پديد آورندگان :
عدولي، بابك پژوهشكده مركبات و ميوه هاي نيمه گرمسيري، رامسر، ايران , گلعين، بهروز پژوهشكده مركبات و ميوه هاي نيمه گرمسيري، رامسر، ايران , راهب، سمانه پژوهشكده مركبات و ميوه هاي نيمه گرمسيري، رامسر، ايران
كليدواژه :
تجزيه خوشه اي , ذخاير ژنتيكي , صفات ريخت شناسي , نشانگرهاي مولكولي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: ژرم‌پلاسم مركبات ايران تنوع ژنتيكي گسترده‌اي دارد كه ناشي از دگرگرده‌افشاني، سابقه طولاني ازدياد بذري و فراواني جهش‌هاي ژنتيكي است. براي تعيين وضعيت رده‌بندي، روابط فيلوژنتيك و فاصله ژنتيكي بين افراد اين ذخيره ارزشمند ژنتيكي بايد از ويژگي‌هاي مورفولوژي در كنار نشانگرهاي مولكولي مبتني بر DNA استفاده كرد. در تحقيق حاضر براي كسب اطلاعاتي در مورد درجه قرابت ژنتيكي موجود بين 79 ژنوتيپ ناشناخته محلي مركبات موجود در كلكسيون ايستگاه تحقيقاتي كترا و تعيين فاصله نسبي آنها از 18 رقم تجاري، سه نوع نشانگر (مورفولوژي، ISSR و PCR-RFLP) مورد استفاده قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: مطالعه حاضر به صورت تحقيقي سه ساله و به منظور دستيابي به اطلاعات شناسنامه‌اي 79 ژنوتيپ محلي ناشناخته و 18 رقم تجاري مركبات (شاهد)، تعيين روابط فيلوژنتيك و فاصله ژنتيكي آنها با يكديگر انجام گرفت. اين پژوهش بر اساس بررسي مقايسه‌اي تعداد 19 صفت رويشي و 40 صفت زايشي و تجزيه DNA كلروپلاستي مبتني بر نشانگرهاي ISSR وPCR-RFLP نمونه‌هاي برگي انجام گرفت. ميانگين سه ساله صفات مورفولوژيك بر اساس استانداردهاي توصيف‌نامه‌اي ثبت گرديد. به منظور انجام مطالعات مولكولي، استخراج DNA از نمونه‌هاي برگي هر ژنوتيپ انجام و مقدار DNA با استفاده از نانودراپ در طول موج 260 نانومتر اندازه‌گيري شد. تجزيه خوشه‌اي داده‌هاي مورفولوژيك و مولكولي بر اساس داده‌هاي جفت نشده (UPGMA) و ضريب تشابه جاكارد صورت گرفت و اختلاف بين ژنوتيپ‌ها بر مبناي كدگذاري و رتبه‌بندي آنها صورت پذيرفت.
يافته‌ها: نتايج حاصل از تجزيه خوشه‌اي داده‌هاي مورفولوژي و مولكولي با نرم‌افزارهاي NTSYS-pc و POPGENE نشان داد كه كليه ژنوتيپ‌ها مي‌توانند بر اساس صفات ظاهري و نشانگرهاي ISSR و PCR-RFLP به ترتيب در ضريب تشابه‌هاي 40%، 53% و 60% به 12، 9 و 5 خوشه اصلي طبقه‌بندي شوند. طبق داده‌هاي مورفولوژي، اولين خوشه (A) به دو زيرگروه تقسيم شد كه يكي از آنها شامل 3 رقم ليمو بود. در خوشه دوم (B) همه ارقام پرتقال و نارنگي و در خوشه سوم (C) بالنگ، دارابي و گريپ‌فروت دانكن قرار داشتند. نتايج حاصل از تجزيه نشانگر ISSR نشان داد كه درصد چند شكلي ژنوتيپ‌هاي بررسي شده از 92 درصد تا 53 درصد به ترتيب براي نشانگرهاي N10 و N1 متغير بود و تعداد قابل توجهي از آنها قرابت نزديكي با پرتقال داشته‌اند. نتايج اين مطالعه همچنين نشان داد كه كامكوات بر اساس مشخصات مولكولي و صفات ظاهري جنسي متمايز از خانواده مركبات است و مي‌تواند در گروهي مجزا قرار بگيرد. از سوي ديگر، پرتقال‌ها، گريپ‌فروت‌ها و پوملوها همگي در يك گروه بودند و با اين واقعيت كه گريپ‌فروت‌ها دورگ‌هايي از پرتقال و پوملو هستند انطباق دارد. به اين ترتيب، درجه مشابهت ژنوتيپ‌هاي ناشناخته محلي با يكديگر و با رقم‌هاي شاهد تعيين شد. علاوه بر اين، تمايز سه گونه C. reticulata، C. medica و C. maxima نيز به خوبي ممكن شد.
