%38تخفیف

ارزيابي تنوع مورفولوژيكي، ژنتيكي و فيتوشيميايي جمعيت­هاي آويشن كوهي ايران (Thymus kotschyanus)  

تعداد156صفحه در فایل word

 

دکتري رشته علوم باغباني (Ph. D)

گرايش: گياهان دارويي، ادويهاي و نوشابهاي

 

ارزيابي تنوع مورفولوژيكي، ژنتيكي و فيتوشيميايي جمعيت­هاي آويشن كوهي ايران

(Thymus kotschyanus)

 

چکيده

   آويشن کوهي Thymus kotschyanus Boiss. & Hohen.)) يکي از گونه هاي بومي جنس آويشن در ايران است. با توجه به اهميت اقتصادي گياه دارويي آويشن، بررسي و مقايسه كارايي نشانگر هاي مولكولي، بيوشيميايي و مورفولوژيكي در تفكيك جمعيت هاي آن اهميت دارد. در اين مطالعه 15 جمعيت‎ آويشن کوهي متعلق به هفت استان کشور(تهران، کرمان، زنجان، قزوين و …)، مورد ارزيابي قرار گرفتند.

نتايج تجزيه واريانس صفات کمي نشان داد كه جمعيت ها از نظر كليه صفات مورد بررسي تفاوت معني داري با هم)01/0(p≤، دارند. در اين تحقيق 32 صفت مورفولوژيک بررسي شد که، تجزيه خوشه اي صفات كمي(20 صفت) جمعيت هاي آويشن کوهي را به سه گروه تقسيم بندي کرد. بر اساس صفات کيفي(12 صفت) جمعيت ها در پنج گروه طبقه بندي شدند. ضرايب همبستگي بين صفات كمي نشان داد كه بيشترين همبستگي مثبت و معني دار)01/0(p≤، مربوط به وزن تر بوته با وزن خشک بوته (99/0+=r) و طول شاخه گلدار با طول ميانگره (66/0+= r) مي باشد.

   نتايج فيتوشيميايي نشان داد جمعيت‎هاي مختلف آويشن کوهی از نظر میزان اسانس داراي تفاوت معني‎داري در سطح آماري يک درصد هستند. به طوري که بیشترین میزان اسانس (85/0 درصد) مربوط به جمعیت تهران، آذربایجان غربی (1) و آذربایجان غربی (4) و بالاترین درصد اسانس متعلق به جمعیت کردستان (1) به میزان 42/40 درصد بود و نیز بالاترین میزان کارواکرول اسانس به ترتيب در جمعيت کرمان (08/33 %) و زنجان (3) به ميزان (49/30 %) يافت شد. به غير از ترکيب کارواکرول، جمعيت­هاي آويشن کوهي از نظر ساير ترکيبات مورد مطالعه نيز داراي تفاوت معني داري )01/0(p≤، بودند، در مجموع 23 ترکيب شيميايي در اسانس جمعيت­ها شناسايي شد که عمده آن­ها به ترتيب کارواکرول، تيمول، 1و8- سينئول، اورتوسايمن، کارواکرول متيل اتر، زد- کاريوفيلن، کامفر و لينالول بود. تجزيه خوشه اي ترکيبات شيميايي اسانس، جمعيت هاي آويشن کوهي را به دو گروه تقسيم بندي كرد.

   در بررسي تنوع ژنتيكي بين جمعيت هاي آويشن کوهي 15 آغازگر ISSR استفاده شد، که در مجموع 132 باند توليد شد که از اين تعداد 110 باند چند شكل بودند، كه بيشترين تعداد باند مربوط به آغازگرهايIS8  و 903 با 12 باند و كمترين آن آغازگر IS9 با 6 باند بود. بيشترين تشابه (85/0( بين جمعيت هاي کردستان(2) و قزوين(2) مشاهده شد. كمترين مقدار PIC (09/0) مربوط به آغازگرIS5 و بيشترين مقدار PIC (358/0) مربوط به آغازگر IS10 بود، متوسط PIC در اين تحقيق 253/0 بود. تجزيه خوشه اي داده هاي مولکولي بر اساس الگوريتم UPGMA، جمعيت هاي آويشن کوهي را در سطح تشابه 76/0 به پنج گروه تقسيم بندي کرد که جمعيت هاي قزوين، کردستان و آذربايجان غربي از هم تفکيک شدند. نتايج نشان داد که تنوع در بين جمعيت بالاست ولي هيچ ارتباط معني داري بين تنوع ژنتيکي و اندازه جمعيت و يا ناحيه پراکنش بدست نيامد.

