Структура популяции и генетическое разнообразие Ferula gummosa (Apiaceae) в Северном Хорасане, Иран: выводы с использованием морфологических и ISSR-маркеров

УДК 582.893:581.4+575.174(55)

Ключевые слова: выделение ДНК, генетическая дистанция, маркер, морфология, ISSR

Аннотация

В водоразделе Северного Хорасана (Иран) Ferula gummosa – многолетнее растение с глубокими корнями, присутствие которых стабилизирует текстуру почвы. Изучение молекулярных и морфологических характеристик вида имеет решающее значение для поиска эффективных методов его защиты и предотвращения его исчезновения. Ferula gummosa – вид, произрастающий в Иране, и важное лекарственное растение в иранской традиционной медицине. Морфологическое и генетическое разнообразие 6 популяций этого вида было изучено в Северном Хорасане. Многомерный статистический анализ был проведён по 15 количественным и качественным признакам, выбранным для биометрических и морфологических исследований. Для оценки генетического разнообразия использовали четыре праймера (ISSR13, ISSR826, ISSR810, ISSR7), что привело к получению 19 полос («бэндов»).

Согласно настоящему исследованию, морфологические признаки и молекулярные данные ISSR используются для дифференциации изучаемой популяции F. gummosa. Как количественные, так и качественные морфологические характеристики изучаемых видов могут быть использованы для дифференциации популяций. В настоящем исследовании была обнаружена высокая степень генетического разнообразия между популяциями. Используя морфологические и молекулярные данные, кластерный анализ WARD предоставил важную информацию о взаимоотношениях в сообществе. Основываясь на результатах настоящего исследования, существует высокая степень разнообразия между существующими экотипами F. gummosa. В связи с тем, что экотипы F. gummosa происходят из разных географических регионов, морфологическое разнообразие подтверждает, что морфологические различия между образцами обусловлены не только влиянием окружающей среды, но и генетическим влиянием.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Литература

