دوره 10، شماره 19 - ( بهار و تابستان 1401 )
جلد 10 شماره 19 صفحات 126-117 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hazrati S, Fayyaz P, Zolfaghari R. (2022). Indirect Estimation of Genetic Structure and Gene Flow in Some Black Poplar (Populus Nigra) Clones using Leaf Morphophysiological Traits. Ecol Iran For. 10(19), 117-126. doi:10.52547/ifej.10.19.117
URL: http://ifej.sanru.ac.ir/article-1-397-fa.html
URL: http://ifej.sanru.ac.ir/article-1-397-fa.html
حضرتی شقایق، فیاض پیام، ذوالفقاری رقیه. تخمین غیرمستقیم ساختار ژنتیکی و جریان ژن در برخی از کلنهای شالک (Populus nigra) با صفات مورفوفیزیولوژیک برگ بوم شناسی جنگل های ایران (علمی- پژوهشی) 1401; 10 (19) :126-117 10.52547/ifej.10.19.117
1- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
چکیده: (3011 مشاهده)
مقدمه و هدف: استفاده گسترده از کلنهای وارداتی صنوبر، می‌تواند موجب تخریب ذخایر ژنتیکی بومی گردد. تعیین فاصله ژنتیکی بین کلن‌ها و تخمین شدت و جهت جریان ژن در بین جمعیت‌های مبداء، اطلاعات مهمی برای جهت‌دهی به برنامه‌های اصلاحی و حفاظتی در اختیار قرار می‌دهند. در این بین معرفی صفات ریختاری با ثبات و موثر در تمایز کلن‌ها موجب تسریع این فرآیند با صرف هزینه کمتر در مقایسه با نشانگرهای مولکولی می‌گردد.
مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر پنج کلن از گونه شالک (Populus nigra) با هدف بررسی امکان تفکیک و برآورد پارامترهای ژنتیکی نظیر فاصله ژنتیکی و جریان ژن، با استفاده از نشانگرهای ریختاری در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در خزانه سلکسیون یاسوج کشت شدند و صفات برگ در نهال‌های یکساله مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه‌گیری صفات برگ مرتبط با پهنک، دندانه و لوب، رگبرگ، دمبرگ و شکل قاعده و نوک برگ در اواخر فصل رویش انجام شد و امکان تفکیک در سطح کلن با استفاده از تجزیه تابع تشخیص و تجزیه خوشه‌ای مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت با استفاده از یک رویه چندگانه شامل مدل‌های برآورد کننده تابع تشخیص و آنالیز خوشه‌ای روابط فیلوژنتیکی، فاصله ژنتیکی و شدت و جهت جریان ژن بین کلن‌ها مورد بحث و بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج آنالیز تابع تشخیص نشان داد که صفات وزن تر، نسبت ابعاد و نسبت طول به پهنای برگ بیشترین تأثیر را با دقت 65 درصد در تفکیک کلنهای شالک داشتند. در بین کلنهای شالک مورد بررسی، کلن بومی ایران با برگ‌های کوچک و باریک از کلن بومی ترکیه متمایز بود و سایر کلن‌ها در حد وسط بودند. این تغییرات با موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی این کلن‌ها منطبق بود. کلنهای بومی و اصلاحی ایران به ترتیب دارای کمترین و بیشترین شکل پذیری بودند. بررسی ساختار ژنتیکی کلن‌ها نشان داد که بین بیشتر کلنهای مورد بررسی جریان ژن قابل توجهی وجود ندارد، ولی جریان ژن قابل توجهی بین دو کلن ترکی بی‌نام و اصلاحی ایران مشاهده شد، و جهت این جریان بیشتر از سمت کلن ترکی به ایرانی بود.
نتیجه‌گیری: در مجموع نشانه‌های کمی از آمیختگی صنوبر بومی ایرانی با ارقام مورد بررسی مشاهده شد، اما استفاده گسترده از رقم‌های اصلاح شده صنوبر ضرورت توجه به حفاظت از ذخایر ژنتیکی بومی را افزایش می دهد.