  داده هاي مولكولي و داده هاي فيتوشيميايي در بين 15 جمعيت آويشن کوهي، جمعيت هاي آذربايجان غربي، کردستان و قزوين را از هم تفکيک کرد. نتايج نشان داد که جمعيت هاي آذربايجان غربي (1 و4) و تهران بيشترين ميزان عملکرد اسانس و در اکثر صفات مورفولوژيک هم بالاترين ميانگين را داشتند.

نتايج رگرسيون نشان داد آلل هاي IS2-02 و IS7-03 با صفت وزن تر بوته و آلل هاي 826-10 و 827-01 با صفات کامفن و کاريوفيلن اکسايد بالاترين همبستگي را دارد. در ميان آلل هاي مربوط به آغازگرهاي 903 و IS8، آلل هاي آگاهي بخش متعددي مشاهده شد که با صفات زيادي همبستگي داشتند بنابراين مي توان نتيجه گرفت که اين دو آغازگر ISSR در بررسي صفات مورفولوژيکي و فيتوشيميايي و نمايش تغييرات آن ها بسيار موثر و مفيد است.

 با اين حال استفاده همزمان از اين سه گروه نشانگرها جهت دست يابي به بهترين گروهبندي در جمعيت هاي آويشن مفيد به نظر مي رسد، با توجه به اينکه جمعيت­هاي آويشن کوهي مورد مطالعه در شرايط زراعي يکسان کشت شده بودند از نظر صفات مورفولوژيکي، ترکيبات شيميايي اسانس و ژنتيکي تفاوت قابل توجهي نشان دادند که اين مسئله مي­تواند ناشي از عوامل ژنتيکي باشد که در برنامه هاي اصلاحي کاربرد دارد.

کلمات کليدي: آويشن کوهي، تنوع ژنتيکي، تنوع مورفولوژيکي، تجزيه خوشه اي، جمعيت، اسانس، تيمول

 

فهرست                                                                                                              صفحه