نتيجه‌گيري:داده‌هاي حاصل از اندازه‌گيري صفات مورفولوژيك و مولكولي ژنوتيپ‌هاي ناشناخته مركبات كلكسيون كترا مي‌تواند اطلاعات شناسنامه‌اي هر ژنوتيپ ناشناخته محلي را مشخص و همچنين فاصله ژنتيكي و روابط فيلوژنتيك آنها را با يكديگر و با رقم‌هاي تجاري تعيين كند. به اين ترتيب، مي‌توان در آينده بر اساس نتايج حاصله، گزينشي كارآمد از والدين تلاقي‌ها را براي دستيابي به اهداف برنامه‌هاي اصلاحي و ايجاد ارقام جديد ممكن كرد.
چكيده لاتين :
Background and objectives:Citrusgermplasm has an extensive diversity in Iran which is due to cross pollination, long history of seed propagation and abundance of genetic variations. For determining the classification status, the phylogenetic relationships and the genetic distance between members of this valuable genetic reserve, it is necessary to use of morphological characters along with DNA-based molecular markers. In the present study, to obtain information on the degree of genetic affinity between 79 unknown citrus biotypes in Kotra Citrus Research Station and determining their relative distance from 18 commercial cultivars, three types of markers (morphological, ISSR and PCR-RFLP) were used.
Material and methods: The present study was carried out asa three-year research toobtain passport data for 79 biotypes and 18 commercial cultivars (check) of citrus trees, recognition of phylogenetic relationships and determination of genetic distance between these genotypes. This study was conducted on the basis of a comparative study of 19 vegetative and 40 reproductive traits and the analysis of chloroplast DNA based on ISSR and PCR-RFLP markers of leaf samples.The three-year average of morphological traits according to standard citrus descriptor were recorded.In order to perform molecular investigations, DNA extraction from the leaf samples of each genotype was performed and DNA was quantified using UV-visible spectrophotometer (nano-drop) at 260 nm. Cluster analysis of morphological and molecular data was performed based on the unpaid pairs (UPGMA) and Jaccard's similarity coefficient anddifferences between genotypes were determined by coding and ranking of them.
Results:Obtained results from cluster analysis of morphological and molecular data with NTSYS-pc and POPGENE software, using the UPGMA method with Jaccard's coefficient of similarity showed that all genotypes can be categorized according to morphological traits, ISSR and PCR-RFLP markers into 12, 9 and 5 main groups respectively in the 40% , 53% and 60% similarity coefficient respectively. According to morphological traits, the first cluster (A) can be divided into two subgroups which there are three lemon varieties in one of them. Another group (B) contains all sweet orange and mandarin cultivars and the third group (C) was incorporates three genotypes including Citron, Pomelo and Duncan grapefruit.The use of ISSR marker showed that polymorphism of examined genotypes was varied from 92% to 53% for N10 and N1 markers, respectively and a significant number of them had close affinity to sweet orange.The results of this study also showed that kumquat, based on molecular characteristics and apparent traits, is a distinct genus of Citrus family and should be placed in separate group.On the other hand, sweet oranges, grapefruits and pomelos were all in the same group which is consistent with the fact that grapefruits are hybrids of sweet oranges and pomelo. In this way, the degree of similarity of the local unknown genotypes was determined to each other and to the commercial varieties (checksamples(.Also, the differentiation of three species (C. reticulata, C. medica and C. maxima) was possible.
Conclusion:The data obtained from the measurement of morphological and molecular characteristics of unknown citrus genotypes could obtain a passport data for each biotypes and determine the phylogenetic relationships of biotypes with each other and with commercial cultivars. Obtained results could determine the genetic distance of biotypes from each other as well as from commercial varieties. In this way, in the future, parents can be efficiently chosen to perform corrective breeding programs for creating of new varieties.