مواد و روش‌ها: در تحقیق حاضر پنج کلن از گونه شالک (Populus nigra) با هدف بررسی امکان تفکیک و برآورد پارامترهای ژنتیکی نظیر فاصله ژنتیکی و جریان ژن، با استفاده از نشانگرهای ریختاری در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار در خزانه سلکسیون یاسوج کشت شدند و صفات برگ در نهال‌های یکساله مورد مطالعه قرار گرفت. اندازه‌گیری صفات برگ مرتبط با پهنک، دندانه و لوب، رگبرگ، دمبرگ و شکل قاعده و نوک برگ در اواخر فصل رویش انجام شد و امکان تفکیک در سطح کلن با استفاده از تجزیه تابع تشخیص و تجزیه خوشه‌ای مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت با استفاده از یک رویه چندگانه شامل مدل‌های برآورد کننده تابع تشخیص و آنالیز خوشه‌ای روابط فیلوژنتیکی، فاصله ژنتیکی و شدت و جهت جریان ژن بین کلن‌ها مورد بحث و بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج آنالیز تابع تشخیص نشان داد که صفات وزن تر، نسبت ابعاد و نسبت طول به پهنای برگ بیشترین تأثیر را با دقت 65 درصد در تفکیک کلنهای شالک داشتند. در بین کلنهای شالک مورد بررسی، کلن بومی ایران با برگ‌های کوچک و باریک از کلن بومی ترکیه متمایز بود و سایر کلن‌ها در حد وسط بودند. این تغییرات با موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی این کلن‌ها منطبق بود. کلنهای بومی و اصلاحی ایران به ترتیب دارای کمترین و بیشترین شکل پذیری بودند. بررسی ساختار ژنتیکی کلن‌ها نشان داد که بین بیشتر کلنهای مورد بررسی جریان ژن قابل توجهی وجود ندارد، ولی جریان ژن قابل توجهی بین دو کلن ترکی بی‌نام و اصلاحی ایران مشاهده شد، و جهت این جریان بیشتر از سمت کلن ترکی به ایرانی بود.
نتیجه‌گیری: در مجموع نشانه‌های کمی از آمیختگی صنوبر بومی ایرانی با ارقام مورد بررسی مشاهده شد، اما استفاده گسترده از رقم‌های اصلاح شده صنوبر ضرورت توجه به حفاظت از ذخایر ژنتیکی بومی را افزایش می دهد.
فهرست منابع
1. Alimohamadi, A. and F. Asadi. 2020. Study of growth function of black poplar (Populus nigra) with Kermanshah and Zanjan origin in Karaj research station. Ecology of Iranian Forests, 7(2): 80-89. [DOI:10.29252/ifej.7.14.80]
2. Alimohammadi, A., F. Asadi, E. Adeli, S.R. Tabaei-Aghdaei and A. Mataji. 2010. Using morphological traits for identification of Populus nigra stands in Kermanshah and Zanjan provinces of Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 17(3): 369-381.
3. Alimohamadi, A., F. Asadi and R. Tadaie-Aghdaei. 2015. Evaluation of growth and morphological parameters in two poplar species (P. nigra L. & P. alba L.) to tree growth reveal traits related to productivity (case study in Kermanshah, Zanjan and Esfahan provinces). Ecology of Iranian Forests, 3(1): 31-41.
4. Ajayi, O.O., M.A. Adeleke, M.T. Sanni, A. Yakubu, S.O. Peters, I.G. Imumorin and O.A. Adebambo. 2012. Application of principal component and discriminant analyses to morpho-structural indices of indigenous and exotic chickens raised under intensive management system. Tropical animal health and production, 44(6): 1247-1254. [DOI:10.1007/s11250-011-0065-1]
5. Allendorf, F.W., R.F. Leary, P. Spruell and J.K. Wenburg. 2001. The problems with hybrids: setting conservation guidelines. Trends in Ecology & Evolution, 16(11): 613-622. [DOI:10.1016/S0169-5347(01)02290-X]
6. Amiri, M. and D. Azadfar. 2009. Identification of Populus clones (Populus nigra L.) in primary phase's growth in the north of Lorestan province, 22(1): 151-160.