چکيده 2

فصل اول کليات تحقيق 4

1-1- مقدمه 5

1-2- ويژگي هاي مورفولوژيکي 8

1-3- انواع آويشن ها 10

1-3-1- جنس Zataria 10

1-3-2- جنس Ziziphora 11

1-3-3- جنس Thymus 12

1-3-3-1- گونه‌هاي جنس Thymus در ايران 13

1-3-3-1-1- گونه‌هاي موجود در استان‌هاي شمالي 13

1-3-3-1-2- گونه‌هاي موجود در غرب ايران 13

1-3-3-1-3- گونه‌هاي موجود در کوه‌هاي البرز و اطراف تهران 14

1-3-3-1-4- گونه‌هاي موجود در جنوب ايران (فارس و کرمان) 15

1-3-3-2- گونه‌هاي مهم جنس Thymus 15

1-3-3-2-1- .Thymus serpyllum L 15

1-3-3-2-2- T.mastichina 16

1-3-3-2-3- T.hirtus 16

1-3-3-2-4- T. kotschyanus Boiss. & Hohen 16

1-3-3-2-5- T. zygis L. 17

1-3-3-2-6- T. vulgaris 17

1-4- اهميت گياه آويشن 18

1-5- ويژگي هاي فيتوشيميايي 18

1-5-1- مشخصات فيتوشيميايي گياه آويشن 18

فصل دوم مروري بر ادبيات تحقيق و پيشينه تحقيق 20

2-1- بررسي منابع مورفولوژيكي 21

2-2- بررسي منابع سيتوژنتيکي 24

2-3- بررسي منابع فيتوشيميايي 25

2-3-1- تيپ هاي شيميايي آويشن 30

2-3-2- برنامه‌هاي اصلاحي آويشن 32

2-3-3- اساس ژنتيکي و اکولوژيکي بيوسنتز ترپنهاي فنولي کارواکرول و تيمول 33

2-4- كاربرد نشانگرها در تمايز گياهان 34

2-4-1- نشانگرهاي مورفولوژيکي 35

2-4-2- نشانگر هاي مولکولي DNA 36

2-5- کاربرد نشانگرهاي مولکولي در گياهان دارويي 37

2-5-1- كاربرد نشانگرهاي RAPD در بررسي تنوع ژنتيكي گياهان دارويي 40

2-5-2- كاربرد نشانگرهاي AFLP در بررسي تنوع ژنتيكي گياهان دارويي 43

2-5-3- نشانگرهاي ISSR 44

2-5-3-1-  PCR آغازگرهاي ريزماهواره اي قلاب شده (AMP- PCR) يا تکثير بين SSR (ISA يا ISSR) يا PCR بين ريزو ماهواره (IM-PCR) 44

