مطالعه تنوع درون گونه‌ای جمعیت‌های گونه لور (Carpinus orientalis Mill) با استفاده از الگوی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه زیست‌شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران،بابلسر،ایران

2 کارشناس سیستماتیک اکولوژی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر

3 دانشیار سیستماتیک اکولوژی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر،ایران

4 استادیار سیستماتیک اکولوژی، گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه مازندران، بابلسر،ایران

چکیده

اهمیت اکولوژیکی، اکوتوریستی و حفاظت از طبیعت جنگل‌های هیرکانی شمال ایران، از جمله انگیزه‌های مهم مطالعه گونه‌های درختی این مناطق است. هدف این تحقیق، ارزیابی تنوع ژنتیکی لور یا            Mill.Carpinusorientalis در جنگل‌های هیرکانی شمال ایران، با استفاده از مطالعات ریخت‌شناسی و الگوی پروتئینی بذرها در روش سدیم دو دسیل سولفات- پلی آکریلامید ژل الکتروفورز             (SDS-PAGE) است. برای این منظور نمونه های گیاهی از جمعیت‌های جنگلی استان های خراسان شمالی؛ گلستان؛ مازندران و گیلان تهیه گردید. مطالعات ریخت‌شناسی با بررسی 28 صفت کمی و کیفی انجام شد. استخراج پروتئین‌های بذر با بافر تریس-گلایسن انجام شد و پس از تعیین غلظت به روش برادفورد الگوی باندی الکتروفورزی مورد بررسی گرفت. آنالیز داده‌های ریخت شناسی و الگوی باندهای الکتروفورزی، با استفاده از نرم‌افزار PAST انجام شد. نتایج نشان داد الگوی پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر جمعیت‌ها در ژل SDS-PAGE دارای پلی مورفیسم 10 باندی بود. بیشترین تعداد باندها مربوط به جمعیت‌های چالوس و کیاسر در مازندران و کمترین تعداد آنها مربوط به جمعیت‌های چی چال در گیلان بود. دندروگرام‌های حاصل از مطالعات ریخت‌شناسی و پروتئین‌های ذخیره‌ای بذر تفاوت هایی با یکدیگر داشتند. که نشان می‌دهد در این گونه، تغییرات ریخت‌شناسی و ژنتیکی با سرعت یکسانی پیش نمی‌روند.
 
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Intraspecific study of Carpinus orientalis populations using seed storage protein pattern

نویسندگان [English]

  • Abasalt Hosseinzadeh Colagar* 1
  • Mahsa Razaz 2
  • Alireza Naqinezhad 3
  • Arman Mahmoudi Otaghvari 4

1 Professor in Molecular and Cell Biology, Department of Molecular and Cell Biology, Faculty of Basic Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

2 M.Sc in Plant Systematic-Ecology, Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

3 Associate Prof. in Plant Systematic-Ecology, Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

4 Assistant Prof. in Plant Systematic-Ecology, Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

چکیده [English]

 
Ecotourism and ecological and conservational importance of Hyrcanian forests are among the most important reasons for studying arboreal species of Hyrcanian forests. The main purpose of this study is to explore genetic diversity of
Carpinus orientalis in the study area; north of Iran, by using of morphological and SDS-PAGE of the seed storage proteins patterns. Seed samples were collected from different populations of provinces, Gilan, Mazandaran, Golestan and Khorassan-e-Shomali. The morphological studies performed by 28 characteristics analysis. Seed proteins extracted by Tris-Glycine buffer and then total protein quantified by Bradford assay and protein pattern of the populations was determined by SDS-PAGE technique. Morphological and bands electrophoresis patterns data were analyzed by PAST software. Results showed that, SDS-PAGE electrophoresis pattern of populations have 10 band polymorphisms. The maximum numbers of bands are related to Chalus and Kiasar populations, in the Mazandaran, and minimum numbers of bands are related to Chichal populations, in the Guilan. Resulted clusters from morphological and seed storage protein were different forms. Furthermore, the speed of morphological and genetic changes are not comparable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • electrophoresis
  • Seed storage proteins
  • Carpinus orientalis
  • North of
  • Iran

پارسا پژوه،  د. (1372).  اطلس چوب های شمال ایران. انتشارات دانشگاه تهران.

ثابتی، ح. (1355). جنگل ها، درختان و درختچه های ایران. انتشارات دانشگاه یزد.

خسروشاهی،  م. و  قوامی،  ش. (1384)  هشدار. نشر پونه، تهران.

مظفریان،  و. (1383). درختان و درختچه های ایران.  انتشارات فرهنگ معاصر.

میرزایی ندوشن، ح.،  شریعت، آ. و اسدی کرم، ف. (1380). ارزیابی تنوع ژنتیکی موجود در جمعیتهای مختلف تاغ Haloxylon spp با استفاده از الکتروفورز. تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران، 7: 99-117.

یوسف زاده، ح.، حسین زاده کلاگر، ا.،  طبری، م.،  ستاریان، ع. و اسدی م. (1390). ارزیابی تنوع ژنتیکی نمدار (Tilia sp.) با استفاده از الکتروفورز پروتئین های ذخیره ای بذر. تحقیقات ژنتیک و اصلاح گیاهان مرتعی و جنگلی ایران، 19(2): 337-344

Ahmad, F. and Slinkard, A. E. (1992). Genetic relationships in the genus Cicer L., as revealed by polyacrylamide gel electrophoresis of seed storage proteins. Theoretical and Applied Genetics, 84: 688-692.

