اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات43
تعداد شماره‌ها1,837
تعداد مقالات14,934
تعداد مشاهده مقاله41,133,602
تعداد دریافت فایل اصل مقاله15,987,072
Ghasemi, Seyed Ahmad, Pourjam, Fatemeh. (1400). Population Genetic Structure and Genetic Diversity of Cobia (Rachycentron canadum) in the Persian Gulf and Makran Sea. , 13(48), 33-46. doi: 10.22108/tbj.2021.128640.1160
Seyed Ahmad Ghasemi; Fatemeh Pourjam. "Population Genetic Structure and Genetic Diversity of Cobia (Rachycentron canadum) in the Persian Gulf and Makran Sea". , 13, 48, 1400, 33-46. doi: 10.22108/tbj.2021.128640.1160
Ghasemi, Seyed Ahmad, Pourjam, Fatemeh. (1400). 'Population Genetic Structure and Genetic Diversity of Cobia (Rachycentron canadum) in the Persian Gulf and Makran Sea', , 13(48), pp. 33-46. doi: 10.22108/tbj.2021.128640.1160
Ghasemi, Seyed Ahmad, Pourjam, Fatemeh. Population Genetic Structure and Genetic Diversity of Cobia (Rachycentron canadum) in the Persian Gulf and Makran Sea. , 1400; 13(48): 33-46. doi: 10.22108/tbj.2021.128640.1160

Population Genetic Structure and Genetic Diversity of Cobia (Rachycentron canadum) in the Persian Gulf and Makran Sea

Taxonomy and Biosystematics
مقاله 4، دوره 13، شماره 48، اردیبهشت 2022، صفحه 33-46    اصل مقاله (1.06 M)
نوع مقاله: Original Article
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22108/tbj.2021.128640.1160
نویسندگان
Seyed Ahmad Ghasemi* 1؛ Fatemeh Pourjam2
1Associate Professor, Department of Biotechnology, Persian Gulf Institute, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
2MSc, Department of Fisheries, Persian Gulf University, Bushehr, Iran
چکیده
This study investigated the population structure and genetic diversity of Cobia (Rachycentron canadum) fish in the Persian Gulf and Oman Sea using AFLP molecular markers. In doing so, 70 samples were collected from the Persian Gulf (Bushehr, Hendijan, and Dayyer) and two regions of the Makran Sea (Bandar Abbas and Chabahar). The results indicated that 557 loci were amplified by 10 pairs of primers and 243 loci showed polymorphism. An average of 43.6% of polymorphic loci was amplified for each primer combination. The genetic average diversity was 0.29. The highest and lowest genetic diversities belonged to Chabahar (0.37) and Bushehr, respectively. Variance analysis showed that there was a significant difference between the studied populations in terms of genetic diversity. The coefficients of genetic differentiation between the populations (FST) ranged from 0.024 to 0.204, which indicate a low level of gene differentiation within the population in the Persian Gulf, while gene differentiation between the populations in the Persian Gulf and Makran Sea was intermediate. The genetic distance and phylogenetic tree showed a clear pattern of the separation of populations of the Persian Gulf and Makran Sea. Gene flow (Nm) between the populations was from 0.93 to10.6 based on the genetic differentiation coefficient between the populations, indicating that there was l gene flow between the populations. All in all, the results of clustering, genetic distance, Fst index, and PCA analysis revealed that the Persian Gulf populations were not separated, but they were separated from Jask and Chabahar populations.
کلیدواژه‌ها
Genetic diversity؛ population structure؛ Persian Gulf؛ Makran Sea؛ Cobia
اصل مقاله

