مطالعه مولكولي اكوتايپ هاي مختلف عناب (.Ziziphus jujuba Mill )در منطقه خراسان جنوبي بر مبناي ژن‌هاي كلروپلاستي

DNA barcoding of Ziziphus jujuba Mill. in Iran using chloroplast genes (rbcL and matK)

سابقه و هدف: عناب Ziziphus jujuba Mill. يكي از گياهان باغي و دارويي مهم در ايران و متعلق به خانواده Rhamnaceae است. از سال 2000، تحقيقات زيادي بر روابط ژنتيكي بين ارقام مختلف عناب و يا عناب وحشي با استفاده از نشانگرهاي مولكولي تمركز داشته است. تنوع ژنتيكي اكوتايپ هاي مختلف گونهZ. Jujuba در ايران در سال 2006 و در سال 2007 رده بندي درون جنس براي 19 گونه توسط آناليز همزمان صفات ريخت شناختي و روش‌هاي مولكولي صورت گفته است. هدف از اين مطالعه انجام DNA باركدينگ و تجزيه و تحليل مولكولي اكوتايپ‌هاي متفاوت عناب با استفاده از دو ژن كلروپلاستي rbcL و matK است. مواد و روش‌ها: براي اين منظور تعداد 25 اكوتايپ عناب از استان خراسان جنوبي و پنج استان ديگر كشور مورد ارزيابي قرار گرفت. همچنين دو جنس خويشاوند نزديك از همين خانواده (Sangoisorba sp., Rosa sp.) به عنوان گروه خارجي استفاده شد. خالص سازي (پالايش پروتئين و پلي‌ساكاريد) با استفاده از روش دستي انجام شد. سپس ژل با استفاده از اتيديوم برومايد رنگ آميزي شده و كيفيت DNA نيز با استفاده از نتايج الكتروفورز ژل آگاروز تخمين زده شد. ژن‌هاي كلروپلاستي از DNA استخراج شده با استفاده از تكنيك PCR تكثير شدند. تمام توالي‌هاي حاصل از خوانش فوروارد و معكوس در اين مطالعه براي توليد توالي نهايي با استفاده از نرم افزار‌هاي مناسب سرهم شدند. يافته‌ها: باركد DNA هر گونه براي شناسايي سريع، دقيق و خودكار گونه‌ها انجام شد و تمام توالي به دست آمده از اين مطالعه به NCBI (مركز ملي اطلاعات بيوتكنولوژي) ارسال شد و ثبت گرديد. نتايج نشان مي‌دهد بيشترين فاصله‌ي ژنتيكي بين اكوتايپ‌هاي عناب و دو نمونه از گروه خارجي وجود دارد و تنوع ژنتيكي قابل توجهي در بين اكوتايپ‌هاي مختلف عناب وجود ندارد و تفاوت‌هاي مورفولوژيكي ناشي از شرايط اكولوژيكي مي‌باشد. اگرچه تحليل داده‌هاي تركيبي ژن‌ها بينش اطلاعاتي بيشتري نسبت به تحليل جداگانه‌ي داده‌هاي توالي ارائه داد. طبق نتايج بيشترين تنوع در اكوتايپ‌هاي خراسان جنوبي مشاهده شد. نتيجه گيري: با توجه به گستره شبكه‌هاي هاپلوتيپي، خراسان جنوبي مي‌تواند به عنوان يكي از خاستگاه‌هاي اصلي عناب در ايران معرفي گردد. مطالعات پيشين كاملا نتايج حاصله از اين مطالعه را تأييد مي‌كند. با اين حال، با در نظر گرفتن اهميت اقتصادي گياهان عناب در جهان، ايران و به ويژه خراسان جنوبي استفاده از نمونه‌هاي بيشتر و ژن‌هاي بيشتر به خصوص ژن‌هاي هسته‌اي براي مطالعه‌ي دقيق‌تر شباهت‌ها و تفاوت‌هاي ژنتيكي اين اكوتايپ‌ها پيشنهاد مي‌شود. اگرچه براي دستيابي به نتايج دقيق‌تر مطالعه بر روي تعداد گونه‌هاي بيشتر از مناطق مختلف ايران و استفاده از ژن‌هاي هسته‌اي پيشنهاد مي‌گردد.

Background and objectives: Jujube (Ziziphus jujuba Mill.) is one of the most important medicinal plants belong to the Rhamnaceae family. It is important in the pharmaceutical industry. So far, many molecular tools have been used to study genealogy and population structure and genetic relationships between jujube and wild jujube. Since 2000, much research has focused on genetic relationships between different varieties of jujube or wild jujube using molecular markers. Genetic diversity of different species of Z. jujuba in Iran in 2007 and in 2006 classified the sex of 19 species by simultaneous analysis of morphological traits and molecular methods. The main purpose of this study is DNA Barcoding of different ecotypes of Z. jujuba in South Khorasan, Iran using two chloroplast genes (rbcL and matK). Materials and methods: The 25 numbers of the ecotypes of this species from 6 different provinces of Iran were planted in South Khorasan, were assessed. Two close relatives of the same family (Sangoisorba sp., Rosa sp.) were also used as external groups.Purification (protein and polysaccharide refining) was performed using the manual method. The gel was then stained with ethidium bromide and the DNA quality was estimated using the agarose gel electrophoresis results. The chloroplast genes from the DNA extracted were amplified using the PCR technique. All sequences obtained from forward and reverse reading in this study to produce the final sequence using appropriate software were assembled. Results: The DNA barcode of each species was performed for fast, accurate and automatic identification of the species and all the sequences obtained from this study were sent to the NCBI (National Center for Biotechnology Information) and submitted. The results show that there is the greatest genetic distance between jujube ecotypes and two samples from the out-group and no significant genetic diversity between different jujube ecotypes and morphological differences are due to ecological conditions. However, the analysis of gene combination data provided more informational insights than the separate analysis of sequence data. According to the results, the highest diversity was observed in the ecotypes of South Khorasan. Conclusion: The results of pairwise distance and haplotype networks showed the most variety among different ecotypes belonged to the different areas of South Khorasan province. Also, Soth Khorasan can be considered as the origin of this species in Iran. Previous studies have fully confirmed the results of this study. However, given the economic importance of jujube plants in the world, Iran and especially South Khorasan, it is recommended to use more samples and more genes, especially nuclear genes, to study more closely the genetic similarities and differences of these ecotypes.