جايگاه تاكسونوميكي و تنوع ژنتيكي جنس شاه‌بلوط (راشيان) در شمال ايران براساس ناحيه ژني psbA و بين‌ژني trnH-psbA

Taxonomic status and genetic variation of the genus Castanea (Fagaceae) in Iran based on psbA and trnH-psbA

شاه‌بلوط اروپايي (Castanea sativa Mill.) يكي از گونه‌هاي ارزشمند در خطر جنگل هاي هيركاني است. در اين تحقيق، استفاده از نشانگرهاي مولكولي به عنوان روشي آسان و سريع براي شناسايي جايگاه تاكسونوميكي شاه‌بلوط هاي شمال ايران مورد استفاده قرار گرفت. در اين تحقيق، از تمامي رويشگاه هاي اين گونه در ايران (سه رويشگاه ذكر شده در بخش غربي استان گيلان) نمونه برگ تهيه و بعد از بيومتري، شش پايه انتخاب و ناحيه ژني psbA و فاصله‌انداز غيركد‌كننده ‌trnH-psbA توالي‌يابي و با نمونه‌هاي گرفته شده از بانك ژني (Castanea sativa،C. dentata،C. pumila ) مقايسه شد. نتايج نشان داد كه طول كل قطعه ژني psbA براي نمونه‌هاي بانك ژني و شاه‌بلوط هاي منطقه هيركاني،66 جفت باز و بدون تنوع نوكليوتيدي و طول قطعه بين‌ژني trnH-psbA، 416-427 جفت باز است كه شاه‌بلوط هاي منطقه هيركاني با حذف 11 جفت باز داراي كمترين طول به ميزان 416 جفت باز است. از پنج جايگاه انحصاري، جايگاه انحصاري اول و دوم در موقعيت 366 و 495 مربوط به گونه Castanea dentata، جايگاه انحصاري سوم در موقعيت 401 و مربوط به C. sativa، جايگاه انحصاري چهارم و پنجم در موقعيت 406 و 437 مربوط به گونه C. pumila است. بررسي فاصله ژنتيكي گونه‌ها و جمعيت‌هاي مورد بررسي نشان داد كه نمونه هاي جنگل هيركاني فاقد فاصله ژنتيكي از يكديگر بودند. در اين تحقيق، براساس ناحيه ژني psbA و بين‌ژني trnH-psbA چهار هاپلوتيپ با تنوع هاپلوتيپي 58/0 شناسايي شد. در درخت فيلوژني حاصل از تحليل كل ناحيه ژني psbA و بين‌ژني trnH-psbA به روش حداكثر شباهت و با پشتوانه تكرار 1000، شاه‌بلوط‌هاي ناحيه هيركاني در يك كلاد مجزا، البته بدون پشتوانه قرار گرفتند. همچنين، بيشترين شباهت ژنتيكي بين شاه‌بلوط‌هاي ناحيه هيركاني و شاه‌بلوط اروپايي مشاهده شد. اگرچه تصميم‌گيري در مورد جايگاه تاكسونومي شاه‌بلوط هيركاني براساس يك نشانگر مولكولي از پشتوانه قوي برخوردار نمي‌باشد، ولي به دليل وجود تفاوت ريختي قابل ملاحظه بين شاه‌بلوط هيركاني و شاه‌بلوط اروپايي و نيز نتايج اين تحقيق (وجود يك ناحيه حذفي در ناحيه بين‌ژني trnH-psbA و متمايز بودن هاپلوتيپي) تعلق شاه‌بلوط هيركاني به گونه شاه‌بلوط اروپايي (C. sativa) را مورد ترديد قرار مي‌دهد و تصميم‌گيري نهايي در اين ارتباط را منوط به كارگيري چند نشانگر باركد ديگر مي‌نمايد.

Species in the genus Castanea Mill. are one of the worthwhile species in the Hyrcanian forest of west Guilan (N Iran) with low region such as Siahmazgi, Ghalerodkhan and Visrod. that do not have good condition by reason of human interfering and disease. They have varying economic importance as nut tree crops, therefore, DNA barcoding technique can be a straightforward method for taxonomic status appointment of the genus Castanea Mill. in the north of Iran. In this research, six individuals from three relict populations of Castanea in western regions of Hyrcanian forest (Guilan province) were selected and amplified for plastid trnH-psbA region. Results indicated that, the length of psbA region is about 66 bp without any nucleotide diversity, and the length of trnH-psbA intergenic spacer is 427-416 bp. The Hyrcanian samples of Castanea with a 11 bp deletion in trnH-psbA spacer have the minimum length (416 bp). From five singleton position, first and second singleton positions were related to C. dentata (position 366 and 495), third position was related to C. sativa (position 401), and the fourth and fifth positions were related to C. pumila (positions 406 and 437). Hyrcanian samples did not show genetic distance, and they had most similarity with C. sativa. Haplotype diversity was 0.58, and totally, four haplotypes were recognized. Based on the obtained phylogenetic tree, the Hyrcanian samples of Castanea form a distinct clade but with bootstrap lower than 50%.