghari, R, Molaee, S., & Fayyaz, P. (2023). Prediction of Establishment in Progenies of Persian Oak Trees Based on the Morphological and Chlorophyll Fluorescence Traits. Ecology of Iranian Forest, 11(22), 22-31. doi:10.61186/ifej.11.22.22 [In Persian] [DOI:10.61186/ifej.11.22.22]
3. Alvani nezhad, S., Tabari, M., Espahbudi, K., & Taghvaei, M. (2009). Heritability of Traits in 1- Year Seedlings of Persian Oak (Quercus brantii Lindl.). Iranian Journal of Rangelands and Forests Plant Breeding and Genetic Research, 16(2), 218-228. [In Persian]
4. Barzdajn, W., & Bruder, M. (2018). Tree testing and estimation of heritability using the pedunculate oak Quercus robur L. seed orchard in the Krotoszyn Forest District. Lesne Prace Badawcze, 79(4), 309-315. DOI: 10.2478/frp-2018-0031 [DOI:10.2478/frp-2018-0031]
5. Bogdan, S., Ivanković, M., Temunović, M., Morić, M., Franjić, J., & Bogdan, I.K. (2017). Adaptive genetic variability and differentiation of Croatian and Austrian Quercus robur L. populations at a drought prone field trial. Annals of Forest Research, 60(1), 33-46. [DOI:10.15287/afr.2016.733]
6. Bussotti, F., Pollastrini, M., Holland, V., & Brueggemann, W. (2015). Functional traits and adaptive capacity of European forests to climate change. Environmental and Experimental Botany, 111, 91-113. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2014.11.006]
7. Cappa, E. P., Pathauer, P., & Lopez, G. A. (2010). Provenance variation and genetic parameters of Eucalyptus viminalis in Argentina. Tree, Genetics & Genomes, 6, 981-994. DOI: 10.1007/s11295-010-0307-9 [DOI:10.1007/s11295-010-0307-9]
8. George, J. P., Theroux‐Rancourt, G., Rungwattana, K., Scheffknecht, S., Momirovic, N., Neuhauser, L., Weißenbacher, L., Watzinger, A., & Hietz, P. (2020). Assessing adaptive and plastic responses in growth and functional traits in a 10‐year‐old common garden experiment with pedunculate oak (Quercus robur L.) suggests that directional selection can drive climatic adaptation. Evolutionary Applications, 13(9), 2422-2438. [DOI:10.1111/eva.13034]
9. Harfouche, A., Meilan, R., Kirst, M., Morgante, M., Boerjan, W., Sabatti, M., & Mugnozza, G. S. (2012). Accelerating the domestication of forest trees in a changing world. Trends in Plant Science, 17(2), 64-72. [DOI:10.1016/j.tplants.2011.11.005]
10. Higgins, P., & Harte, J. (2006). Biophysical and biogeochemical responses to climate change depend on dispersal and migration. Bioscience, 56(5), 407-417. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)056[0407:BABRTC]2.0.CO;2 [DOI:10.1641/0006-3568(2006) 056[0407:BABRTC]2.0.CO;2.]
11. IPCC, (2014). Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. In: Field, C.B., Barros, V.R., Dokken, D.J., Mach, K.J., Mastrandrea, M.D., Bilir, T.E., Chatterjee, M., Ebi, K.L., Estrada, Y.O., Genova, R.C., Girma, B., Kissel, E.S., Levy, A.N., MacCracken, S., Mastrandrea, P.R., White, L.L. (Eds.), Part A: Global and Sectorial Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 1132.
12. Karamian, M., & mirzaei, J. (2020). The Most Important Factors Affecting Persian Oak (Quercus brantii) Decline in Ilam Province. Ecology of Iranian Forest, 8(15), 93-103. doi:10.52547/ifej.8.15.93. [In Persian] [DOI:10.52547/ifej.8.15.93]
13. Karimi Hajipomagh, K., Zolfaghari, R., Alvaninejad, S., & Fayyaz, P. (2014). Effect of Seed Provenance and Mother Tree of Quercus branti Base on Primary Establishment in Yasuj. Forest and Wood Products, 66(4), 427-439. Doi: 10.22059/jfwp.2014.36659 [In Persian]
14. Karimi, Z., Zolfaghari, R., Fayyaz, P., & Rahimian, J. (2021). Assessment of genetic structure in healthy and declined populaation of Quercus brantii Lindl. using EST-SSR and ISSR markers. Iranian Journal of Forest, 13(3), 305-317. Doi: 10.22034/ijf.2021.284198.1780 [In Persian]
15. Kelly, J. K. (2011). The Breeder's Equation. Nature Education Knowledge, 4(5), 5.
16. Kremer, A. (2010). Evolutionary responses of European oaks to climate change. Irish Forestry, 67, 53-66.
17. Larcher, W. (2000). Temperature stress and survival ability of Mediterranean sclerophyllous plants. Plant Biosystem, 134 (3), 279-295. https://doi.org/10.1080/11263500012331350455 [DOI:10.1080/11263500012331350455.]