7. Asadi, F., M.A. Naderi-Shahab and H. Mirzaie-Nodoushan. 2004. Identity and genetic diversity of Populus species clones using microsatellite. Pajouhesh & Sazandegi, 66: 49-55.
8. Asadi, F., H. Mirzaei-Nadushan, A.R. Modir-Rahmati and M.A. Naderi-Shahab. 2004b. Identification of poplar clones, using morphological markers. Iranian Journa of Forest and Poplar Research, 12(2): 267-300.
9. Crispo, E. 2008. Modifying effects of phenotypic plasticity on interactions among natural selection, adaptation and gene flow. Journal of evolutionary biology, 21(6): 1460-1469. [DOI:10.1111/j.1420-9101.2008.01592.x]
10. Faugeron, S., M. Valero, C. Destombe, E.A. Martínez and J.A. Correa. 2001. Hierarchical spatial structure and discriminant analysis of genetic diversity in the red alga Mazzaella laminarioides (Gigartinales, Rhodophyta). Journal of Phycology, 37(5): 705-716. [DOI:10.1046/j.1529-8817.2001.01072.x]
11. Ghasemi, R. and A. Modirrahmati. 2004. Investigation on wood production of different poplar clones in Karaj area. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 12(2): 250-221.
12. Grime, J.P. and J.M.L. Mackey. 2002. The role of plasticity in resource capture by plants. Evolutionary Ecology, 16(3): 299-307. [DOI:10.1023/A:1019640813676]
13. Gholami, Gh., A. Modirrahmati, R. Ghasemi and S.Z. Mirkazemi. 2014. Adaptation and wood production of different closed-crown poplar clones in Gorgan region, Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 22(3): 473-484.
14. Hankison, S.J., M.J. Childress, J.J. Schmitter‐Soto and M.B. Ptacek. 2006. Morphological divergence within and between the Mexican sailfin mollies, Poecilia velifera and Poecilia petenensis. Journal of Fish Biology, 68(5): 1610-1630. [DOI:10.1111/j.0022-1112.2006.001051.x]
15. Hemmati, A. and A. Modir-Rahmati. 2005. Effects of spacing on yield of various clones of Populus nigra L.. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 13(3): 352-343.
16. Jensen, R.J., R. DePiero and B.K. Smith. 1984. Vegetative characters, population variation and the hybrid origin of Quercus ellipsoidalis. American Midland Naturalist, 364-370. [DOI:10.2307/2425331]
17. Kaluthota, S., D.W. Pearce, L.M. Evans, M.G. Letts, T.G. Whitham and S.B. Rood. 2015. Higher photosynthetic capacity from higher latitude: foliar characteristics and gas exchange of southern, central and northern populations of Populus angustifolia. Tree physiology, 35(9): 936-948. [DOI:10.1093/treephys/tpv069]
18. Keim, P., K.N. Paige, T.G. Whitham and K.G. Lark. 1989. Genetic analysis of an interspecific hybrid swarm of Populus: occurrence of unidirectional introgression. Genetics, 123(3): 557-565. [DOI:10.1093/genetics/123.3.557]
19. Kovačević, B., V. Guzina and M. Kraljević-Balalić. 2000. Analysis of the discrimination ability of leaf morphometric parameters in eastern cottonwood (Populus deltoides Bartr.) clones and hybrids. Genetika, 32(1): 19-30.
20. Lefèvre, F., D. Kajba, B. Heinze, P. Rotach, S.M.G. De Vries and J. Turok. 2001. Black poplar: A model for gene resource conservation in forest ecosystems. Forest Chronology, 77(2): 239-244. [DOI:10.5558/tfc77239-2]
21. Levitt, J. 1980. Responses of plants to environmental stresses. Volume II. Water, radiation, salt, and other stresses (No. Ed. 2). Academic Press.
