ارزيابي روابط خويشاوندي، ساختار و تمايز ژنتيكي مار كبراي خزري (Naja oxiana Eichwald 1831) در ايران با استفاده از نشانگر ميتوكندريايي دي‌لوپ

Phylogenetic Relationships, Genetic Structure and Differentiation of the Caspian Cobra (Naja oxiana Eichwald 1831) snake in Iran Using D-Loop Mitochondrial DNA Marker

روابط خويشاوندي مار كبراي خزري (Naja oxiana)، به‌عنوان شرقي‌ترين گونه از زير جنس Naja داراي ابهامات زيادي است. هدف از اين مطالعه بررسي روابط تكاملي، تنوع، تغييرات و ساختار ژنتيكي كبراي خزري در جمعيت‌هاي شمال و شمال شرقي ايران بوده است. بدين منظور تعداد 19 نمونه از اين گونه در زيستگاه‌هاي طبيعي آن‌ها در شمال شرقي (استان خراسان رضوي و خراسان شمالي) و شمال (استان گلستان) صيد و تعداد پنج تا 10 فلس زيرشكمي از اين افراد برداشت شد. از اين فلس‌ها در آزمايشگاه به روش روش آمونيوم استات DNA كافي استخراج و سپس براي تكثير ژن دي‌لوپ به طول 589 جفت‌باز از دو آغازگر پيشرو و پسرو استفاده شد. تحليل تبارشناسي با استفاده از بهترين مدل تكاملي و رسم درخت بيزين و حداكثر درست‌نمايي انجام گرفت. ارتباط بين هاپلوتايپ با استفاده از منطق حداكثر پارسيموني با سطح بهينه 95 درصد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تعداد هفت هاپلوتيپ منحصر به فرد و يك هاپلوتايپ مشترك در بين جميعت‌هاي شمال (استان گلستان) و شمال شرق كشور (استان خراسان رضوي و خراسان شمالي) را تاييد نمود. نتايج تحليل تبارشناسي حاكي از جدايي جمعيتهاي كبراي خزري به‌صورت دو شاخه‌اي و با احتمال پسين (0/61) و بوت استرپ (54/31) نه چندان مستحكمي از كبراي چيني است. در نهايت آناليز واريانس مولكولي (AMOVA) به ترتيب تغييرات ژنتيكي بسيار اندك و غيرمعني‌داري را در بين جمعيت‌هاي كبراي خزري در شمال و شمال شرقي كشور و تغييرات ژنتيكي بسيار زياد و معني‌داري (p<0/01) را در بين جمعيت كبراي خزري با كبراي چيني نشان داد. نتايج اين مطالعه براساس نشانگر مورد استفاده حاكي از آن است كه تبار كبراي خزري به نسبت تباري جوان است و از پرتوش سازشي (Adaptive radiation) و گسترش جمعيت هاي مختلف آن در شرق و شمال شرقي ايران مدت زمان طولاني نمي‌گذرد. اين نتايج نشان مي‌دهد كه براي حفاظت از كبراي خزري در بين جمعيت‌هاي شمال و شمال شرقي ايران مي‌توان از طرح حفاظتي يكپارچه‌اي استفاده نمود.

As the most easterly species of the subgenus Naja, the Caspian Cobra (Naja oxiana) has long remained a case of major controversy with regard to phylogenetic relationships. The aim of the present study is to analyze the evolutionary relationships, genetic diversity, structure and variations of the Caspian Cobra in north and northeastern populations of Iran. To this end, 5 to 10 abdominal scales were obtained from 19 collected individuals from natural habitats in the north (Golestan province) and northeast (Khorasan Razavi and South Khorasan provinces) of Iran. DNA extraction was done using Ammonium acetate. Forward and reverse primers were used to amplify a segment of the D-Loop gene with 589 base pairs in length. The genealogy analysis was conducted to determine the best evolutionary model using Bayesian and maximum likelihood analyses. Analysis of haplotype relationships was performed using maximum parsimony. The results identified seven unique haplotypes and one common haplotype among populations of the north (Golestan province) and northeast (Khorasan Razavi and South Khorasan province) of Iran. Genealogical analyses revealed that populations of the Caspian Cobra have bifurcated from the Chinese Cobra, supported with rather inadequate bootstrap and posterior probability values of 54.31 and 0.61, respectively. Eventually, Analysis of Molecular Variance (AMOVA) found no significant genetic variation (Fsc 0.05, p 0.05) between populations of the Caspian Cobra in the north and northeast of Iran, whereas significantly large genetic variations (Fsc 0.25, p 0.01) were detected between Caspian and Chinese Cobra populations. Our data set demonstrated that the Caspian Cobra lineage is genetically relatively homogenous, as we found no significant genetic variation between populations of the species in Iran, possibly suggesting their historically recent radiation in the most western part of the species range in Asia. It is demonstrated that an integrated conservation plan is needed to protect the Caspian Cobra in populations of the north and northeast of Iran.