نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکترا دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
2 هیئت علمی دانشگاه بوعلیسینا، دانشکده علوم، گروه زیستشناسی
3 هیئت علمی دانشگاه رازی، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
چکیده
تیره کاسنی یا مرکبان (Asteraceae) یکی از تیرههای بزرگ گیاهی است که بسیاری از گیاهان آن با شرایط آب و هوایی ایران بخوبی سازش یافته و بطور وسیع در ایران پراکندگی دارند. این پژوهش با هدف بررسی وجود تنوع درون گونهای Carduus pycnocephalus در استان همدان با روش تعیین زیستگاه ویژه (D.S.S ) (Determination of Special Station) صورت پذیرفت. بر این اساس ۱۴ زیستگاه ویژه برای این گونه انتخاب گردید. در بررسی این زیستگاه های ویژه، ۵۹ گونه به عنوان گونه های همباش شناسایی شدند. تجزیه وتحلیل داده های اکولوژیکی و فلورستیکی (ترکیب رستنیهای زیستگاه ویژه ) منجر به تشخیص ۷ گروه بر اساس این نشانگر ها گردید که معرف وجود تنوع درون گونه ای است. به منظور تایید تنوع درون گونه ای گروه های حاصل از بررسی فوق، از مطالعات الکتروفورز پروتئین های بذر استفاده شد،که نتایج به دست آمده از گروه بندی الکتروفورز در همخوانی با گروه بندی به دست آمده از نشانگرهای فلوریستیک - اکولوژیک بود. یافته های این پژوهش نشان داد می توان از روش D.S.S در تعیین سطح ونوع تنوع گونههای گیاهی از جمله گونه های مهاجم که دارای نقش مهمی در کشاورزی و محیط زیست می باشند، استفاده کرد و اطلاعات مفیدی ارائه داد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Intraspesific Diversity Study Of Carduus pycnocephalus L. (Asteraceae) In Hamedan province(west of Iran) Based on floristic , ecologic and seed storage proteins markers
نویسندگان [English]
1 Ph.D student of Dept. of Biology, Faculty of Science, Islamic Azad University, Science and Research Branch,, Tehran,, I.R. of Iran
2 Biology Dept., Bu-Ali Sina University, Hamedan, I.R. of Iran
3 Dept. of Biology, Faculty of Science, Razi University, Kermanshah, I.R. of Iran
چکیده [English]
Composite family (Asteraceae) is one of the most diverse plant families adapted to the climatic conditions of Iran and widely dispersed so that some of them are known as weed. The aim of this investigation was the study of existing intraspecific diversity in the species Carduus pycnocephalus L. in Hamedan province using D.S.S (Determination of Special Station) method. In this order, 14 special stations were selected for C. pycnocephalus. The study of these stations showed the presence of 59 plant species as Associated species. Analysis of floristic (florisitic marker) and ecologic data cause to determination of 7 groups for this species, therefore showed the existence of intraspecific diversity in this species. Seed storage proteins electrophoresis was used for confirmation of intraspecific diversity in determined groups. Results were also in accordance with floristic and ecological groupments. The results of this study clearly showed that D.S.S method were able to determine level and and kind of intraspecific diversity in the plant species, including aggressive plants, that are important in the agriculture and environment.
کلیدواژهها [English]
بررسی تنوع درون گونه ایCarduus pycnocephalus L. بر اساس نشانگر فلورستیک، اکولوژیک و پروتئین های ذخیره ای بذر در استان همدان
مهدی حیدریان1*٬ عبدالکریم چهرگانی راد2 و سید محمد معصومی3
1 ایران، تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
2 ایران، همدان، دانشگاه بوعلی سینا، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
3 ایران، کرمانشاه، دانشگاه رازی، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی
تاریخ دریافت: 2/8/97 تاریخ پذیرش: 13/7/98
چکیده
تیره کاسنی یا مرکبان (Asteraceae) یکی از تیرههای بزرگ گیاهی است که بسیاری از گیاهان آن با شرایط آب و هوایی ایران بخوبی سازش یافته و بطور وسیع در ایران پراکندگی دارند. این پژوهش با هدف بررسی وجود تنوع درون گونهای
Carduus pycnocephalus در استان همدان با روش تعیین زیستگاه ویژه (D.S.S ) (Determination of Special Station) صورت پذیرفت. بر این اساس ۱۴ زیستگاه ویژه برای این گونه انتخاب گردید. در بررسی این زیستگاه های ویژه، ۵۹ گونه به عنوان گونه های همباش شناسایی شدند. تجزیه وتحلیل داده های اکولوژیکی و فلورستیکی (ترکیب رستنیهای زیستگاه ویژه) منجر به تشخیص ۷ گروه بر اساس این نشانگرها گردید که معرف وجود تنوع درون گونه ای است. به منظور تأیید تنوع درون گونه ای گروه های حاصل از بررسی فوق، از مطالعات الکتروفورز پروتئین های بذر استفاده شد،که نتایج به دست آمده از گروهبندی الکتروفورز در همخوانی با گروه بندی به دست آمده از نشانگرهای فلوریستیک - اکولوژیک بود. یافته های این پژوهش نشان داد می توان از روش D.S.S در تعیین سطح ونوع تنوع گونههای گیاهی از جمله گونه های مهاجم که دارای نقش مهمی در کشاورزی و محیط زیست می باشند، استفاده کرد و اطلاعات مفیدی ارائه داد.