مقدمه

خانوادۀRachycentidae  یکی از قدیمی‌‌ترین و ابتدایی‌‌ترین ماهیان استخوانی و تنها دارای یک گونه به نام کوبیا یا سوکلا (Rachycentron canadum) است. ماهی کوبیا سطح‌‌زی است، رشد سریعی دارد و ساکن مناطق گرمسیری و نیمه‌‌گرمسیری و آب‌‌های گرم معتدل است (Shaffer and Nakamura, 1989). این ماهی در غرب اقیانوس اطلس از ایالت ماساچوست تا آرژانتین، در شرق اقیانوس اطلس تا جنوب آفریقا و در غرب اقیانوس آرام از ژاپن تا استرالیا دیده می­شود و بیشترین فراوانی را در خلیج مکزیک دارد (Darden et al., 2014). این گونه ماهی در ایران در سراسر دریای عمان، آب‌‌های سیستان و بلوچستان، هرمزگان و خلیج فارس وجود دارد (Rezvani et al., 2009). این ماهی در جایگاه یکی از گونه‌‌های بومی خلیج فارس و دریای عمان دارای ارزش زیادی از اسید چرب امگا سه است. در ایران براساس آخرین آمار اعلام‌‌شده از سازمان شیلات، میزان صید ماهیان سطح‌‌زی در سال 1395به میزان 7700 تن و صید اختصاصی ماهی کوبیا در سال 1395 حدود 3670 تن بوده است. صید این ماهی براساس آمارهای جهانی در سال 2015 حدود 47444 تن بوده است. ماهی سوکلا در آب‌‌های ساحلی، نواحی فلات قاره و مصب‌‌هایی با عمق تا 200 متر مشاهده می‌‌شود. به نظر می‌‌رسد دما عامل مهمی در پراکنش این گونه است و به‌‌طور کلی، سوکلا آب‌‌های گرم با دمای بیشتر از 29 درجۀ سانتی‌‌گراد را ترجیح می‌‌دهد؛ همچنین در خلال ماههای سرد سال، نوعی رفتار مهاجرت به سوی مناطق گرم در ماهی سوکلا مشاهده می‌‌شود و الگوی این مهاجرت شمالی - جنوبی و از نواحی کم‌‌عمق به سوی نواحی عمیق است (Fatedar and Minh Sang, 2011; Darden et al., 2014) ماهی سوکلا دامنۀ گسترده‌‌ای از شوری را تحمل می‌‌کند؛ اما بهترین محدودۀ شوری برای زیست این گونه 22 تا 24 قسمت در هزار است.

اگرچه ماهی سوکلا ازنظر صیادی اهمیت خیلی زیادی ندارد، به‌‌دلیل پروتئین زیاد، ارزش اقتصادی فراوانی دارد و به‌‌علت کیفیت بسیار خوب گوشت و رشد خیلی سریع، یکی از بهترین گونه‌‌های دریایی برای آبزی‌‌پروری محسوب می‌‌شود. ماهی سوکلا برای پرورش در قفس ایـده‌‌ئال است و در میان گونه‌‌های مهم تجاری سریع‌‌ترین رشـد را دارد؛ به طوری که در مناطق گرمسیر ماننـد تـایوان در مـدت یـک سال به وزن 6 تا 10 کیلوگرم می‌‌رسد (Benetti et al., 2021). دلیل رشد سریع و نرخ بازماندگی بسیار، قابلیت زیاد برای پرورش در قفس، امکان پرورش در تراکم زیاد، کیفیت خوب گوشت، ارزش بازاری زیاد و هزینۀ کم تولید ایـن مـاهی در مقایـسه بـا سـایرگونه‌‌ها است که از ویژگی‌‌های مطلوب آن برای آبزی‌‌پروری به شمار می‌‌رود (Benetti et al., 2003; Loka et al., 2016; Divya et al., 2019).

خلیج فارس با وجود مشکلات محیطی و اقلیمی شایان توجه، از تنوع زیستی زیادی برخوردار است؛ به طوری که زیستگاه 300 تا 450 گونه ماهی و بیش از 1000 گونۀ دیگر از آبزیان به شمار می‌‌رود و همین موضوع باعث شده است خلیج فارس ازنظر تنوع زیستی در ردیف مناطق کم‌‌نظیر معرفی شود (Tala et al., 2016). در حال حاضر، از تعداد زیادی از ماهیان خلیج فارس بهره‌‌برداری اقتصادی می‌‌شود و بیشینۀ برداشت پایدار ذخایر ماهیان، از اهداف مدیریت شیلاتی و دستیابی به آن نیازمند آگاهی از ذخایر است. جمعیت ماهیان در بیشتر اکوسیستم‌‌های جهان، ازجمله خلیج فارس و دریای عمان، به‌‌علت صید غیر مجاز و غیر قانونی به‌‌شدت کاهش یافته است و ذخایر باقی‌‌ماندۀ ماهیان هم به‌‌دلیل تخریب بسترهای تخم‌‌ریزی، فشار صید بی‌‌رویه، صید غیر قانونی و آلودگی با مشکلاتی مواجهند.

