واژگوني درون‌گونه‌اي در ناحيۀ psbA-trnH و تأثير آن در باركدگذاري: مطالعۀ موردي گروه Capparis spinosa L.

Intraspecific Inversion in psbA-trnH Region and its Implication for DNA Barcoding: Case Study of Capparis spinosa L. Group

باركدگذاري DNA يكي از روش‌هاي رو به گسترش در سيستماتيك مولكولي براي شناسايي گونه‌ها است. ناحيۀ psbA-trnH يكي از متغيرترين نواحي غير كدشوندۀ ژنوم كلروپلاستي و باركد DNA استانداردي براي گونه‌هاي گياهي است؛ با اين حال، وجود واژگوني‌هاي درون‌گونه‌اي، استفاده از اين قطعه را به‌عنوان باركد DNA مناسب محدود كرده است. در پژوهش حاضر، تأثير اين تغييرات ساختاري بر شناسايي گونه‌هاي گروه Capparis spinosa شامل C. spinosa، C. parviflora، C. mucronifolia و C. cartilaginea، بررسي شد. هم‌رديف‌سازي ترادف‌هاي اين قطعه در 25 نمونه، شامل 4 گونه از اين گروه و 3 گونۀ ديگر از جنس Capparis انجام شد. نتايج حاصل نشان داد چندشكلي درون‌گونه‌اي در دو ناحيه از قطعۀ psbA-trnH در گروه C. spinosaوجود دارد و حدود 8 درصد از طول اين ناحيه را در بر گرفته است. تحليل داده‌ها نشان داد شناسايي‌نكردن اين واژگوني‌ها منجر به تخمين بيش از حد واگرايي درون‌گونه‌اي، كاهش واگرايي بين‌گونه‌اي و ناتواني توالي psbA-trnH در شناسايي تاكسون‌هاي خويشاوند مي‌شود و استفاده از توالي مكمل معكوس تا حدودي اين مشكل را كاهش مي‌دهد. براساس نتايج اين پژوهش، پيشنهاد مي‌شود نمونه‌برداري از دامنۀ جغرافيايي وسيعي ممكن است تنوعات مولكولي درون يك گونه را بهتر نمايان كند و كارآيي يك باركد DNA را افزايش دهد.

DNA barcoding is one of the developing methods in molecular systematics for the identification of species. psbA- trnH is one of the most variable noncoding regions of chloroplast genome and a standard DNA barcode for plant species. However, intraspecific inversions limited the ability of this barcode in the identification of species. The efficiency of these structural changes in the identification of Capparis spinosa genre, including C. spinosa, C. parviflora, C. mucronifolia and C. cartilaginea, was investigated in the present study. Twenty five sequences from 4 species of this complex and 3 other species of the genus Capparis was aligned. The results revealed intraspecific polymorphism in 2 regions of psbA-trnH (8% of whole region) in this group. Analysis of data showed that ignoring these inversions has led to overestimating intraspecific divergence, underestimating interspecific divergence, and disability of psbA-trnH in the identification of closely related taxa. Using reverse complementary sequence may partly overcome this problem. Based on the results of this study, it can be recommended that sampling from a wide geographic range of a species would reveal more intra-specific molecular variation and increase the efficiency of a DNA barcode.