بررسي تنوع ژنتيكي و رابطه فيلوژنتيكي برخي ژنوتيپ هاي كدو با استفاده از مكان ژن ريبوزومي ITS و ژن كلروپلاستي rbcL

Study of genetic diversity and phylogenetic relationship of some gourd pumpkin (Cucurbita pepo) genotypes using the ITS ribosomal and rbcL chloroplastic genes’ loci

روش باركدگذاري DNA پتانسيل زيادي براي احياء علم آرايه ‌شناسي و مطالعات تنوع زيستي سنتي دارد؛ لذا اين روش تاكنون به‌طور گسترده­اي بر روي گياهان و با اهداف رده‌بندي و آرايه‌شناسي استفاده شده است. در اين پژوهش هشت ژنوتيپ مختلف كدو (Cucurbita pepo) در گلدان در قالب طرح كاملاً تصادفي در گلخانه كشت و در مرحله چهار برگي، برگ­هاي جوان به‌عنوان نمونه برداشت گرديد. در گام بعد استخراج DNA، ارزيابي كمي و كيفي آن، PCR و سپس توالي­يابي محصولات PCR انجام شد و تجزيه داده­ها با استفاده از نرم‌افزار Clustalw2 و BioEdit صورت پذيرفت. نتايج نشان داد كه در توالي­ نوكلئوتيدي ژن ITS در خانواده كدو، باز سيتوزين (5/29) بيشترين فراواني و باز آدنين (3/20) كمترين فراواني و در توالي­ نوكلئوتيدي ژن rbcL باز آدنين (4/27) بيشترين فراواني و باز سيتوزين (1/20) كمترين فراواني را داشت. برآورد جايگزيني نوكلئوتيدي ژن­هاي rbcL و ITS در خانواده كدو، مقادير بالاي جايگزيني پيريميديني را نشان داد. به‌طوري‌كه درصد تبديل تيمين به سيتوزين در توالي­هاي نوكلئوتيدهاي ژن ITS و rbcL به ­ترتيب 69/31 و 43/20 درصد و درصد تبديل سيتوزين به تيمين به­ترتيب 05/47 و 04/16 درصد به­دست آمد، پرايمر ITS موفق به شناسايي و تفكيك تنها 5 ژنوتيپ گرديد در حاليكه rbcL هر 8 ژنوتيپ را شناسايي كرد. بنابراين پرايمر rbcL جهت توالي يابي كدو مناسب‌تر است.

The method of DNA barcoding has a great potential for the revival of archeology and traditional biodiversity studies; therefore, this method has so far been widely used in studies on plants and for purposes of classification and archeology. In this research, 96 pumpkin (Cucurbita pepo) plants from eight genotypes were planted in greenhouse according to a completely randomized design, and young leaves were harvested from samples at 4-leaf stage. In the next step, DNA extraction, its quantitative and qualitative evaluation, PCR and sequencing were carried out and data analysis was performed using Clustalw2 and BioEdit software. The results showed that in the nucleotide sequences of the ITS gene in the pumpkin family, cytosine (29.5) was highest and adenine (20.3) was the least frequent and in rbcL gene, adenine (27.4) was highest and cytosine (20.1) was the least frequent. Estimation of the nucleotide replacement of rbcL and ITS gene in the pumpkin family had high levels of pyrimidine replacement, resulting in the conversion of thymine to cytosine 31.99% and 20.43%, respectively, and for the conversion of cytosine to thymine was 47.05 and 16.04%, respectively. The primers of ITS identified only five genotypes while rbcL identified all eight genotypes, so the rbcL primers is more suitable for sequencing.