واژه های کلیدی : تنوع درون گونه ای، زیستگاه ویژه، پروتئین های ذخیره ای بذر، علف هرز،Asteraceae
* نویسنده مسئول، تلفن: 09356841263 ، پست الکترونیکی: mft.heidarian@gmail.com
مقدمه
رفتار رقابتی گیاهانی با رشد زیاد باعث نابودی گیاهان دیگری که خصوصیات با ارزش تری دارند، میشوند (5). علف های هرز با استواری و مقاومت در برابر کنترل، تسلط و لجاجت خود را نشان میدهند (11). رویش این گیاهان شرایطی طبیعی را میطلبد ولی اغلب در زمینهای زراعی یافت میشود (21). در سرتاسر جهان حدود 250 گونه علف هرز وجود دارد و تقریبا 40 درصد از این گونه ها در خانواده Gramineae و Asteraceae هستند (14). گونههای جنس Carduus با تشکیل کلنیهای فشرده جایگزین گونههای گیاهی بومی میشوند و با پوشش گیاهی بومی برای نور، تغذیه و رطوبت میتوانند رقابت کنند (23). این گیاهان خاردار با ایجاد کلنی رشد گیاهان یک منطقه را مختل میکنند (18). گونهC. pycnocephalus مانند دیگر گونههای جنس Carduus به عنوان گیاهان مهاجم در مناطق طبیعی یافت میشود. برای مبارزه با گونههای این جنس از روشهای مختلفی شامل مبارزات بیولوژیکی- شیمیایی- مکانیکی استفاده میشود (4 و 22). با توجه به اینکه هر زیستگاهی دارای ترکیبی از عوامل بوم شناختی ویژه خود است از این رو عوامل اکولوژیک خاص حاکم بر آن، ترکیب گونه ای ویژه ای را فراهم میآورد. به این ترتیب نقش و اهمیت عوامل اکولوژیک بر ترکیب رستنیها و روابط دو جانبه آنها، در یک زیستگاه مشخص میشود. پس تنوع و تغییر عوامل اکولوژیک و تاثیر پدیدههایی چون بر هم کنش و جایگزینی عوامل اکولوژیک، باعث به وجود آمدن شرایط اکولوژیک مختلف و در نتیجه ایجاد زیستگاههای متفاوت در یک منطقه میشود (1). توسعه ژنوتیپ ها و فنوتیپ های مختلف ویژگی برجستهای در گسترش گیاهان و توانایی خوپذیری با تغییرات زمانی و مکانی محیط است. کلیه موجودات زنده در محیط زیست خود تحت تاثیر همزمان عوامل مختلفی قرار میگیرند و هیچ موجودی بدون وابستگی به محیط اطراف خود و به شکل مجزا زندگی نمیکند. محیطهای طبیعی که محیط زیست گیاه و اجتماعات گیاهی را به وجود می آورند، انواع گوناگونی از عوامل اکولوژیک متنوع را به نمایش می گذارند. بنابراین، شرایط محیطی زیستگاه منعکس کننده ی ویژگیهای یک فرد است، زیرا این ویژگیها به شرایط محیطی وابستهاند (15). بر همین مبنا در بررسی تنوع درون گونه ای و برای درک بهتر موفقیت در پراکنش این گونه مهاجم از روش D.S.S (Determination of Special Station) که روشی الهام گرفته شده از جامعه شناسی گیاهی است، استفاده شده است (۲) . مطالعه پروتئینهای بذر به روش الکتروفورز، در تاکسونومی مقایسهای درون جمعیتها، بین جمعیتها و بین گونهها انجام میشود (9). روش SDS-PAGE با موفقیت در روشن کردن ارتباطات بین تاکسونهای معین و همچنین در مشخص نمودن گونهها، جنسها، بخش-ها و تیرههای مختلف مانند Asteraceae بکار رفته است (8، 16 و 19). علت استفاده از این روش این است که پروتئینهای بذر پایدار هستند و کمتر تحت تأثیر عوامل محیطی تغییر مییابند (12) و به عنوان نشانگری مکمل در بررسی تنوع درون گونهای کاربرد دارد (9). بنابراین در این پژوهش علاوه بر نشانگرهای فلورستیک و اکولوژیک از نشانگر پروتئینهای بذر برای تعیین بهتر تنوع درون گونهای استفاده گردید.