Ahkami A. H., Naghavi M. R., Hossein Zadeh A., Pirseiedi S. M., Patki P., Kazemi Almoti M., Poor Irandoost H., Omid Bakhsh M. A. 2007. Genetic Relationship in Durum Wheat (Triticum durum) Using AFLP Markers. Iranian Agriculture Sci. 1: 25 35.
Antonio A. F. G., Benchimol L. L., Barbosa A. M. M., Geraldi I. O., Souza C. L. 2004. Comparison of RAPD, RFLP, AFLP and SSR markers for diversity studies in tropical maize inbred lines. Gen. Mol. Bio. 27: 579– 588. https://doi.org/10.1590/S1415-47572004000400019
Elibol Z., Menemen Y., Sağiroğlu M., Duman H. 2012. A molecular phylogenetic study on some turkish Ferula l. (apiaceae) species using nrDNA ITS sequences. Pak. J. Bot. 44(2): 589–594.
Ellis R. P., Mcnicol J. W., Baird E., Booth A., Lawrence P. 1997. The use of AFLP to examine genetic relatedness in barley. Molecular Breeding 3: 359–369. https://doi.org/10.1023/A:1009602321815
Farsi M., Zolala J. 2003. Introduction to plant biotechnology. No. 392. Iran: Ferdowsi University of Mashhad publication. 495 pp.
Freeland J. R., Kirk H., Peterson S. D. 2011. Molecular Ecology. Second ed. UK: Wiley-Blackwell. 449 pp.
Ghahreman A. (1979–2003). Color flora of Iran. Tehran: Research Institute of Forests and Rangelands.
Hammer Q., Harper D. A. T., Ryan P. D. 2012. PAST: Paleontological Statistics software package for education and data analysis. Palaeontol. Electron. 4: 9.
Khounani Z., Naghavi M., Omidi M., Sabokdast M., Talebi Kohyakhi E. 2011. Assessment of Genetic Diversity in the Landraces of Ferula gummosa from Iran Using AFLP Marker. J. Med. Plants 10(38): 117–126.
Kurzyna-Młynik R., Oskolski A. A., Downie S. R., Kopacz R., Wojewódzka A., Spalik K. 2008. Phylogenetic position of the genus Ferula (Apiaceae) and its placement in tribe Scandiceae as inferred nrDNA ITS sequence variation. Plant Syst. Evol. 274: 47–66. https://doi.org/10.1007/s00606-008-0022-2
Melchinger A. E., Gumber R. K. 1999. Overview of heterosis and heterotic groups in agronomics crops. In: K. R. Lamkey, J. E. Stuber (eds.). Concepts and breeding of heterosis in crop plants. Madison, WI: CSSA. Pp. 29–43.
Messmer M. M., Melchinger A. A., Boppenmair J., Hermann R. G., Brunklaus-Jung E. 1992. RFLP analysis of early-maturing European maize germplasm. I. Genetic diversity among flint and dent inbreds. Theor. Appl. Genet. 83: 1003–1012. https://doi.org/10.1007/BF00232964
Minaeifar A., Sheidai M., Attar F. 2015. Genetic and morphological diversity in Cousinia cylindracea (Asteraceae) populations: Identification of gene pools. Biodiversitas 16: 288–294. https://doi.org/10.13057/biodiv/d160225
Minaeifar A., Sheidai M., Attar F., Noormohammadi Z., Ghasemzadeh-Baraki S. 2016. Biosystematic study in the genus Cousinia Cass. (Asteraceae), section Cousinia. Biochem. Syst. Ecol. 69(1): 252–260. https://doi.org/10.1016/j.bse.2016.10.008
Mozaffarian V. 1984. Plant of family of Umbelliferae in Iran. Vol. 35. Tehran: Research Institute of Forest and Rangelands Press.
Mustafina F., Lee H., Sharipova V., Lee A., Kim D., Choi M., Jang J., Kim Y. 2021. Comparative fruit morphology and its systematic significance in Ferula (Apiaceae) species from different growth habitats. Flora 283: 151899. https://doi.org/10.1016/j.flora.2021.151899
Nasrollahi F., Kazempour-Osaloo S., Amini E., Mozaffarian V. 2020. Morphological character evolution of Onosma (boraginaceae) in iran, based on nuclear and plastid DNA sequences. Iran. J. Bot. 26(1): 35–48. https://doi.org/10.22092/ijb.2020.127762.1256
Omid Bakhsh Fard M. A., Naghavi M. R., Mardi M., Bihamta M. R., Kazemi M., Pirseyedi S.M. 2009. A study of genetic diversity in Durum Wheat (Triticum turgidum) using microsatellite markers. Iranian agriculture sci. 2: 75–83.
Peakall R., Smouse P.E. 2006. GENALEX 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Mol. Ecol. Notes 6(1): 288–295. https://doi.org/10.1111/j.1471-8286.2005.01155.x
Podani J. 2000. Introduction to the Exploration of Multivariate Data. Leiden: Backhuyes. 407 pp.
Powell W., Morgante M., Andre C., Hanafey M., Vogel J., Tingey S., Rafalsky A. 1996. The comparison of RFLP, RAPD, AFLP and SSR markers for germplasm analysis. Molecular Breeding. 2: 225–238. https://doi.org/10.1007/BF00564200
Schneller J., Liebst B. 2007. Patterns of variation of a common fern (Athyrium filix-femina; Woodsiaceae). population structure along and between altitudinal gradients. Am. J. Bot. 94(1): 965–971. https://doi.org/10.3732/ajb.94.6.965
Sheidai M., Seif E., Nouroozi M., Noormohammadi Z. 2012. Cytogenetic and molecular diversity of Cirsium arvense (Asteraceae) populations in Iran. J. Jap. Bot. 87(2): 193–205.
Sheidai M., Zanganeh S., Haji-Ramezanali R., Nouroozi M., Noormohammadi Z., Ghasemzadeh-Baraki S. 2013. Genetic diversity and population structure in four Cirsium (Asteraceae) species. Biologia 68(1): 384−397. https://doi.org/10.2478/s11756-013-0162-x
Sheidai M., Ziaee S., Farahani F., Talebi S. M., Noormohammadi Z., Hasheminejad Ahangari Farahani Y. 2014. Infra-specific genetic and morphological diversity in Linumalbum (Linaceae). Biologia 69(2): 32–39. https://doi.org/10.2478/s11756-013-0281-4
Tahmasebi A., Nasrollahi F. 2021. Morphologic and genetic study of Halocnemum strobilaceum in rangeland ecosystems of Golestan province (north of Iran). Rostaniha 22: 134–146. https://doi.org/10.22092/botany.2021.355344.1260
Tahmasebi A., Nasrollahi F., Esmaeili M. M. 2023. Evaluation of molecular and morphological diversity of the rangeland species of Atriplex canescens (Amaranthaceae) in Iran. Acta Biologica Szeged. 67(1): 63–74. https://doi.org/10.14232/abs.2023.1.63-74
Talebi Kohyakhy E., Mohammad Aliha M., Naghavi M. R. 2008. Genetic diversity in Ferula gummosa Bioss. Populations of Iran using RAPD molecular markers. IJMAPR 23(4): 514–522.
Williams J. G. K., Kubelik A. R., Livak K. J., Rafalskiand J.A., Tingey S. V. 1990. DNA polymorphism mplified by arbitrary Primers are useful as genetic markers. Nucleic Acids Res.18(1): 6531–6535. https://doi.org/10.1093/nar/18.22.6531
Weising K., Nybom H., Wolf K., Kahl G. 2005. DNA fingerprinting in plants. Principles, methods and applications. 2nd ed. Boca Rayton, Florida, USA: CRC Press, Taylor & Francis Group. 444 pp. https://doi.org/10.1201/9781420040043
Опубликован
2025-12-30
Как цитировать
Ширзад М., Тахмасеби А., Насроллахи Ф., Фахирех А. Структура популяции и генетическое разнообразие Ferula gummosa (Apiaceae) в Северном Хорасане, Иран: выводы с использованием морфологических и ISSR-маркеров // Turczaninowia, 2025. Т. 28, № 4. С. 105–117 DOI: 10.14258/turczaninowia.28.4.12. URL: https://turczaninowia.asu.ru/article/view/18526.
Раздел
Научные статьи