ارزیابی قرابت‌های ژنتیکی پایه‌های منتخب ون برای تشکیل باغ بذر در ایستگاه تحقیقات چمستان

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، مؤسسه‎ ‎تحقیقات‎ ‎جنگل‌ها‎ ‎و‎ ‎مراتع‎ ‎کشور،‎ ‎سازمان‎ ‎تحقیقات،‎ ‎آموزش‎ ‎و‎ ‎ترویج‎ ‎کشاورزی،‎ ‎تهران،‎ ‎ایران

2 دانشیار، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ‏ساری، ایران

چکیده

در امر بازسازی و گسترش جنگل‌ها، نبود یا کمبود بذر اصلاح‌شده با تنوع ژنتیکی بالا، یکی از مهم­ترین عوامل بازدارنده است. تشکیل باغ بذر علاوه بر تأمین بذور تکرارپذیر و نهال‌های با کیفیت، در تأمین تنوع ژنتیکی کافی برای پژوهش­های آینده نیز نقش مهمی ایفا می‌‌کند. 18 پایه مادری که از فنوتیپ مناسب (ظاهر سالم و بدون آفت و بیماری) برخوردار بودند، در جنگلی به مساحت تقریبی 100 هزار هکتار شناسایی و پس از جمع‌آوری نمونه‌های برگی، استخراج DNA  با روش CTAB تغییر یافته انجام شد و همچنین واکنش زنجیره‌ای پلیمراز با استفاده از نشانگرهای SSR انجام شد. مشخصات آللی نشانگرهای تکثیر شده و همچنین شاخص‌های ژنتیکی با نرم­افزار GenALEx محاسبه و ماتریس ضرایب تشابه جاکارد و خوشه­بندی 18 پایه منتخب با روشUPGMA  با نرم­افزارNTSYS  انجام شد. بر اساس نتایج به­دست آمده از الکتروفورز عمودی محصولات PCR، از 15 جفت نشانگر SSR، در 10 نشانگر SSR تکثیر قطعه انجام شد. در مجموع برای 10 نشانگر SSR، 57 آلل چند شکل در 18 پایه منتخب ون شناسایی شد، به‌‌طوری که نشانگر FE3 با 10 آلل چند شکل، بیشترین و نشانگر FE5 با دو آلل، کمترین تعداد آلل چند شکل را به­خود اختصاص دادند. خوشه‌بندی 18 پایه مختلف بر اساس روش UPGMA، نشان داد که پایه‌های منتخب با درنظر گرفتن ضریب تشابه 80/0، در 3 گروه اصلی قرار گرفتند. بر اساس نتایج به­دست آمده و برای تشکیل باغ بذر می‌توان از پایه‌های P1، P2، P3، P4، P8، P9، P10، P15، P17 و نهایتاً P18 استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of genetic relationships of selected Ash trees for seed orchard formation at ‎Chamestan research station

نویسندگان [English]

  • Yousef Mohammadi 1
  • Farzad Banaei-Asl 1
  • Kambiz Espahbodi 2
1 Assistant Professor, Plant breeding, Research institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, ‎‎Education and Extension Organization (AREEO), Tehran‎, I. R. Iran
2 Associate Professor, Natural resources Research Department, Mazandaran Agricultural and Natural ‎Resources ‎Research and Education Center, AREEO, Sari‎, I. R. Iran
چکیده [English]

The absence or lack of improved seeds with high genetic variety has long been one of the most major obstacles to forest regeneration and growth. In addition to supplying replicable seeds and excellent seedlings, seed orchard creation is critical in providing enough genetic variety for future research. In a forest covering around 100,000 hectares, 18 maternal trees were discovered in three groups. The DNA was extracted using a modified CTAB technique, and the polymerase chain reaction was carried out with SSR markers. The allelic features of amplified markers, as well as genetic indices, were determined using GenALEx software, and the similarity matrix of Jaccard coefficients, as well as the clustering of 18 chosen trees, were performed using the UPGMA technique and NTSYS software. Fragment amplification was done in 10 SSR markers based on the findings of vertical electrophoresis of PCR products from 15 pairs of SSR markers. In all, 57 polymorphism alleles were discovered in 18 chosen ash for 10 SSR markers, with the FE3 marker having the most (ten polymorphic alleles) and the FE5 marker having the fewest (two polymorphic alleles). Each SSR marker had an average of 5.7 polymorphic alleles. The clustering of 18 distinct trees using the UPGMA algorithm revealed that the chosen trees were divided into three major clades. The P1, P2, P3, P4, P8, P9, P10, P15, P17, and ultimately P18 plants can be utilized to build a seed orchard based on the results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ash
  • Clustering
  • Genetic diversity
  • SSR markers