22. Manel, S., O.E. Gaggiotti and R.S. Waples. 2005. Assignment methods: matching biological questions with appropriate techniques. TRENDS in Ecology and Evolution, 20(3). [DOI:10.1016/j.tree.2004.12.004]
23. McDermott, J.M. and B.A. McDonald. 1993. Gene flow in plant pathosystems. Annual review of phytopathology, 31(1): 353-373. [DOI:10.1146/annurev.py.31.090193.002033]
24. Mohebbi Gargari, R., A. Bayat Kashkoli and V. Moazami. 2018. Survey of effective criteria for sustainable development of poplar wood farming in Iran by pair comparisons method, Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 9(2): 235-249.
25. Nei, M. 1972. Genetic distance between populations. American naturalist, 283-292. [DOI:10.1086/282771]
26. Nei, M. 1973. Analysis of gene diversity in subdivided populations. Proceedings of the National Academy of Sciences, 70(12): 3321-3323. [DOI:10.1073/pnas.70.12.3321]
27. Noori, F., Y. Khodakarami, and A. Modir Rahmati. 2015. Comparison of growth and yield of 10 closed-crown Populus nigra clones in second utilization period. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 23(1): 134-142.
28. Petrakis, P.V., A. Agiomyrgianaki, S. Christophoridou, A. Spyros and P. Dais. 2008. Geographical characterization of Greek virgin olive oils (Cv. Koroneiki) using 1H and 31P NMR fingerprinting with canonical discriminant analysis and classification binary trees. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56(9): 3200-3207. [DOI:10.1021/jf072957s]
29. Sitzia, T., G. Barcaccia and M. Lucchin. 2018. Genetic diversity and stand structure of neighboring white willow (Salix alba L.) populations along fragmented riparian corridors: a case study. Silvae Genetica, 67(1): 79-88. [DOI:10.2478/sg-2018-0011]
30. Tarasi, J., S.E. Sadeghi and P. Moradi. 2008. Study and comparing of density of spiral gall aphid, Pemphigus spirothecae (Hom. Pemphigidae) on ten clones of black poplar, Populus nigra and its natural enemies in Zanjan province. Pajouhesh-va-Sazandeghi, 20(4): 130-134.
31. Rostamikia, Y., A. Modirrahmati and M. Tabari. 2017. Growth characteristics of native and exotic clones of poplar in Ardabil nursery. Journal of Plnt Research, 30(2): 454-466.
32. Urfus, T., F. Krahulec and A. Krahulcová. 2014. Hybridization within a Pilosella population: a morphometric analysis. Folia Geobotanica, 1-16. [DOI:10.1007/s12224-013-9179-8]
33. van Dam, B.C. 2002. EUROPOP:" Genetic diversity in river populations of European black poplar for evaluation of biodiversity; an international symposium held in Szekszárd, Hungary form 16-20 May, 2001. Budapest (Hungary), Csiszár Nyomda, 2002 (15-32 pp).
34. Viart, M. and O. Fugalli. 1998. History of the International Poplar Commission, 1947-1997.
35. Viger, M., H.K. Smith, D. Cohen, J. Dewoody, H. Trewin, M. Steenackers and G. Taylor. 2016. Adaptive mechanisms and genomic plasticity for drought tolerance identified in European black poplar (Populus nigra L.). Tree physiology, 36(7): 909-928. [DOI:10.1093/treephys/tpw017]
36. Wei, Z.Z., X. Zhao, W. Pan, J.F. Zhang, B.L. Li and D.Q. Zhang. 2011. Phenotypic variation among five provenances of Populus simonii. Forestry Studies in China, 13(2): 97-103. [DOI:10.1007/s11632-011-0203-x]
37. Whitlow, R. 1995. Basic soil mechanics, 3rd ed. Addison Wesley Longman Limited, Edingburg Gate.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