مواد وروشها
بر اساس روش D.S.S Determination of Special Station)) دادههای مورد نظر در سه مرحله فراهم گردید (2): در مرحله اول انتخاب گونه چند زیستگاهه که در شرایط مختلف اکولوژیک رشد کند و گونه
C. pycnocephalus نیز به همین صورت میباشد. سپس «زیستگاه عمومی» و «زیستگاه ویژه» مشخص شد.«زیستگاه عمومی» با توجه به محلهای پراکنش گونه مورد نظر تعیین گردید. «زیستگاه ویژه»، با محور قرار دادن فرد گونه مورد بررسی و با استفاده از روش سطح-گونه و Cain انجام گرفت (7). در مرحله دوم جمع آوری دادههای اکولوژیکی و فلوریستیکی ( گونههای همباش با گونه مورد بررسی) از «زیستگاههای ویژه» و کد گذاری و تحلیل دادههای فوق با استفاده از نرم افزارهای مختلف صورت گرفت. نمونههای جمع آوری شده خشک، پرس و شناسایی شدند و در هرباریومهای دانشگاه بو علی سینا ( گونه مورد بررسی) و دانشگاه رازی (گونههای همباش) شماره گذاری و نگهداری شدند. گروه بندی «زیستگاههای ویژه» بر اساس نشانگر فلورستیک (دادههای فلورستیک) از روش F.C.A (Factorial Correspondence Analysis) و با استفاده از نرم افزار Anaphyto مشخص گردید و نیز داده های اکولوژیک با روش C.C.A (Canonical Correspondence Analysis) بهکمک نرم افزار MVSP(Multi Variante Statistical Package) مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفت (6). در نهایت با تعیین گونه یا گونههای تشخیصی هر «زیستگاه ویژه»، که در این مرحله با تهیه جدول مربوط به زیستگاههای ویژه مورد بررسی و گونههای حاضر در هر یک از آنها، می توان گونههایی که تنها در یک زیستگاه یا یک گروه از زیستگاههای معین حضور دارند را به عنوان گونههای تشخیصی هر یک از آنها معرفی نمود. در مرحله آخر پس از تعیین و اثبات وجود تنوع درون گونهای با استفاده از نشانگرهای فلورستیک، به تعیین و تشخیص نوع تنوع درون گونهای از نظر محتوی پروتئینی پرداخته شد. بر این مبنا از الکتروفورز پروتئینهای ذخیرهای بذر استفاده شد. الکتروفورز با استفاده از ژل «پلی اکریلامید» در حضور «سدیم دودسیل سولفات» (SDS-PAGE) انجام شد (15). برای استخراج پروتئین از بذرها، یک گرم از بذر گیاهان جمعیت هر زیستگاه ویژه، خرد گردید تا پودر یکنواختی به دست آید. پودر بذر به دست آمده از گیاهان هر جمعیت به صورت جداگانه با نسبت یک به شش با بافر فسفات سدیم مخلوط گردید. به منظور جلوگیری از فعالیت آنزیم فنل اکسیداز و اثرات سو آن در سنجش پروتئین و در نتیجه پایدار کردن پروتئینها، مقدار02/0 گرم پلی وینیل پیرولیدن (PVP) اضافه شد. سپس مخلوط حاصل به مدت 24 ساعت در یخچال قرار داده شد تا انحلال و