مراجع

Dobrowolska, D.; Hein, S.; Oosterbaan, A.; Wagner, S.; Clark, J.; Skovsgaard, J. P., A review of European ash (Fraxinus excelsior L.): implications for silviculture. Forestry 2011, 84 (2), 133-148.
Espahbodi, K.; Mehrabi, A.A.; Ghamarizareh, A., Policy for the development of seed orchards of forest tree and shrub species in Iran. Journal of Iran Nature 2021, 6 (5), 7-17. (In Persian).
Ferrazzini, D.; Monteleone, I.; Belletti, P., Genetic variability and divergence among Italian populations of common ash (Fraxinus excelsior L.). Annals of Forest Science 2007, 64 (2), 159-168.
Gao, Y.; Lu, Y.; Li, X.; Li, N.; Zhang, X.; Su, X.; Feng, D.; Liu, M.; Xuan, S.; Gu, A., Development and application of SSR markers related to genes involved in leaf adaxial-abaxial polarity establishment in chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis). Frontiers in Genetics 2020, 11, 773.
Hamidoost, L.; Torkman, J.; Rostami Shahraji, T; Amanzadeh, B.A., The effect of Altitude (above sea level) on stomata and Secretory duct Characteristics in leave of (Fraxinus excelsior L.). Iran Journal of Forest Research and Development 2019, 5 (1), 113-124. (In Persian)
Joyce, D.; Lu, P.; Sinclair, R., Genetic variation in height growth among populations of eastern white pine (Pinus strobus L.) in Ontario. Silvae genetica 2002, 51 (4), 136-142.
Kerr, G.; Cahalan, C., A review of site factors affecting the early growth of ash (Fraxinus excelsior L.). Forest Ecology and Management 2004, 188 (1-3), 225-234.
Ladrach, W.; Lambeth, C., Growth and heritability estimates for a seven-year-old open-pollinated Pinus patula progeny test in Colombia. Silvae Genetica 1991, 40 (2), 169-173.
Lefort, F.; Brachet, S.; Frascaria‐Lacoste, N.; Edwards, K.; Douglas, G., Identification and characterization of microsatellite loci in ash (Fraxinus excelsior L.) and their conservation in the olive family (Oleaceae). Molecular Ecology 1999, 8 (6), 1088-1089.
Mohammadi, Y.; Gheytaranpour-Sehrigh, Sh., Identification of white oak (Quercus petraea) seed production areas in Arsbaran. Journal of Protection and exploitation of Hyrcanian forests 2021, 3 (2), 21-26. (In Persian)
Mohammadi, Y.; Gheytaranpour-Sehrigh, Sh., Principles of identification and introduction of seed production areas of Arasbaran Juniper (Juniperus foetidissima). Journal of Iran Nature 2022, 7 (1), 59-64. (In Persian)
Pliura, A.; Baliuckas, V., Genetic variation in adaptive traits of progenies of Lithuanian and western European populations of Fraxinus excelsior L. Baltic Forestry 2007, 13 (1), 28-38.
Ruņģis, D.; Korica, A.; Gailīte, A.; Pušpure, I.; Veinberga, I. In Analysis of the Genetic Diversity and Population Structure of Latvian Ash (L.) Stands using Nuclear and Chloroplast SSR Markers, Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences., 2016; pp 101-108.
Saghai-Maroof, M. A.; Soliman, K. M.; Jorgensen, R. A.; Allard, R., Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: mendelian inheritance, chromosomal location, and population dynamics. Proceedings of the National Academy of Sciences 1984, 81 (24), 8014-8018.
Semizer-Cuming, D.; Kjær, E. D.; Finkeldey, R., Gene flow of common ash (Fraxinus excelsior L.) in a fragmented landscape. PLoS One 2017, 12 (10), e0186757.
Taheri, A.; Seyedi, N.; Abdollahi Mandoulakani, B; Mirzaghaderi, Gh; Najafi, S; Vahdati, k., Genetic diversity in Persian walnut (Juglans regia L.) seedlings using SSR markers. Iran Journal of Forest Research and Development 2022, 8 (1), 13-26. (In Persian)
Tereba, A.; Woodward, S.; Konecka, A.; Borys, M.; Nowakowska, J. A., Analysis of DNA profiles of ash (Fraxinus excelsior L.) to provide evidence of illegal logging. Wood science and technology 2017, 51, 1377-1387.
Tollefsrud, M. M.; Myking, T.; Sønstebø, J. H.; Lygis, V.; Hietala, A. M.; Heuertz, M., Genetic structure in the northern range margins of common ash, Fraxinus excelsior L. PLoS One 2016, 11 (12), e0167104.
پژوهش و توسعه جنگل
دوره 9، شماره 1
خرداد 1402
صفحه 17-27

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار