عنوان :
بررسي ساختار ژنتيكي تاسماهيان در كشت ارزيابي ذخاير ماهيان خاورياري در حوصه جنوبي درياي خزر (آبهاي ايران)
شرح پديد آور/مجري (مجريان) طرح :
چكمه دوز قاسمي، فريدون
شناسه هاي افزوده :
زاده صابر، محمد حسن ، همكارطرح , توكلي، محمود ، همكارطرح , بهروز خوشقلب، محمدرضا ، همكارطرح , غرقي، احمد ، همكارطرح , پوركاظمي محمد ، همكارطرح , برادران نويري، شهروز ، همكارطرح , نوروز فشخامي، محمدرضا ، همكارطرح , يارمحمدي، مهتاب ، همكارطرح , عزيززاده پرمهر، ليلا ، همكارطرح
تنالگان :
وزارت ﺟﻬﺎد ﮐﺸﺎورزي - ﺳﺎزﻣﺎن ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت، آﻣﻮزش و ﺗﺮوﯾﺞﮐﺸﺎورزي - ﻣﻮﺳﺴﻪ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﻋﻠﻮم ﺷﯿﻼﺗﯽ ﮐﺸﻮر
چكيده فارسي :
ساختار ژنتيكي و جمعيتي تاسماهي ايراني (Acipensers persicus) نواحي 2، 3، 4 و رودخانه سفيدرود طي گشت ارزيابي ذخاير سال هاي 1391 – 1388 سواحل جنوبي درياي خزر با استفاده از روش تعيين توالي DNA (DNA sequencing) مورد بررسي قرار گرفت. تعداد 18 نمونه (5 نمونه از ناحيه 2، 5 نمونه ناحيه 3، 5 نمونه ناحيه 4 و 3 نمونه رودخانه سفيدرود) با استفاده از روش استات آمونيوم استخراج DNA گرديد، كميت و كيفيت آنها با استفاده از دستگاه نانودراپ (مدل ND1000) و ژل آگارز 1 درصد تعيين شد. دو جفت آغازگر يا پرايمر (Forward و Reverse) D-loop و سيتوكروم b ميتوكندريايي با استفاده از نرم افزار GeneRuner طراحي و پس از سنتز، نمونه هاي DNA با آغازگرهاي فوق PCR شد. بررسي روابط ژنتيكي و ترسيم درخت هاپلوتايپي Neighbor-Joining بر اساس مدل Kimura 2-parameter با استفاده از نرم افزار Mega 4، شاخص هاي تنوع مولكولي شامل تعداد هاپلوتايپ ها، مكان هاي چندشكلي، تنوع هاپلوتايپي و نوكلئوتيدي به همراه واريانس آنها، شاخص توزيع شكل گاما (gamma distribution shape parameter) به منظور برآورد نرخ يا ضريب ناهمگوني بين مكانهاي مورد بررسي، واگرايي ژنتيكي به صورت جفتي داخل و بين مناطق نمونه برداري (فاكتور Fst) كه نشانه جدايي جمعيت ها مي باشد با 10000 تكرار فراواني هاپلوتايپي به منظور معني دار يا عدم معني دار بودن با استفاده از نرم افزار Arlequin 3.1 و Dna SP محاسبه گرديد. فرضيه صفر مبني بر مستقل بودن جمعيت ها با استفاده از آزمون دقيق(exact test) بر اساس اختلاف هاپلوتايپي بين جمعيت ها محاسبه شد. گسترش و پراكنش تاريخ جمعيتي (Historical demographic and spatial expansions) با دو روش تست تاجيما (D-test of Tajima) و تست Fu Fs بررسي شد.
بر اساس نتايج به دست آمده محصول PCR ژن D-loop پس از الكتروفورز ژل آگارز 1 درصد به همراه ماركر bp100 در زير اشعه UV، توليد باندهايي در محدوده 500 جفت باز (bp) و ژن سيتوكروم b 700 جفت باز (bp) نمودند. پس از رديف (Aligne) كردن براي ژن هاي D-loop و سيتوكروم b بين مناطق مورد مطالعه به ترتيب 13 و 4 هاپلوتايپ، ميانگين تنوع هاپلوتايپي 961/0 و 419/0 ، تنوع نوكلئوتيدي 038/0 و 002/0، شاخص توزيع شكل گاما بين مكانهاي مورد بررسي 19/0 و 20/0 كه نشاندهنده نرخ متوسط موتاسيون براي هر دو ژن در اينگونه بود. كمترين مقدار Fst محاسبه شده براي ژن D-loop بين جمعيت هاي رودخانه سفيدرود و ناحيه 4 شيلاتي (002/0-) ديده شد و براي ژن سيتوكروم b بين تمامي جمعيت ها 04/0 و غير معني دار با جريان ژني 37/5 محاسبه شد. آزمون تفاوت جمعيت ها (non-differentiation exact p values) در داخل جمعيت ها در سطح احتمال 05/0 درصد براي ژن D-loop بين رودخانه سفيدرود و ساير مناطق معني دار بود و براي ژن سيتوكروم b اختلاف معني داري بين مناطق مورد بررسي بدست نيامد. تاريخچه جمعيتي(demographic history) تاسماهي ايراني با استفاده از آزمون گسترش و توزيع تاريخ جمعيتي(mismatch distribution) و بر اساس بسط و گسترش ناگهاني (sudden expansion) براي هر دو ژن مورد بررسي قرار گرفت كه غير معين (unimodal) بوده و شبيه مدل بسط ناگهاني بود. آزمون هاي بي طرفي (neutrality tests) تاجيما و شاخص Fu Fs براي 18 و 17 توالي بين مناطق و براي هر دو ژن به ترتيب 84/0- و 99/0- و 220/0- و 079/0- محاسبه شد كه هر دو شاخص منفي و از لحاظ آماري معني دار نبودند (01/0≤p). مقدار زمان بسط و گسترش جمعيتي تاسماهي ايراني محاسبه شده توسط نرم افزار Arlequin براي ژن D-loop 65/13 = t و از قبل از زمان حاضر و احتمالا حدود 1501 سال و براي ژن سيتوكروم b 98/0 = t و از قبل از زمان حاضر 84/7 سال محاسبه شد.