آزاد سازی پروتئینها صورت گیرد. مخلوطهای فوق در سانتریفوژ یخچال دار به مدت 25 دقیقه با 13000 دور در دقیقه و در دمای 4 درجه سانتی گراد سانتریفوژ شد. با پایان یافتن عمل سانتریفوژ، محلول شفاف رویی جدا و در ویال های کوچک استریل در دمای 20 - درجه سانتی گراد نگهداری گردید تا در الکتروفورز مورد استفاده قرار گیرند. عصاره پروتئینی استخراج شده به نسبت مساوی یک به یک با بافر نمونه مخلوط گردید. مخلوط حاصله در حمام آب گرم (95 درجه سانتی گراد) به مدت 3 دقیقه حرارت داده شد. ژل اکریل آمید 12 درصد تهیه شد و مقدار 10 میکرولیتر از هر نمونه در چاهک ها و در یکی از چاهکها مارکر پروتئینی تزریق گردید. برای انجام الکتروفورز از دستگاه الکتروفورز عمودی با اندازه ۲۰x ۲۰ شرکت Bio-Rad (آمریکا) با ولتاژ ثابت ۶۰ استفاده گردید. پس از اتمام الکتروفورز، ژل با مخلوط اسید استیک و اتانول تثبیت گردید. سپس با آب مقطر شسته، به محلول رنگ منتقل شده و رنگ آمیزی با رنگ «کوماسی بلو بریلیانتR250» انجام گرفت. سپس موقعیت هر باند روی ژل به صورت کدهای یک و صفر که نشان دهنده وجود و عدم وجود باند مربوطه است، مشخص گردید. کدهای به دست آمده با نرم افزار NTSYS، روش Complete Lonkage و ضریب J برای ساخت دندوگرام مورد استفاده قرار گرفت.
نتایج
نتایج بررسی فلورستیک: برای گونه مورد نظر در استان همدان 14 زیستگاه ویژه تعیین و 59 گونه همباش جمع آوری و شناسایی شد ( جداول 1و2). بر اساس نتایج به دست آمده از ترکیب رستنیها با استفاده از نرم افزار Anaphyto و با روش F.C.A زیستگاههای ویژه گونه مورد مطالعه در 7 گروه قرار گرفتند (شکل 1) که عبارتند از : گروه A: شامل زیستگاه ویژه 11، گروه B: شامل زیستگاه های ویژه12،7،4،2،1 و14، گروه C: شامل زیستگاه ویژه 3، گروه D: شامل زیستگاه های ویژه 6 و13، گروه E: شامل زیستگاه های ویژه 5و 8، گروهF: شامل زیستگاه ویژه 10، گروهG: شامل زیستگاه ویژه 9 است.
در روش D.S.Sهر یک از گروههای فلوریستیک حاصله دارای گونههای گیاهی منحصر به فردی هستند که این گونه ها فقط در همان گروه حضور دارند و در گروه های دیگر مشاهده نمیشوند که آن ها را گونههای تشخیصی (distinguished) مینامیم (3). گونه یا گونههای تشخیصی برای هر گروه به همان گروه اختصاص دارد.گونههای تشخیصی گروههای به دست آمده از آنالیز ترکیب رستنیها به صورت زیر می باشد:
گروه A: شامل زیستگاه ویژه 11 با گونههای تشخیصی:
Astregalus gossypinus Fish., Senecio vulgaris L., Ephorbia heteradena Jaub et Spech., Stachys inflate Benth., Hulthmia persica (Mich.) Bornm.,Cousinia cylindracea Boiss.
