پديد آورندگان :
جهانگيرزاده خياوي، شاهين سازمان تحقيقات آموزش و ترويج كشاورزي - موسسه تحقيقات علوم باغباني - پژوهشكده چاي، لاهيجان، ايران , فلك رو، كوروش سازمان تحقيقات آموزش و ترويج كشاورزي - موسسه تحقيقات علوم باغباني - پژوهشكده چاي، لاهيجان، ايران
كليدواژه :
آنزيم برشي , پرايمر عمومي كلروپلاست , هاپلوتايپ , Camellia
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: گياه چاي [Camellia sinensis (L.) O.Kuntze)] گياهي نوشيدني غير الكلي با ويژگي‌هاي دارويي بسياري است كه در قرن گذشته وارد ايران شده و در منطقه شمال كشور كشت شده است. شناخت تنوع ژنتيكي موجود در گياهان جهت برنامه‌هاي اصلاحي و حفاظت از ژرم‌پلاسم بسيار مهم است بطوري كه مي‌توان بيان كرد جمع آوري وارزيابي ذخاير ژرم پلاسم داخلي و خارجي، اساســــي ترين مرحله دربرنامه‌هاي به‌نژادي گياهان مي باشد. مطالعات زيادي بر روي ژنوم هسته اين گياه صورت گرفته است اما بررسي روابط ژنوم اندامكي در اين گياه بسيار محدود مي‌باشد. در اين پژوهش براي اولين بار با استفاده از ژنوم كلروپلاست، تنوع بخشي از ژرم پلاسم چاي موجود در ايران مورد بررسي قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: در اين تحقيق تعداد 35 نمونه گياه چاي از شش جمعيت (منطقه شرق چايكاري (نشتارود)، منطقه مركز چايكاري (لاهيجان)، منطقه غرب چايكاري (فشالم)، ژنوتيپ‌هاي وارداتي از گرجستان، كلون‌هاي وارداتي از ژاپن و كلون‌هاي وارداتي از سريلانكا) موجود در سه كلكسيون پژوهشكده چاي مورد بررسي قرار گرفتند. در ابتدا نمونه‌برداري از برگ‌هاي جوان و كاملاً توسعه يافته انجام و DNA كل آنها استخراج شد. با استفاده از پنج جفت پرايمر عمومي كلروپلاست معرفي شده (DT، LF، HK، SC و rbcL) و چهار آنزيم برشي (BglII، HinfI، AluI و PstI) با كار برد روش واكنش زنجيره‌اي پلي مراز - تفاوت طول قطعات حاصل از هضم (PCR -RFLP) تنوع موجود در ژنوم كلروپلاست اين گياهان مورد بررسي قرار گرفتند. برنامه‌هاي NTSYS و POPGENE براي آناليز خوشه‌اي و جمعيتي داده‌ها، استفاده شدند.
يافته‌ها: در اين بررسي حدود bp6980 از ژنوم كلروپلاست گياه چاي در واكنش زنجيره‌اي پلي‌مراز تكثير شده و با استفاده از آنزيم‌هاي برشي بررسي گشتند. از 20 تركيب آغازگر /آنزيم ممكن، چهار تركيب DT/ HinfI، DT/ AluI، LF/ PstI، HK/ HinfI حالت چند شكلي نشان داده و اين چهار تركيب نمونه‌ها را در هفت گروه هاپلوتايپي (H1، H2، H3، H4، H5، H6 و H7) قرار دادند. تمام اين گروه‌بندي‌ها به دليل رخ دادن جهش‌‌هاي حذف و اضافه در محدوده bp40-10 ايجاد شده بود. حداكثر تنوع ژنتيكي (Ht)، ميانگين تنوع بين جمعيتي (Hs) و تفاوت ژنتيكي بين جمعيت‌ها (Gst) به ترتيب 0/46، 0/25 و 0/45 بدست آمد.
نتيجه‌گيري: نتايج بررسي 35 نمونه‌چاي نشان داد كه هيچ گونه ساختار ژنتيكي مدوني مابين مناطق مختلف جمع آوري نمونه‌ها وجود ندارد؛ همچنين اين نتايج تأييد نمودند كه امكان كاربرد روش واكنش زنجيره‌اي پلي مراز - تفاوت طول قطعات حاصل از هضم (PCR -RFLP) براي بررسي تنوع ژنتيكي و شناسايي ژنوتيپ‌هاي چاي و ارقام آن وجود دارد
چكيده لاتين :
Background and objectives: The herbal tea [Camellia sinensis (L.) O.Kuntze)] is a non-alcoholic beverage with many medicinal properties that has entered Iran in the last century and cultivated in the northern region. Understanding the genetic diversity of plants for breeding programs and the protection of germplasm is very important so that it can be stated that the collection and evaluation of domestic and foreign germplasm reserves is the most important stage in plant breeding programs. Many studies have been done on the nucleus genome of this plant, but the investigation of the organelles genome relationships in this plant is very limited. For the first time in this research, we have tried to investigate the diversity of this germplasm in Iran by using the genome of chloroplasts.
Materials and Methods: In this research, 35 tea-plant samples from six populations (east tea cultivation district (Nashtarood), central tea cultivation district (Lahijan), west tea cultivation district (Fashalem), imported genotypes from Georgia, imported clones from Japan, and imported clones from Sri Lanka) in three collections of the tea institute were studied. At first sampling of young and fully developed leaves was performed and the DNA genomes were extracted. By using five pairs of specific primers for the chloroplast genome (DT, LF, HK, SC and rbcl) and four restriction enzymes (BglII, HinfI, AluI and PstI) with Polymerase Chain Reaction- Restriction Fragment Length Polymorphism (PCR- RFLP) method, the variety in the chloroplast genome of these plants was investigated. NTSYS and POPGENE were used for cluster and population analysis.
Results: In this study, about 6980bp of the tea chloroplast genome was amplified in polymerase chain reaction and examined by restriction enzymes. Of the 20 primer/ enzyme combinations, four combinations (DT/ HinfI, DT/ AluI, LF/ PstI and HK/ HinfI) were shown polymorphic pattern and these four compounds put samples into seven haplotypic groups (H1, H2, H3, H4, H5, H6 and H7). All these grouping were created due to the occurrence of insertion-deletion mutations in the range of 10-40bp. Mean of genetic variation within (HS), Total (HT) and degree of genetic differentiations (GST) were 0.25, 0.46 and 0.45, respectively.
Conclusion: The results of investigation of 35 tea samples showed that there was no cognitive genetic structure between the different sample regions. These results also confirmed the possibility of utilization Polymerase Chain Reaction- Restriction Fragment Length Polymorphism (PCR- RFLP) technique to investigation of genetic diversity and identify genotypes and varieties of tea.