2-5-3-2- كاربرد ISSR در بررسي تنوع ژنتيكي گياهان دارويي 45

2-6- ساير كاربردهاي نشانگرهاي مولکولي در گياهان دارويي 47

2-6-1- شناسايي و تاييد مواد گياهي 47

2-6-2- نشانمند کردن ژن ها و انتخاب به کمک نشانگر همراه 50

2-6-3- تعيين مکانيزم گرده افشاني و باروري 51

فصل سوم روش اجراي تحقيق 52

3- 1- بررسي هاي مورفولوژيكي 53

3-1-1- مواد گياهي 53

3-1-2- ارزيابي صفات مورفولوژيک 53

3-1-2-1-صفات کمي 53

3-1-2-2- صفات کيفي 54

3- 2- بررسي هاي فيتوشيميايي 56

3-2-1- مواد گياهي 56

3-2-2- استخراج اسانس 57

3-2-3- روشهاي تجزيه دستگاهي 57

3-2-3-1- دستگاه کروماتوگرافي گازي 57

3-2-3-2- دستگاه کروماتوگراف گازي متصل به طيفسنج جرمي 57

3-3- بررسي هاي مولکولي 58

3-3-1- نمونه برداري و استخراج DNA 58

3-3-2- محلول هاي لازم جهت استخراج DNA 58

3-3-3- مراحل استخراج DNA 59

3-3-4- تعيين غلظت و کيفيت DNA 60

3–3–5- انگشت نگاري DNA با استفاده از تكنيك ISSR 60

3-3-5-1- انتخاب آغازگرها 60

3–3–5-2- آماده سازي مخلوط PCR و تكثير قطعات DNA 61

3-3-3- محلول هاي مورد نياز در الکتروفورز ژل آگاروز 63

3-3-6-1- بافر(10X)TBE 63

3-3-6-2- محلول اتيديم برمايد 63

3-3-6-3- محلول بافر بار گذاري(6X) 63

3-3-6-4- الکتروفورز محصولات PCR 63

3-3-3- تجزيه و تحليل آماري 63

3-3-7-1- رتبه بندي داده هاي حاصل از الكتروفورز 63

3-3-7-2- ميزان اطلاعات چند شكل(PIC) 64

3-3-7-3- ضريب كوفنتيك 64

3-3-7-4- تجزيه به مولفه هاي اصلي و محورهاي اصلي (PCA) و (PCOA) 64

3-3-7-5- نسبت چند گانه موثر(EMR) و β (درصد باند چند شكل) 65

3-4- تجزيه رگرسيون گام به گام صفات مورفولوژيک، فيتوشيميايي و داده هاي مولکولي 65

فصل چهارم تجزيه و تحليل داده ها(يافته ها) 66

4-1-1-  بررسي صفات كمي 67

4-1-1-1- ضرايب همبستگي 77

4-1-1-2- تجزيه خوشه اي 79

4-1-1-3-  تجزيه به مولفه هاي اصلي 80

4-1-2- بررسي صفات كيفي 84

4-1-2-1- تجزيه خوشه اي 84

4-2-ارزيابي فيتوشيميايي 87

4-2-1- تجزيه واريانس 87

4-2-2- ترکيبات شيميايي اسانس 93

4-2-2-1- طبقه بندي ترکيبات شيميايي جمعيت ها 95

4-2-3- ضرايب همبستگي ترکيبات اسانس 96

4-2-4- تجزيه خوشه اي 100

4-2-5- تجزيه به مولفه هاي اصلي 100

4-3- نتايج مولكولي (ISSR) 104

4-3-1- مشخصات آغازگرها، باندها توليد شده و مقدار PIC 104

4-3-2- ماتريس ضرايب تشابه 105

4-3-3- تجزيه خوشه اي 106

4-3-4- ضريب کوفننتيک 106

4-3-5- تجزيه به محورهاي اصلي (PCOA) 110

4-4- تجزيه رگرسيون صفات مورفولوژيک، فيتوشيميايي و داده اي مولکولي 111

4-4-1- تجزيه رگرسيون صفات مورفولوژيک و معرفي آلل هاي آگاهي بخش 111

4-4-2- تجزيه رگرسيون صفات فيتوشيميايي و معرفي آلل هاي آگاهي بخش 112

4-5- نتايج مورفولوژيكي، فيتوشيميايي و مولکولي 115

4-5-1- مقايسه تجزيه خوشه اي مورفولوژيكي، فيتوشيميايي و مولکولي 115

4-5-2- مقايسه تجزيه به مولفه هاي اصلي مورفولوژيكي، فيتوشيميايي و مولکولي 117

فصل پنجم نتيجه گيري و پيشنهادات 118

5-1- نتيجه گيري كلي 119

5-2- پيشنهادات 121

منابع و مآخذ 126

فهرست منابع فارسي 125

فهرست منابع انگليسي 130

ضمائم و پيوست ها 142

فهرست جداول       

جدول 3- 1- جمعيت ها مورد بررسي با مشخصات جغرافيايي 55

جدول 3-3- اطلاعات مربوط به نحوه ارزيابي صفات کيفي 56

جدول 3-4- توالي آغازگرهاي مورد استفاده در اين تحقيق 62

جدول 3-5- درجه حرارت و مدت زمان بهينه شده در چرخه PCR 62

جدول 1-4- نتايج تجزيه واريانس صفات کمي در 15 جمعيت آويشن کوهي 74

جدول 4-2- مقايسه ميانگين صفات کمي ارزيابي شده در 15 جمعيت آويشن کوهي 75

جدول 4-3-  ضرايب همبستگي بين صفات کمي 15 جمعيت آويشن کوهي. 78

جدول4–4- مقادير واريانس توجيه شده توسط مولفه هاي اصلي 83

جدول4-5- اطلاعات مربوط به صفات كيفي ارزيابي شده  در 15 جمعيت آويشن کوهي 86

جدول4-6- تجزيه واريانس ترکيبات شيميايي جمعيت هاي آويشن کوهي را نشان مي دهد 91

جدول4-7- آزمون مقايسه ميانگين ترکيبات شيميايي جمعيت هاي آويشن کوهي را نشان مي دهد 92

جدول4- 8-  طبقه بندي نوع ترکيب هاي شيميايي اسانس در جمعيت هاي آويشن کوهي 96

جدول4-9- ضرايب همبستگي بين تركيبات شيميايي جمعيت هاي آويشن کوهي را نشان مي دهد 98

جدول 4-10- واريانس توجيه شده توسط مولفه هاي اصلي صفات فيتوشيميايي، در 15 جمعيت آويشن کوهي 102

جدول4 -11- ميزان همبستگي بين ترکيبات فيتوشيميايي و مولفه ها اصلي 103

جدول 4-12- تعداد نشانگر، دماي اتصال، تعداد باند توليدي هر آغازگر، تعداد باند هاي چند شكل، PIC (ميزان چند شكلي نشانگر)، β(درصد تعداد باند هاي چند شكل)،EMR (نسبت چندگانه موثر)، حاصل از آغازگرهاي ISSR در بررسي 15 جمعيت آويشن کوهي. 107

جدول 4-13- ماتريس تشابه  به روش دايس براي 15 جمعيت آويشن کوهي با استفاده از داده هاي آغازگرهاي ISSR. 108