نتايج بدست آمده از ژن D-loop اين بررسي نشان داد كه جمعيت تاسماهي ايراني رودخانه سفيدرود يك خزانه ژني مستقل و جداگانه از ساير مناطق ديگر مي باشد بنابراين اعمال مديريت شيلاتي بمنظور حفظ خزانه ژني و افزايش ذخاير اين ماهيان با ارزش قبل از انقراض كامل آنها قويا توصيه مي گردد.
چكيده انگليسي :
Abstract
The population genetic structure of the Persian sturgeon (Acipenser persicus) in the 2, 3, 4 fisheries regions and Sefidrud River was investigated based on the DNA sequencing method during 2010 – 2013 sturgeon stock assessment in the south Caspian Sea . DNA samples were extracted using ammonium acetate, the quantity of DNA was measured at 260 and 280 nm using spectrophotometry by Nanodrop (ND 1000 model), and the quality was checked by 1% agarose gel electrophoresis. Two sets of mitochondrial gene (D-loop and cytochrom b) after synthesis were used for polymerase chain reaction (PCR). A Neighbor-Joining (NJ) tree was constructed for all haplotypes according to Kimura 2-parameter model using Mega Version 4.0.1, number of haplotypes, haplotype diversity (Hd) and nucleotide diversity and their corresponding variances, genetic divergence overall and between paired populations (Fst) by 10,000 permutations and exact test, the gamma distribution shape parameter for the rate heterogeneity among sites and nucleotide sequence, the historical demographic pattern of A.persicus using neutrality tests and mismatch distribution analysis (D test of Tajima and Fs test of Fu), also the concordance of the observed with the expected distribution under the sudden population model using the Harpending,s raggedness index (Hri) were analysed. All calculations were conducted using ARLEQUIN version 3.11 and DnaSP 4.0.
The aligned mtDNA sequences of D-loop and cytochrom b genes were consisted of 500 and 700 base pairs (bp) respectively. 13 and 4 haplotypes were defined, the average haplotype diversity were 0.961 and 0.419, average nucleotide diversity were 0.038 and 0.002, The gamma distribution shape parameter were 0.19 and 0.20 indicating moderate mutation rate heterogeneity among sites in A.persicus. The lowest value of Fst for D-loop gene was calculated between Sefidrud and four fisheries region (-0.002) and the Fst values observed for cytochrom b gene was 0.04 with Nm=5.37 and not statistically significant. The exact test of population differentiation (non-differentiation exact P values) showed significant differences between Sefidrud and other areas (P ≤0.05) for D-loop gene and for cytochrom b gene was nonsignificant (P ≥0.05). The mismatch analysis produced a unimodal distribution of pairwise differences for both genes which was consistent with the sudden population expansion model. Tajima’s D and Fu’s Fs statistics were significantly negative (D= -0.84 and -0.99, P>0.01; Fs= -0.220 and -0.079, >0.01). ARLEQUIN calculated the value of t as 13.65 and the time since population expansion was estimated to be approximately 1501 years before present based on the mutation rates for the control region and this value for cytochrom b gene t= 0.98 which population expansion time was 7.84 years before present.
The results of this study based on D-loop gene showed that population of A.persicus in the Sefidrud River is differ from other studied areas. Therefore fisheries managements of this unique and valuable stock for restocking and conservation of gene pools is strongly recommended.
كليدواژه :
درياي خزر (آبهاي ايران) , بررسي ساختار ژنتيكي تاسماهيان , ارزيابي ذخاير ماهيان خاورياري , حوصه جنوبي
اطلاعات نشر :
تهران موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور
مشخصات ظاهري :
بخشي رنگي، جدول، مصور، نمودار
فروست :
موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور. 43809
كتابنامه :
كتابنامه: ص. 56- 62
موضوع :
تاس ماهيان- درياي خزر , ماهي پرورشي درياي خزر , تاس ماهيان- درياي خزر- ژنتيك , ماهي ها- ژنتيك