Asghar, R., Siddique, T. and Afzal, M. (2003). Inter and intra-specific variation in SDS PAGE electrophoregrams of total seed protein in chickpea (Cicer arietinum L.) germplasm. Pakistan Journal of Biological Sciences, 6(24): 1991-1995.

Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72: 248-254.

Browicz, K. 1972. In: K. H.  Rechinger (eds). Flora Iranica, vol. 97, Pp.  91-100. Graz.

Calagari, M. and Salehi-Shanjani, P. (2010). Study of genetic variation in Populous euphratica Oliv. by evaluating soluble proteins through SDS-PAGE. Iranian Journal of Forest Fall, 2: 253-275.

Chen, Z. D., Manchester, Z.R. and Snu, H. Y. (1999) .Phylogeny and evolution of the Betulaceae as inferred from DNA sequences, morphology and paleobotany. American Journal of Botany, 98: 1168-1181.

Collada, C., Caballero, R. G., Casado, R. and Aragoncillo, C. (1988). Different types of major storage seed proteins in fagaceae species. Journal of Experimental Botany, 39: 1751-1758.

Criley, R. A., Roh, M. S., Kikuchi, M. and Manshardt, R. M. (2008). A Comparison of Gardenia augusta cultivars using isozymes and RAPD markers. Acta Horticulturae, 766:461-468.

Dvoracek, V., Curn, V. and Moudry, J. (2003). Suitability of oat-seed storage-protein markers for identification of cultivars in grain and flour samples. Plant, Soil and Environment, 49(11): 486-491.

Ehsanpour, A. A., Shojaie, B. and Rostami, F. (2010). Characterization of seed storage protein patterns of four Iranian Pistachio using SDS-PAGE. Natural Science, 2(7): 737-740.

Fufa, H., Baenziger, P.S., Beecher, B. S., Dweikat, I., Graybosch, R.A. and Eskridge, K. M. (2005). Comparison of phenotypic and molecular marker-based classifications of hard red winter wheat cultivars. Euphytica, 145: 133-146.

Green, M.R. and Sambrook, J. (2012). Molecular cloning: A laboratory manual: Cold Spring Harbor Laboratory Press Cold Spring Harbor, New York.

Hammer, Q., Harper, D. A. T. and Rayan, P. D. (2001). Paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, 4(1):1-9.

Iqbal, S.H., Ghafoor, A. and Ayub, N. (2005). Relationship between SDS-PAGE markers and Ascochyta blight in chickpea. Pakistan Journal of Botany, 37(1): 87-96.

Javid, A., Ghafoor, A. and Anwar, R. (2004). Seed storage protein electrophoresis in groundnut for evaluating genetic diversity. Pakistan Journal of Biological Sciences, 36(1): 25-29.

Jensen, U. and Lixue, C. (1991). Abies seed protein profile divergent from other pinaceae. Taxon, 40(3): 435-440

Maity, S., Datta, A. K. and Chattopadhyay, A. (2009). Seed protein polymorphism in species of Jute (Corchorus, Family: Tiliaceae). Indian Journal of Science and Technology, 2(1): 34-36.

Merwin, M. L., Martin, J. A. and Westfall, R. D. (1995). Provenance and progeny variation in growth and frost tolerance of Casuarina cunninghmiana in California, USA. Forest Ecology and Management, 79(3): 161-171.

Panigrahi, J., Kumar, D. R., Mishra, M., Mishra,  R. P. and Jena, P. (2007). Genomic relationships among 11 species in the genus Cajanus as revealed by seed protein (albumin and globulin) polymorphisms. Plant Biotechnology Journal, 1: 109-116.

Rogl, S., Javornik, B., Sinkovic, T. and Batic, F. (1996). Charaterization of Oak (Quercus L.) seed proteins by electrophoresis. Phyton, 36(3): 159-162.

Tamkoc, A. and Arslan, E. (2010). Comparison of agronomic characters, total seed storage proteins and their use for genotypes discrimination in the kentucky bluegrass (Poa pratensis L.). Biotechnology & Biotechnological Equipment, 24(1): 1573-1576.

Teuber, S.S., Sathe, S. K., Peterson, W. R. and Roux, K. H. (2002). Characterization of the soluble allergenic proteins of cashew nut (Anacardium occidentale L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50: 6543-6549.

Valizadeh, M. (2001). Seed storage protein profile of grain legumes grown in Iran, using SDS-PAGE. Journal of Agricultural Science and Technology, 3: 287-292.

Yoo, K. O. and Wen, J. (2002). Phylogeny and biogeography of Carpinus and subfamily coryloideae (Betulaceae). International Journal of Plant Sciences, 163: 641–650.

Yoo, K. O. and Wen, J. (2007) Phylogeny of Carpinus and subfamily coryloideae (Betulaceae) based on chloroplast and nuclear ribosomal sequence data. Plant Systematics and Evolution, 267: 25–35.