تغييرات تنوع اكوتيپي جمعيت هاي گونه بلندمازو در طول گراديان خشكي (غربي-شرقي) استان گلستان

Ecotypic diversity changes of Quercus castaneifolia populations in drought gradient length (western-eastern) of Golestan province

سابقه و هدف: استان گلستان واقع در بخش شرقي جنگل‌هاي شمال ايران داراي پراكنش وسيع جغرافيايي گونه بلندمازو از نظر ميزان بارندگي، درجه حرارت و نوع خاك است. وجود گراديان‌هاي اقليمي از غرب به شرق استان گلستان اثرات متفاوتي بر تنوع ژنتيكي و اكوتيپي جمعيت‌هاي درختي در گذر زمان مي‌گذارد كه اطلاع از ميزان اين تنوع ما را در مديريت حفاظت از ساختار ژنتيكي اين گونه‌ها ياري مي-رساند. تنوع ژنتيكي درختان براي سازگاري جنگل‌ها با تغييرات اقليمي و حفظ و بقاي ساير گونه‌ها و كل اكوسيستم جنگل بسيار حائز اهميت است. هدف اين پژوهش بررسي تغييرات تنوع اكوتيپي جمعيت‌هاي بلندمازو در طول گراديان خشكي (غربي-شرقي) استان گلستان مي‌باشد. مواد و روش‌ها: براي انجام اين پژوهش چهار جمعيت مختلف بلندمازو از غرب به شرق استان گلستان واقع در مناطق رويشگاهي توسكستان، علي‌آباد كتول، لوه و گليداغ انتخاب گرديد. ابتدا در هر جمعيت حدود 100 پايه بلندمازو با قطر مشابه و سالم و با فاصله تقريبي 50 تا 100 متر از همديگر براي اجتناب از قرابت‌هاي احتمالي شناسايي و از ميان آن‌ها 20 پايه بلندمازو به‌طور تصادفي انتخاب شدند. پس از انجام نمونه‌برداري، مطالعه كيفي نشانگر پراكسيداز شاخه دوساله با استفاده از الكتروفورز عمودي و به‌روش پلي‌اكريل آميد ژل الكتروفورز (PAGE) انجام شد. براي تجزيه و تحليل داده‌ها، امتيازدهي باندها به‌صورت صفر و يك به‌ترتيب براي عدم حضور و حضور باندها از روي ژل‌هاي تهيه شده انجام گرفت. سپس جهت تجزيه خوشه‌اي، تجزيه به مختصات اصلي و همچنين تجزيه و تحليل داده‌ها در خصوص ويژگي‌هاي آللي نشانگر مورد مطالعه شامل تعداد آلل مشاهده شده، تعداد آلل مؤثر، شاخص اطلاعات شانون، هتروزيگوتي و درصد چندشكلي و تعيين تنوع اكوتيپي درون و بين جمعيتي از نرم‌افزارهاي GenAlex و NTSYS استفاده شد. يافته‌ها: نتايج اين تحقيق بر اساس آلل كل، مشاهده شده، موثر و هتروزيگوتي نشانگر پراكسيداز نشان داد كه تنوع اكوتيپي و پارامترهاي تنوع ژنتيكي مورد بررسي در گراديان غربي-شرقي رويشگاه‌هاي مختلف استان گلستان متفاوت بوده و در گذشته‌هاي دور جريان ژني از طريق جمعيت‌هاي همجوار برقرار بوده است به‌طوري كه اكوتيپ‌ها كاملاً قابل تفكيك از يكديگر نيستند. شاخص اطلاعات شانون نيز در جمعيت‌ها از 0/179 تا 0/334 و هتروزيگوتي از 0/120 الي 0/218 متغير بود. نتيجه‌گيري: براي مديريت حفظ و توسعه‌ي تنوع ژنتيكي اين توده‌ها بايد در درجه اول نسبت به تثبيت شرايط حاضر به لحاظ تنوع از طريق اهميت دادن و حفظ پايه‌هاي شاخص درون جمعيت‌ها و كمك به تجديد حيات آن‌ها و در درجه بعدي نسبت به توسعه تنوع موجود براي مقابله با تهديدات تغييرات اقليمي از طريق جريان ژني به‌كمك انتقال بذر و نهال از جمعيت‌هاي همجوار موجود در صورت امكان بهره برد.

Background and objectives: Golestan province located in the eastern part of northern forests of Iran has a wide geographical distribution of Quercus castaneifolia in terms of rainfall, temperature and soil type. Climatic gradients from the west to the east of Golestan province have different impacts on the genetic and the ecotype diversity of tree populations in time that knowing the amount of this diversity helps us to manage/maintain the genetic structure of these species. The genetic diversity of trees is so important for adaptation of forests to climate change and for sustaining other species and entire forest ecosystems. The aim of this research is exploring the ecotypic diversity changes of Quercus castaneifolia populations in drought gradient (western-eastern) of Golestan province. Materials and methods: To do the study, four different populations of Quercus castaneifolia from West to East of Golestan province in habitat areas of Tuskestan, Aliabadekatul, Loveh and Golidagh were selected. First, about 100 bases of Quercus castaneifolia with similar diameter and healthy and with approximately 50 to 100 meters distance from each other to avoid the possible affinity in each population were considered and then 20 bases of Quercus castaneifolia among them were randomly selected. After sampling qualitative study of marker peroxidase of the organ of biennial branch in four different populations was done by the use of vertical electrophoresis and by the method of Poly Acrylamide Gel Electrophoresis (PAGE). To analyze the data, scoring of bands into zero and one respectively for the absence and presence of bands was done based on the prepared gels. Then respective software packages were used to cluster analysis, Principle Coordinate Analysis as well as data analysis regarding the allelic characteristics of studied marker including the number of observed alleles, effective alleles, Shanon,s information index, hetrozygosity and polymorphic percentage and ecotype diversity within and among populations. Results: The results of this research based on total, observed, effective alleles and hetrozygosity of the peroxidase marker showed that ecotype diversity and genetic diversity parameters examined in the western-eastern gradient of the different habitats of Golestan province is different and in the distant past, the genetic flow has been established through adjacent populations so that ecotypes are not separable. Conclusion: To manage the maintenance and development of the genetic diversity of these stands, at first it is necessary to stabilize the present condition with respect to the diversity through emphasizing and maintaining the index bases inside the populations and helping their regeneration and secondly, developing the present diversity to combat the climate change threats through gene flow with the help of seed and seedling transition from the adjacent populations.