بررسي شجره شناسي ماهيان جنس Garra در حوضه هاي كارون، كرخه، دز، دجله و مند با استفاده از ژن سيتوكروم اكسيداز زيرواحد يك

Phylogenetic analysis of the genus Garra in Karun, Karkheh, Dez, Tigris, and Mond Basins (Iran) using Cytochrom Oxidase subunit I

در اين مطالعه شجره شناسي ماهيان Garra در حوضه هاي كارون، كرخه و دز در مقايسه با ماهيان Garra rufa، Garra mondica و Garra typhlops در حوضه هاي دجله، مند، كرخه و دز بررسي شد. تعداد 26 قطعه از ماهيان جنس Garra از قسمت هاي مختلف حوضه هاي ياد شده با استفاده از توالي ژن سيتوكروم اكسيداز زير واحد يك (COI) مورد ارزيابي قرار گرفت. براي بررسي روابط شجره شناسي از روش هاي الحاق همسايگي (Neighbour-Joining) و احتمال بيشينه (Maximum Likelihood)، براي بررسي روابط بين هاپلوتايپ ها از روش ترسيم شبكه هاپلوتايپي و براي مقايسه مقدار تمايز در بين گونه هاي مورد مطالعه از فاصله ژنتيكي K2P استفاده شد. در بين نمونه هاي مورد بررسي در مجموع 10 هاپلوتايپ و سه گروه شجره شناسي مشاهده شد. در بررسي فاصله هاي ژنتيكي بين گروهي، مقدار فاصله ژنتيكي در بين G .rufa و نمونه هاي متعلق به حوضه هاي كارون، دز و كرخه (G. gymnothorax)، 5/87 درصد بود. بيش ترين فاصله ژنتيكي مشاهده شده برابر 12/39 بين G. gymnothorax و G. tibanica و كم ترين فاصله ژنتيكي برابر با 1/51 درصد بين G. mondica و G. elegans مشاهده شد. فاصله ژنتيكي بين هاپلوتايپ هاي G. gymnothorax 0/33 درصد بود. بر پايه نتايج به دست آمده از اين مطالعه مي توان گفت كه ماهيان جنس Garra در حوضه هاي كارون، دز و كرخه با Garra rufa تفاوت دارند كه با تفاوت هاي ريخت شناسي موجود در ساير مطالعات مطابقت دارد. در مقايسه با گونه G. rufa كه پراكنش وسيعي در حوضه هاي دجله، فرات و حوضه هاي ايراني مثل مند و كر دارد، گونه G. gymnothorax تنها در حوضه هاي كارون، دز و كرخه پراكنش داشته و با توجه به روابط نزديك با گونه G. typhlops احتمالاً اين گونه در حوضه كارون-دز و كرخه تكامل يافته است. در مجموع با توجه به اينكه در اين مطالعه تنها از يك ژن استفاده شده است به نظر مي رسد جهت قضاوت بهتر لازم است از ژن هاي ديگر، به ويژه نشانگرهاي هسته اي مثل ژن RAG7، رودوپسين و يا روش هاي توالي يابي نسل جديد نيز استفاده شده و هم چنين از ساير نقاط حوضه كارون، دز و كرخه و ساير منابع آبي مجاور نمونه هايي تهيه و بررسي شود.

In this study phylogenetic relationships among Garra sp. in the Karun, Karkheh and Dez basins were compared to Garra rufa, Garra mondica and Garra typhlops in the Tigris, Mond, Karkheh and Dez Basins. A total of 26 Garra spp. specimens were collected from different localities in the Karun, Karkheh, Dez, Mond, and Tigris basins. The specimens were compared using Cytochrome Oxidase Subunit I (COI) sequences. In existing reports it is indicated that the members of the genus Garra in Karun and Dez Basins lack scales in the area between pectoral fins and in thorathic region, which discriminate them from G. rufa. Based on such differences the fish in Karun-Dez basins are named as Garra gymnothorax. In this study it was tried to compare genetic differences among specimens collected from above noted basins. To sequence the 5’ end of COI gene forward and reverse primers were used. For the phylogenetic analyses Niebuhr-joining and Maximum likelihood methods of phylogeny reconstruction were used and for the analysis of the relationships among different haplotypes a haplotype network was drawn. To compare the differentiation levels among the studied species, K2P distances were calculated. In total 10 haplotypes were observed for the specimens sequenced in this study. On the phylogenetic tree reconstructed three sub-clades were resolved. The average genetic distance between G. rufa and G. gymnothorax was 5.87%. The maximum and minimum genetic distances were observed between G. gymnothorax and Garra tibanica and G.mondica and Garra elegans, respectively. The mean genetic distance among G. gymnothorax haplotypes was 0.33%. Based on the results of this study it can be indicated that Garra specimens in the Karun, Dez, and Karkheh Basins differ from G. rufa and belong to G. gymnothorax, which is concordant with the morphological differences reported in other studies. Opposed to G. rufa that has a vast distribution in Tigris, Euphrates and the Iranian Basins including Mond and Kor Rivers, G. gymnothorax is only distributed in Karun-Dez and Karkheh Basins. This limited geographic span of G. gymnothorax besides its closer affinity to G. typhlops may indicate that the species has been originated in the Karun-Dez and Karkheh Basins. In conclusion it should be noted that in this study only one gene was used and to make robust inferences it would be better to use other genes especially nuclear genes such as RAG7, Rhodopsin and the Next Generation sequencing approaches using more specimens from other localities in Karun, Karkheh, Dez, and other aquatic systems adjacent to these systems.