بررسي تنوع ژنتيكي جمعيت‌هاي ايراني بومادران تماشايي Achillea nobilis با استفاده از نشانگر مولكولي ISSR و صفات مورفولوژيكي

Investigation of genetic diversity in Iranian populations of Achillea nobilis using ISSR molecular markers and morphological traits

بومادران تماشايي (Achillea nobilis) يكي از گياهان دارويي مهم و با خصوصيات درماني مختلف است كه در مناطق گسترده‌اي از ايران به‌طور خودرو رشد مي‌كند. در اين تحقيق، تنوع ژنتيكي 33 جمعيت بومادران تماشايي موجود در بانك ژن مؤسسه تحقيقات جنگل‌ها و مراتع كشور با استفاده از نشانگر ISSR ارزيابي شد. از هر جمعيت 10 گياه انتخاب شد و DNA آنها استخراج شد. در اين مطالعه از 12 آغازگر ISSR استفاده شد و شش آغازگر با ميانگين چند شكلي 88% براي بررسي تنوع و تمايز جمعيت‌ها به‌كار گرفته شد. آغازگرهاي 12P و 5P به‌ترتيب با 13 و 11 نوار بيشترين تعداد و آغازگر 7-1 با 7 نوار كمترين تعداد نوار را نشان دادند. شاخص‌هاي محتواي اطلاعات چندشكلي (PIC)، شاخص نشانگر (MI)، نسبت چندگانه مؤثر (EMR) و شاخص قدرت تفكيك (Rp) براي كليه نشانگرها محاسبه شد كه براين‌اساس، آغازگر12 P به‌عنوان بهترين آغازگر براي بررسي تنوع ژنتيكي بومادران تماشايي شناخته شد. در تجزيه خوشه‌اي داده‌هاي مولكولي ارتباط نزديكي بين توزيع جغرافيايي و تنوع ژنتيكي جمعيت‌هاي بومادران تماشايي مشاهده شد و جمعيت‌هاي جمع‌آوري شده از هر منطقه (شمال، مركز و غرب كشور) در يك گروه مجزا قرار گرفتند. بررسي پارامترهاي ژنتيكي نشان داد كه بيشترين تنوع ژني در ميان جمعيت‌هاي شمال كشور وجود داشت. در تفكيك جمعيت‌هاي مورد بررسي براساس داده‌هاي مورفولوژيكي، مطابقت چنداني با توزيع جغرافيايي آنها مشاهده نشد. با توجه به اهداف تحقيق، مي‌توان گفت كه نشانگرهاي ISSR براي بررسي تنوع ژنتيكي جمعيت‌هاي بومادران تماشايي كارآمد بوده و مي‌توان در مطالعات آينده از اين نشانگر براي تجزيه مجموعه ژرم‌پلاسم بومادران استفاده كرد. همچنين با توجه به خطر انقراض گونه‌هاي دارويي، اصلاحگران مي‌توانند از تنوع ژنتيكي وسيع بين جمعيت‌هاي Achillea nobilis براي انجام تلاقي‌هاي هدفمند، به‌منظور پيشبرد برنامه‌هاي اصلاحي و راهبردهاي حفاظتي اين گونه گياهي بهره‌برداري كنند.

Spectacular yarrow (Achillea nobilis) is an important medicinal plant with various therapeutic properties that naturally grows in large areas of Iran. In this study, the genetic diversity of 33 populations of A. nobilis available in the gene bank of the Research Institute of Forests and Rangelands (RIFR) was evaluated using ISSR markers. Ten plants were selected from each population and their DNA was extracted. From a total of 12 ISSR primers, six primers with an average of 88% polymorphism were used to study the diversity and differentiation of the populations. The P12 and P5 primers showed the highest number of bands with 13 and 11 bands, respectively, while primer 1-7 with 7 bands showed the lowest number of bands. The Polymorphic Information Content (PIC), Marker Index (MI), Effective Multiple Ratio (EMR), and Resolution index (Rp) were calculated for all the primers. Subsequently, P12 primer was recognized as the best for genetic diversity analysis of spectacular yarrow. Cluster analysis of the molecular data showed a close relationship between the geographical distribution and genetic diversity of A. nobilis populations. Accordingly, the populations collected from each region (North, center, and West of Iran) were placed in a separate group. Based on the genetic parameters, the highest genetic diversity was among populations from the North of Iran. Segregation of the populations based on the morphological traits did not correlate significantly with geographical distribution. According to the results, ISSR markers were efficient for studying the genetic diversity of A. nobilis populations and can be used in future studies to analyze the germplasm collection of A. nobilis Additionally, due to the extinction risk of medicinal species, breeders can take advantage of the wide genetic diversity among A. nobilis populations for targeted crosses, in breeding improve varieties and conservation strategies of this species.