Carduus pycnocephalusجدول 1- محل جمع آوری گونه
شماره زیستگاه |
محل جمع آوری |
تاریخ جمع آوری |
نام جمع آوری کننده |
مختصات جغرافیایی |
شماره هرباریوم (BASU)
|
1 |
همدان،جاده به طرف سراب کیان، روستای برزول |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 12'49.74'' E: 48° 15'32.84'' |
31683 |
2 |
همدان، کبودرآهنگ، روستای قلی آباد |
11/3/89 |
حیدریان |
N: 35° 14'56.47'' E: 48° 50'26.64'' |
31684 |
3 |
همدان، سراب گیان،کوههای اطراف |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 11'59.70'' E: 48° 21'15.04'' |
31685 |
4 |
همدان، گردنه اسد اباد |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34°48'15.13'' E: 48° 09'17.61'' |
31686 |
5 |
همدان، جاده فیروزان به طرف نهاوند، مسجد قمر بنی هاشم |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 22'46.27'' E: 48°05'19.87'' |
31687 |
6 |
همدان، جاده نهاوند به طرف ملایر، 20کیلومتر بعد ازنهاوند |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34°12'56.97'' E: 48°25'16.98'' |
31688 |
7 |
همدان به طرف قهاوند ،روستای فرخله |
15/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 58'16.42'' E: 48° 59'20.10'' |
31689 |
8 |
همدان، تویسرکان،میدان اول شهر |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34°32'29.00'' E: 48°27'20.62'' |
31690 |
9 |
همدان،گنج نامه |
12/3/89 |
حیدریان |
N: 34°45'46.31'' E: 48° 26'24.23'' |
31691 |
10 |
همدان، حیدره، بالاتر از دانشکده کشاورزی |
13/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 48'18.82'' E: 48° 29'00.25'' |
31692 |
11 |
همدان، لشکر در |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 14'17.51'' E: 48° 53'26.36'' |
31693 |
12 |
همدان،جاده نهاوند به طرف ملایر ،قبل از روستای آورزان |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34°16'04.66'' E: 48° 30'31.90'' |
31694 |
13 |
همدان، حیدره، کوههای اطراف |
13/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 48'19.79'' E: 48° 28'52.95'' |
31695 |
14 |
همدان، جاده کنگاور به همدان، بعد از تابلوی ورود به همدان روستای رسول آباد |
14/3/89 |
حیدریان |
N: 34° 44'19.35'' E: 48° 05'24.61'' |
31696 |
گروه B: شامل زیستگاههای ویژه12،7،4،2،1و14 با گونههای تشخیصی:
Bromus danthoniae Trin., Turgenia latifolia (L.) Hoffm., Heteranthelium piliferum (Banks etSoland.) Hochst., Trichodesma aucheri DC., Echinops robustus Bge., Alyssum bracteatum Boiss. and Bushe., Rosa persica Michx. ex. Juss., Helianthemum salicifolium (L.) Miller., Carthamus oxyacantha M.B.,Alhagi camelorum Fish., Triticum aestivumL., Glycyrrhiza glabraL., Centaurea iberica Trex. ex. Spreng.
گروه C: شامل زیستگاهویژه 3 با گونههای تشخیصی:
Lamium ampliexicaule L., Zoegea durpurea Fresen., Medicago polymorpha L.
گروه D: شامل زیستگاههای ویژه 6 و13 با گونههای تشخیصی:
Galium aparineL., Vicia sativa L. , Centaurea depressa M.B. , Centaurea solstitialis L. , Callipeltis cucullaria Stev., Trigonella arcuata C. A. Mey., Anchusa iranica Rech. f. & Esfand. , Glaucium corniculatum L., Viola odorata L., Adonis aestivalis L., Ranunculus arvensis L.
گروه E: شامل زیستگاههای ویژه 5 و 8 با گونههای تشخیصی:
Nonea persica Boiss., Poa bulbosa L.
جدول 2 - فهرست فلورستیک وگونه های همباش زیستگاه های ویژه گونهCarduus pycnocephalus
شماره زیستگاه |
ترکیب گونه ای |
1 |
Carduus pycnocephalus L., Bromus danthoniae Trin., Hordeum glaucum Steud., Aegilops triuncialis L., Turgenia latifolia (L.) Hoffm., Heteranthelium peliferum (Sol.) Hochst., Trichodesma aucheri DC., Scariola orientalis (Boiss) Sodjak. , Echinops robustus Bge., Alyssum bracteatum Boiss and Bushe.
|
2 |
Carduus pycnocephalus L., Rosa persica Michx.ex.Juss., Anthemis altissima L., Heteranthelium peliferum (Sol.) Hochst., Scariola orientalis(Boiss.) Sodjak., Helianthemum ledifolium (L.) Mill., Carthamus oxyacantha M.B.
|
3 |
Carduus pycnocephalus L., Aegilops triuncialis L., Lamium amplexicaule L., Zoega purpurea Fresen., Medicago polymorpha L.
|
4 |
Carduus pycnocephalus L., Carthamus oxyacantha M.B., Taeniatherum crinitum (Schreb.) Nevski .
|
5 |
Carduus pycnocephalus L., Achillea Wilhelmsii C. Koch , Cardaria draba(L.) Desv. , Hordeum glaucum Steud. Nonea persica Boiss., Poa bulbosa L.
|
6 |
Carduus pycnocephalus L., Galium aparine L., Vicia sativa L. , Bromus tectorumL., Centaurea depressaL., Centaurea solstitialis L., Aegilops triuncialisL.
|
7 |
Carduus pycnocephalus L.,Scariola orientalis(Boiss.) Sodjak., Carthamus oxyacantha M.B., Bromus danthoniae Trin., Polygonum aviculare L., Achillea Wilhelmsii C. Koch.