جدول 4-14- مقادير واريانس توجيه شده توسط مولفه هاي اصلي با استفاده از داده هاي نشانگر ISSR. 111

جدول 4- 15-  مشخصات آلل هاي آگاهي بخش و اثرات آن ها (صفات مورفولوژيک) 113

جدول 4- 16-  مشخصات آلل هاي آگاهي بخش و اثرات آن ها (صفات فيتوشيميايي) 114

فهرست اشکال

شکل2-1- پراگندگي گونه هاي جنس تيموس در ايران، به تفکيک مناطق و تعداد گونه ها (جم زاد،1373). 9

شکل 2-2- کنترل ژنتيکي مونوتر پن ها در شيميوتيپ هاي آويشن T. vulgaris  (Vernet,  1986)…………..32

شکل4–1- تجزيه خوشه اي 15 جمعيت آويشن کوهي با استفاده از  صفات کمي،  بر اساس الگوريتمUPGMA 80

شكل 4-2- پراکنش 15 جمعيت آويشن کوهي بر اساس مولفه اول و دوم صفات کمي. 82

شکل4-3- گروه بندي 15 جمعيت آويشن کوهي بر اساس صفات کيفي با استفاده از الگوريتم  UPGMA 87

شکل4-4- گروه بندي 15 جمعيت آويشن کوهي با استفاده از ترکيبات فيتوشيميايي و بر اساس ضريب شباهت وارد و الگوريتم UPGMA. 100

شكل4-5- پراکنش 15 جمعيت آويشن کوهي بر اساس مولفه اول و دوم صفات فيتوشيميايي. 102

شكل4-6- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگرIS10 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 109

شكل4-7- دندروگرام 15 جمعيت آويشن کوهي با استفاده از داده هاي مولكولي (ISSR) بر اساس الگوريتم UPGMA  و با استفاده از ضريب دايس(ني و لي) 109

شكل4-8- نمودار پراكنش جمعيت هاي آويشن کوهي بر اساس مولفه هاي اول و دوم با استفاده از داده هاي حاصل از نشانگرهايISSR. 111

شکل7 -1- نمايي از گل  در جمعيت آويشن7 (زنجان3) 142

شکل7-2- نمايي از رگبرگ هاي پشت برگ در جمعيت آويشن 23 (کردستان2) 142

شکل 7-3 – نمايي از گل جمعيت آويشن 47 (لرستان) 143

شکل 7-4- نمايي از سطح برگ در جمعيت آويشن 7 (زنجان3) 143

شکل 7-5 – نمايي از گل  در جمعيت آويشن 10 (آذربايجانغربي4) 144

شکل 7-6 – نمايي از سطح ساقه در جمعيت آويشن 56 (کرمان) 144

شکل 7-9 – نمايي از ريخت گل در 15 جمعيت آويشن کوهي 145

شکل 7-10- نمايي از شکل برگ در جمعيت ها 146

شکل7-11-  نمودار کروماتوگرام GC/MS در جمعيت 7( زنجان3) را نشان مي دهد. 147

شکل 7-12-  نمودار کروماتوگرام GC زمان خروج پيک ها در جمعيت 7 (زنجان3)  نشان مي دهد. 148

شکل 7-13- نمودارکروماتوگرامGC، زمان خروج پيک ها در جمعيت 70(آذربايجانغربي3) را نشان مي دهد. 149

شكل7- 14- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر826 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 150

شكل7- 15- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر903 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 150

شكل7- 16- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر827 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 151

شكل7- 17- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر840، در 15 جمعيت آويشن کوهي 151

شكل7- 18- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر834، در 15 جمعيت آويشن کوهي 152

شكل7- 19- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر836، در 15 جمعيت آويشن کوهي 152

شكل7- 20- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگرIS2 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 153

شكل7- 21- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگر 841 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 153

شكل7- 22- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگرIS5 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 154

شكل7- 23- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگرIS8 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 154

شكل7- 24- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگرIS3 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي 155

شكل7- 25- الگوي باندي قطعات DNA تكثير شده با استفاده از آغازگرIS1 ، در 15 جمعيت آويشن کوهي.( 155

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo