عنوان پایان‌نامه
ارزیابی تنوع ژنتیکی برخی اکوتیپ های پده Populus euphratica oliv. با استفاده از نشانگرهای مولکولی و ارزیابی مقاومت آنها به تنش شوری
- رشته تحصیلی
- مهندسی منابع طبیعی - جنگلداری
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7003;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75972;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 7003;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75972
- تاریخ دفاع
- ۳۱ شهریور ۱۳۹۵
- استاد راهنما
- محمدحسن عصاره, انوشیروان شیروانی
- دانشجو
- حسین توکلی نکو
- چکیده
- پده یکی از گونه های درختی است که به صورت طبیعی در برخی نواحی بیابانی آسیا و آفریقا انتشار دارد و به دلیل وجود ویژگی های خاصّ سیستم مدل برای بررسی مقاومت گیاه به تنش های محیطی محسوب می شود. این پژوهش به منظور ارزیابی تنوع ژنتیکی 12 اکوتیپ پده در ایران با استفاده از 10 جفت آغازگر SSR و ارزیابی آن ها در پاسخ به تنش شوری در چهار سطح شامل 75، 150، 225 و 300 میلی مولار کلریدسدیم همراه با شاهد (بدون شوری) طی سال های 1392 تا 1394 اجرا شد. در بررسی های مولکولی میانگین تعداد آلل مشاهده شده 6/43، تعداد آلل مؤثر 5/58،هتروزیگوسیتی مشاهده شده 0/65 و هتروزیگوسیتی مورد انتظار0/80 و شاخص شانون 1/75 بود. تجزیه واریانس مولکولی داده ها نشان داد که 3% واریانس مولکولی مربوط به بین اکوتیپ ها و 97% مربوط به درون اکوتیپ ها بود. براساس نتایج تجزیه به مؤلفه های اصلی، شش مؤلفه اصلی 22/86% کل تغییرات را پوشش دادند. در گروه بندی اکوتیپ ها بر اساس ضریب فاصله ژنتیکی، اکوتیپ های مورد بررسی به شش گروه تقسیم شدند، در این گروه بندی فاصله جغرافیایی اثر مشخصی بر تفاوت های ژنتیکی نداشت. نتایج تجزیه واریانس صفات مورفوفیزیولوژیک در پاسخ به تنش شوری نشان داد که در ویژگی های رشد و عملکردی در تیمارها و اکوتیپ های مختلف اختلاف معنی داری وجود داشت. اثر متقابل تیمار× اکوتیپ در صفات رشد ارتفاعی، وزن خشک برگ و ساقه و تولید بیوماس دارای اختلاف معنی دار داشته ولی در صفات طبقه ی شادابی، رشد قطری نهال، وزن خشک ریشه و وزن خشک کل اندام های گیاه اختلاف معنی داری نداشت. از نظر میزان جذب و تجمع یون ها بین تیمارها از نظر غلظت سدیم، پتاسیم، کلسیم، کلر و فسفر در برگ و ریشه اختلاف معنی¬داری وجود داشت. بین اکوتیپ ها از نظر غلظت پتاسیم و فسفر برگ و ریشه و اختلاف معنی داری وجود داشت. در اثر متقابل تیمار× اکوتیپ از نظر غلظت یون ها اختلاف معنی داری وجود نداشت. همچنین اثر تیمار شوری در کلیه صفات فیزیولوژیک مورد ارزیابی اختلاف معنی داری داشت. اثر اکوتیپ بر محتوای نسبی آب برگ، نشت الکترولیتی، مالون دی آلدهید، رنگدانه های گیاهی و آنزیم های انتی اکسیدانتی اختلاف معنی داری داشت ولی بر محتوای پرولین و گلایسین بتائین اختلاف معنی داری نداشت. اثر متقابل تیمار× اکوتیپ در نشت الکترولیتی، مالون دی آلدهید، کلروفیل ها و آنزیم های مورد بررسی اختلاف معنی داری داشت، ولی در محتوای نسبی آب برگ، پرولین، گلایسین بتائین، قندهای محلول و کارتنوئیدها اختلاف معنی داری نداشت. در این پژوهش سه مکانیسم کلیدی برای تحمل شوری در پده شناسایی شد: 1) نگهداری سدیم و به خصوص کلر در ریشه؛ 2) کده بندی سدیم و کلر در ریشه و برگ در شرایط تنش شوری و 3) جلوگیری از کاهش بیش از حدّ پتاسیم در اندام های گیاه. تجزیه خوشه ای اکوتیپ های مورد بررسی را از نظر میانگین کلیه صفات مورد بررسی در پنج گروه تفکیک نمود. در این پژوهش گروه بندی اکوتیپ های پده بر اساس این صفات مبتنی بر فاصله جغرافیایی آن ها نبوده، بلکه بر پایه شرایط رویشگاه به خصوص از نظر شوری خاک استوار بود.
- Abstract
- Euphrates poplar (Populus euphratica Oliv.) is a unique woody species which is naturally distributed in desert areas of some parts Asia and Africa. Because of its outstanding features, it is a model plant to study environment stress tolerance. This research was conducted to evaluate the genetic variation in 12 ecotypes of Euphrates poplar (Populus euphratica Oliv.) in Iran through 10 SSRs primers, and evaluation of their response to different levels of salinity (75, 150, 225 and 300 mM NaCl) with control. The average of Na, Ne, Ho, and He was 6.43, 5.58, 0.65 and 0.80 respectively. The Shanon information was 1.75. The AMOVA showed that 3% of molecular variance belongs to intra-population and 97% belongs to inter-population. The PCA showed six principal components covered 22.86% of total variance. In clustering of ecotypes through genetic distance, the examined ecotypes were divided into six groups, while the geographic distance did not have any significant effect on genetic differences. The ANOVA showed that there was a significant difference between treatments and ecotypes and performance traits. There was a significant difference between intraction effects of treatments ×ecotypes and high growth, biomass product and leaf or stem dry matter, but there was no significant difference between diameter growth, root and total dry weight. In terms of concenrtration of Na+, K+, Ca2+, Cl- and P, there was a significant difference between treatments and ecotypes from K+ and P. In terms of ion concentration, there is no significant difference in the interaction effects of treatments×ecotypes. The ANOVA showed that there was a significant difference between treatments considering physiologic traits. There was a significant difference between ecotypes from relative water content, electrical leakage, malondialdehyde, plant pigments and antioxidant enzymes. However there was no significant difference between ecotypes from proline and glycine betaine. There was a significant difference between the interaction effects of treatments ×ecotypes in terms of electrical leakage, malondialdehyde, plant pigments and antioxidant enzymes. However there was no significant difference in terms of relative water content, proline, glycine betaine, total soluble sugar and carotenoids. The key mechanisms of salt tolerance in this specie include: exclusion of salt from the root, compartmentalization of Na+ in plant tissue, preventing excessive reduction of K+ absorption resulting in maintenance of the K+ / Na+ balance. Cluster analysis divided the examined ecotypes into five groups based on total traits. This clustering was not based on geographical distance, rather it was based on the conditions of the original habitat especially soil salinity. Keywords: genetic variation, Populus euphratica, salts tress, SSR markers