|
8 |
Carduus pycnocephalus L., Capsella bursa-pastorisL., Alyssum strigosum Bank& Soland. , Hordeum glaucum Steud., Anthemis altissima L., Achillea Wilhelmsii C. Koch.
|
9 |
Carduus pycnocephalus L., Cardaria draba (L.) Desv.,Urtica dioicaL.,Dactylis glomerataL., Bromus scoparius L., Asperugo procumbens L., Neslia apiculata Fish.et Mey. ,Rumex crispus L., Capsella borsa-pastoris L., Fraxinus rotundifolia Miller. , Cirsium congestum Fisch. & Mey. ex DC. , Alyssum strigosum Bank &Soland, Sisymbrium ganbae Rech .f. & Bornm.
|
10 |
Carduus pycnocephalus L., Descarainia Sophia (L.) Schur., Hordeum glaucum Steud., Galium verum L., Capsella borsa-pastoriL.,Canvolvulus arvensis L., Bromus sterilisL.,Papaver rhoeas L.,Veronica persica Poir., Sisymbrium ganbae Rech.f. & Bornm.Plantago lanceolataL., Alyssum strigosum Bank & Soland.
|
11 |
Carduus pycnocephalus L., Astragalus gossypinus Fish., Senecio vulgaris L.,Euphorbia heteradena Jaub et Spech., Scariola orientalis(Boiss)Sodjak., Taeniatherum crinitum (Schreb.)Neveski., Stachys inflataBenth., Hulthemia persica (Mich.) Bornm. Cousinia cylindrica Boiss.
|
12 |
Carduus pycnocephalus L., Aegilops triuncialis L., Achillea Wilhelmsii C. Koch., Scariola orientalis(Boiss.)Sodjak. , Bromus tectorumL., Alhagi camelorum Fish.
|
13 |
Carduus pycnocephalus L., Descurainia sophia (L.)Webb ex Prantl., Callipeltis cucullaria Stev., Hordum glaucum Steud., Trigonella arcuata C.A.Mey., Anchusa iranica Rech.f.&Esfand., Bromus tectorumL., Centaurea solstitialis L., Aegilops triuncialis L., Vicia sativa L., Glaucium corniculatum L., Viola odorata L., Adonis aestivalis L., Ranunculus arvensis L.
|
14 |
Carduus pycnocephalus L., Hordeum glaucum Steud., Triticum aestivumL., Aegilops triuncialis L., Glycyrrhiza glabra L., Centaurea iberica Trex.ex.Spreng., Achillea Wilhelmsii C. Koch.
|
گروهF: شامل زیستگاه ویژه 10 با گونههای تشخیصی:
Galium verum L., Capsella borsa-pastorisL. ,Canvolvulus arvensis L. , Bromus sterilis L. ,Papaver rhoeasL.,Veronica persica Poir., Plantago laceolata L.
گروهG: شامل زیستگاه ویژه 9 با گونههای تشخیصی:
Urtica dioica L., Dactylis glomerata L., Bromus scopariusL.,Asperugo procumbens L.,Arum conophalloidex Ky.exSchett.,Neslia apiculata Fish. et Mey., Rumex crispus L., Fraxinus rotundifolia Miller., Cirsium congestum Fish. et C. A. Mey .
نتایج بررسیهای اکولوژیک: تنوع و تغییر عوامل اکولوژیک و تأثیر پدیدههایی چون برهمکنش و جایگزینی عوامل اکولوژیکی، باعث به وجود آمدن شرایط اکولوژیک مختلف و در نتیجه ایجاد زیستگاههای متفاوت در یک منطقه میشود، در نتیجه علاوه بر ترکیب گونهای زیستگاههای ویژه به عنوان نشانگر فلوریستیک، عوامل اکولوژیک (ارتفاع، شیب و نوع بستر) در هر زیستگاه نیز مورد آنالیز و بررسی قرار گرفت (جدول3).