18. Lindner, M., Maroschek, M., Netherer, S., Kremer, A., Bar‌bati, A., Garcia-Gonzalo, J., Seidl, R., Delzon, S., Corona, P., Kolström, M., & Lexer, M. J. (2010). Climate change im‌pacts, adaptive capacity, and vulnerability of European forest ecosystems. Forest Ecology and Management, 259, 698-709. DOI: 10.1016/j.foreco.2009.09.023 [DOI:10.1016/j.foreco.2009.09.023]
19. Loss, S., Terwilliger, L., & Peterson, A. C. (2011). Assisted colonization: integrating conservation strategies in the face of climate change. Biological Conservation, 144(1), 92-100. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2010.11.016 [DOI:10.1016/j.biocon.2010.11.016.]
20. Mirzaie-Nodoushan, H., Hosseinzadeh, J., Pourhashemi, M., Mehrpur, S., Hamzehpour, M., & Abravesh, Z. (2018). Heritability and growth analysis of Brant's oak (Quercus brantii Lindl.) based on sapling characteristics. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 26(2), 215-227. Doi: 10.22092/ijfpr.2018.116750. [in Persian]
21. Neophytou, C. H., Palli, G., Douvani, A., & Aravanopoulos, T. A. (2007). Morphological differentiation and hybridization between Quercus alnifolia Poech and Quercus coccifera L. (Fagaceae) in Cyprus. Silvae Genetica, 56, 1-7. [DOI:10.1515/sg-2007-0038]
22. Paques, L. E. (2013). Forest Tree Breeding in Europe. Current State-of-the-Art and Perspectives. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. [DOI:10.1007/978-94-007-6146-9]
23. Ramirez-Valiente, J. A., Lorenzo, Z., Soto, A., Valladares, F., Gil, L., & Aranda, I. (2009). Elucidating the role of genetic drift and natural selection in cork oak differentiation regarding drought tolerance. Molecular Ecology, 18(18), 3803-3815. doi: 10.1111/j.1365-294X.2009.04317.x [DOI:10.1111/j.1365-294X.2009.04317.x]
24. Rochon, C., Margolis, H. A., & Weber, J. C. (2007). Genetic variation in growth of Guazuma crinita (Mart.) trees at an early age in the Peruvian Amazon. Forest Ecology and Management, 243(2-3), 291-298. https:// doi. org/ 10. 1016/j. foreco. 2007. 03. 025 [DOI:10.1016/j.foreco.2007.03.025]
25. Sampaio, T., Gonçalves, E., Patrício, M. S., Cota, T. M., & Almeida, M. H. (2019). Seed origin drives differences in survival and growth traits of cork oak (Quercus suber L.) populations. Forest Ecology and Managagment, 448, 267-277. [DOI:10.1016/j.foreco.2019.05.001]
26. Valladares, F., Gianoli, E., & Gomez, J. M. (2007). Ecological limits to plant phenotypic plasticity. New Phytologist, 176(4), 749-763. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2007.02275.x [DOI:10.1111/j.1469-8137.2007.02275.x.]
27. Woeste, K. E., Pike, C. C., Warren, J. C., & Coggeshall, M. V. (2021). Characterization of stem volume and form tradeoffs in a northern red oak (Quercus rubra) breeding population in early stages of selection. Annals of Forest Science, 78(3), 72. [DOI:10.1007/s13595-021-01084-x]
28. Wright, S. (1949). The genetic structure of populations. Annals of Eugenics, 15(1), 323-354. [DOI:10.1111/j.1469-1809.1949.tb02451.x]
29. Wu, H. X., & Matheson, A. C. (2002). Quantitive genetics of growth and form traits in radiate pine. CSIRO Forestry and Forest products Technical Raport, 138, 133.
30. Zolfaghari, R., Dalvand, F., Fayyaz, P., & Solla, A. (2022). Maternal drought stress on Persian oak (Quercus brantii Lindl.) afects susceptibility to single and combined drought and biotic stress in ofspring. Environmental and Experimental Botany, 194, 104716. [DOI:10.1016/j.envexpbot.2021.104716]
31. Zolfaghari, R., Karimi, F., Fayyaz, P., & Martín, J. A. (2024). Evaluating physiological and genetic variation of Quercus brantii response to Brenneria goodwinii in Iran. European Journal of Plant Pathology, 168(3), 607-623. DOI: 10.1007/s10658-023-02788-8 [DOI:10.1007/s10658-023-02788-8]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به بوم‏شناسی جنگل‏های ایران می‌باشد.

طراحی و برنامه نویسی: یکتاوب افزار شرق

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Ecology of Iranian Forest

Designed & Developed by: Yektaweb