جدول 3- دادههای اکولوژیک مربوط به زیستگاههای ویژه Carduus pycnocephalus
بستر |
درصد پوشش |
جهت شیب |
ارتفاع |
کد زیستگاه ویژه |
سنگلاخ- صخره ای |
50% |
جنوب غربی |
1544 |
1 |
سنگلاخ -صخره ای |
40% |
جنوب غربی |
1817 |
2 |
سنگریزه- سنگلاخ |
40% |
شمالی |
1629 |
3 |
سنگلاخ -صخره ای |
20% |
غربی |
2130 |
4 |
سنگلاخ -صخره ای |
40% |
جنوبی |
1491 |
5 |
سنگریزه- سنگلاخ |
20% |
شمالی |
1838 |
6 |
سنگلاخ- صخره ای |
30% |
غربی |
1615 |
7 |
سنگلاخ- صخره ای |
20% |
جنوبی |
1863 |
8 |
خاک-سنگریزه |
50% |
شرقی |
2187 |
9 |
سنگریزه |
70% |
جنوبی |
1814 |
10 |
خاک رس |
40% |
جنوب غربی |
1878 |
11 |
سنگلاخ- صخره ای |
40% |
غربی |
1707 |
12 |
سنگریزه -سنگلاخ |
50% |
شمالی |
1818 |
13 |
سنگلاخ -صخره ای |
50% |
غربی |
1531 |
14 |
جدول 4- الکترو فورگرام SDS-PAGE جمعیت های گونه Carduus pycnocephalus
14 |
13 |
12 |
11 |
10 |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
زیستگاه ویژه شماره باند |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
8 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
9 |
شکل 1- نتایج آنالیز 14 زیستگاه ویژه Carduus pycnocephalus بر اساس ترکیب رستنی ها با روش F.C.A
Slope: شیب Sub: نوع خاک Alt: ارتفاع
شکل 2- گروه بندی زیستگاه های ویژه Carduus pycnocephalus بر اساس عوامل اکولوژیک با روش C.C.A
آنالیز عوامل اکولوژیک زیستگاههای ویژه گونه مورد مطالعه با استفاده از نرم افزار MVSP به روش C.C.A صورت گرفت (شکل 2). با توجه به این شکل، از بین عوامل اکولوژیکی مطالعه شده، عامل مؤثر بر زیستگاههای ویژه11،10،9،8،6،5،3و13 ارتفاع و نوع بستر میباشد . عامل موثر بر زیستگاههای ویژه 1،2،4،7،12و14نیز جهت شیب میباشد.
نتایج حاصل از الکتروفورز پروتئینهای ذخیرهای بذر: پس از تعیین وجود تنوع در گونه مورد بررسی با استفاده از روش D.S.S ، برای بررسی تنوع درون گونهای در این پژوهش از روش الکتروفورز پروتئینهای ذخیرهای بذر نیز استفاده شد (شکل 3). جهت انجام آنالیزهای آماری صفات حاصل از الگوی الکتروفورزی پروتئینهای ذخیره ای بذر، هر باند پروتئینی به عنوان یک صفت کیفی در نظر گرفته شد و وجود آن برای هر نمونه با کد 1 و عدم وجود آن با کد صفر مشخص گردید. این دادهها با نرم افزار NTSYS به روش Complete با ضریب RT آنالیز شدند. بر اساس شکل4 و جدول 3، گروه بندی، به صورت زیر حاصل شد: گروه A شامل: زیستگاهویژه 11 ، گروه B شامل: زیستگاه هایویژه 6و13 ، گروه C شامل: زیستگاهویژه 10 ، گروه D شامل : زیستگاههایویژه 5 و8، گروه Eشامل: زیستگاهویژه 3، گروه Fشامل: زیستگاهویژه 9، گروه G شامل : زیستگاههایویژه12،7،4،2،1و14.
بحث
با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش و مقایسه نشانگرهای مورد استفاده در این بررسی تنوع درون گونهای بالایی در گونه مورد نظر مشاهده شد و کلیه نشانگرهای فوق در انطباق با یکدیگر بودند. این تطابق نشاندهنده کارایی روش D.S.S با بهرهگیری از نشانگر فلورستیک است که تاییدی بر پژوهشهای پیشین است (3، 8 و 10).
شکل 3- الگوی الکتروفورز پروتئین های بذر Carduus pycnocephalus در جمعیت ها ی مورد بررسی. M٬ مارکر پروتئینی شماره های ۱-۱۴ جمعیت های مورد مطالعه.
شکل 4- دندروگرام حاصل از تجزیه و تحلیل داده های الکتروفورز جمعیت ها ی گونه Carduus pycnocephalus با نرم افزار NTSYS و روش Complete Linkage
علاوه بر این یکی از دلایل تنوع گونهای بالا هیبریداسیون بین گونههای این جنس است که باعث افزایش توان آنها در محیطهای مختلف میشود (17،24). تنوع درون گونهای بالا سبب شده گونه C. pycnocephalus رقابت تنگاتنگی با گونههای دیگر در زیستگاه مورد بررسی داشته باشد، که یکی از خصوصیات عمده علفهای هرز میباشد (23). در این پژوهش از نرم افزار Anaphyto به روش F.C.A جهت گروهبندی زیستگاههای ویژه مورد مطالعه C.pycnocephalus بر اساس مارکر فلوریستیک استفاده شد و منجر به ایجاد 7 گروه گردید.گروههای به دست آمده از این آنالیز بررسی شدند و نشان داده شد که این گروهها شرایط اکولوژیکی خاص خود را دارند و تفاوت در ترکیب فلوریستیکی، سبب شده است که هر یک از این گروهها دارای مجموعه گونههای نشانویژه خود باشند که برخی از آنها می توانند به عنوان گونههای تشخیصی محسوب شوند.این تفاوت در ترکیب فلوریستیکی نتیجه تفاوت در شرایط اکولوژیک زیستگاههای ویژه است و گونه یا گونههای تشخیصی یک گروه، به زیستگاههای ویژه همان گروه اختصاص دارد.از لحاظ فرم زیستی ، غالب گونههای همباش Hemichryptophyte وTherophyte بودند(13). همچنین آنالیز دادههای اکولوژیکی با نرم افزار MVSP به روش C.C.A مؤثرترین عامل یا عوامل اکولوژیکی را از بین عوامل اکولوژیکی مورد مطالعه، در هر یک از زیستگاههای ویژه مورد بررسی مشخص نمود.
دادههای الکتروفورزی پروتئینهای ذخیرهای بذر 14 زیستگاهویژه C.pycnocephalus مطالعه شد ، به طوری که 7 گروه پروتئینی مشخص شد که در تطابق با نشانگر فلورستیک بود ، بنابراین درستی و میزان دقت روش D.S.S برای تعیین وجود تنوع و تشخیص نوع تنوع را آشکار میسازد و این روش را کارآمد نشان میدهد.
گونه C. pycnocephalus در زیستگاههای مختلف در استان همدان تحت شرایط اکولوژیک متفاوت با توجه به نشانگر-های بررسی شده تنوع بالایی را نشان داد. یافتههای پژوهش نشان داد که این گیاه، با خوپذیری و یا شاید سازش پذیری، تنوع چشمگیری را به نمایش میگذارد وتوانسته است در زیستگاههای گوناگونی حضور یابد. توسعه ژنوتیپها و فنوتیپهای مختلف ویژگی برجستهای در گسترش گیاهان و توانایی خوپذیری با تغییرات زمانی و مکانی محیط است. کلیه موجودات زنده در محیط زیست خود تحت تاثیر همزمان عوامل مختلفی قرار میگیرند و هیچ موجودی بدون وابستگی به محیط اطراف خود و به شکل مجزا زندگی نمیکند. یافتههای این پژوهش نشان داد که محیط های طبیعی که محیط زیست گیاه و اجتماعات گیاهی را به وجود میآورند، انواع گوناگونی از عوامل اکولوژیک متنوع را به نمایش میگذارند. بنابراین، شرایط محیطی زیستگاه منعکس کنندهی ویژگیهای یک فرد (ازجمله گیاه مورد مطالعه در این پژوهش) است، زیرا این ویژگیها به شرایط محیطی وابستهاند. یافتههای ما با برخی پژوهشهای پیشین همسویی دارد (15).
نتیجهگیری
مطالعه تنوع درون گونهای در گونه مورد مطالعه نشان داد که این گونه دارای تنوع درون گونهای است و می توان جمعیتهای مورد مطالعه را براساس نشانگرهای مورد استفاده در این مطالعه به ۷ گروه تقسیم نمود. تکنیکها و روشهای مورد استفاده در این پژوهش همگی یکدیگر را تأیید نمود. علاوه بر این پژوهش حاضر نشان داد روش D.S.S میتواند به عنوان روشی کارآمد برای بررسی آسان تر، سریع تر، دقیق تر و مطمئن تر تنوع درون گونهای در گونه مورد مطالعه و سایر تاکسونهای گیاهی به کار رود.
تقدیر و قدردانی
از جناب آقای دکتر مرتضی عطری استاد اکولوژی دانشگاه بوعلی سینا که معرف روش D.S.S هستند به خاطر ارایه این روش٬ آموزش روش کار و در اختیار قرار دادن نرم افزارهای مربوطه کمال تشکر را داریم. از معاونت محترم پژوهشی دانشگاه بوعلی سینا برای حمایتهای مالی این پژوهش تشکر میکنیم.