به‌‌طور عمده، در بین ماهیان دریایی و به‌‌ویژه گونه‌‌های مهاجر، سوکلا به‌‌دلیل تبادل ژنتیکی، دارای تنوع ژنتیکی زیاد و فاقد جمعیت‌‌های مشخص در دریاهای آزاد و اقیانوس‌‌ها است. خلیج فارس دریایی نیمه‌‌بسته با شرایط اکوسیستمی خاص (شوری زیاد، دمای بالا و جریان ‌‌ها) است؛ بنابراین محیطی را فراهم کرده است تا در این شرایط گونه‌‌های دریایی، دارای جمعیت‌‌های خاص شوند. شناسایی جمعیت ماهیان باارزشی مانند ماهی سـوکلا در خلیج فارس، در راسـتای حفـظ ذخـایر، مدیرت شیلاتی و تکثیـر و پرورش و بازسـازی ذخـایر ایـن گونـه اهمیـت دارد؛ همچنین این اطلاعات در ارتباط با مطالعات سایرگونه‌‌ها، چگونگی تنوع و جمعیت‌‌ها در خلیج فارس را مشخص می‌‌کند.

مطالعات ساختار جمعیتی ماهی سوکلا با روش ریزماهواره نشان داده است که جمعیت‌‌های متفاوتی از این گونه وجود دارد (Prutt et al.,2005)؛ همچنین  Renshawو همکاران (2005) به روش ریزماهواره‌‌ها و  Liuو همکـاران (2005) بـه روش  RAPDو RFLP جمعیت‌‌های مجزایی از این گونه ماهی را در آب‌‌های دریای چین گزارش کردند. مطالعات Liu و همکاران (2008) با استفاده از روش میکروستلایت، تنوع جمعیتی زیادی را در آب‌‌های جنوبی چین نشان داد. مطالعۀ  Divyaو همکاران (2019) در آب‌‌های هند، جمعیت‌‌های مجزا از این گونه را مشخص کرد. Rezvani و همکاران (2009) نخستین مطالعۀ جمعیتی ماهی سوکلا در آب‌‌های خلیج فارس و دریای عمان را بـه روش ریزماهواره انجام دادند و طی مطالعۀ آنها، سه جمعیت در ناحیۀ بوشهر، هرمزگان و سیستان مشخص شد. در پژوهش دیگر انجام‌‌شده توسط  Talaو همکاران (2011)، طی بررسی نمونه‌‌هایی از خلیج فارس و دریای عمان با استفاده از روش RFLP، جمعیت خاصی تفکیک نشده است؛ اما در مطالعۀ دیگر Tala و همکاران (2016) با روش سکانس ناحیۀ ND1 میتوکندریایی، هاپلوتیپ‌‌های اختصاصی در نمونه‌‌های خوزستان مشخص شد؛ اما جمعیت‌‌های این گونه به‌‌طور مشخص جداسازی نشد؛ بنابراین نتایج متفاوت در تعیین ساختار جمعیت‌‌ها و تنـوع ژنتیکـی مـاهی سـوکلا در پژوهش‌‌های گذشته موجب شد که این پژوهش، به‌‌منظور بررسی وجود جمعیت‌‌های ماهی سوکلا در زیستگاههای جنوب کـشور بـا اسـتفاده ازAFLP انجام شود. نتــایج این پژوهش ممکن است در حفاظت ژنتیکی و برنامه‌‌های تکثیر و مدیریت ذخایر این گونه کمک کند.

 

مواد و روش‌ها

نمونه‌‌برداری برای این مطالعه، در سال 94 از صیدگاههای چابهار (20 عدد)، جاسک (20 عدد)، بوشـهر (10 عدد)، بندر دیر (10 عدد) و هندیجان (10 عدد) انجام شد. از هر ماهی، از بالۀ دمی حدود دو گرم بافت جدا و در الکل 96 درصد تثبیت و سپس به آزمایشگاه منتقل شد.

استخراج DNA با استفاده از روش CTAB انجام شد (Mirimin and Wilding, 2015)؛ به طوری که ابتدا قطعاتی در حدود 50 میلی‌‌گرم از بافت باله جدا شد؛ سپس قطعات به‌‌وسیلۀ قیچی پودر و 630 میکرولیتر از بافر  CTAB) CTABدو درصد، تریس 100 میلی‌‌مولار، NaCl 700 میلی‌‌مولار،  EDTA50 میلی‌‌مولار و -2مرکاپتواتانول 140 میلی‌‌مولار با pH=7.5 و از پیش گرم‌‌شده با دمای 65 درجۀ سانتی‌‌گراد)، 70 میکرولیتر از SDS 10 درصد و همچنین 7 میکرولیتر پروتئیناز K به آن افزوده و به مدت یک شب در دمای 55 درجۀ سانتی‌‌گراد انکوبه شد. پس از لیزشدن کامل نمونه، ابتدا 240 میکرولیتر NaCl 5 مولار و 3 میکرولیتر بتا-مرکاپتواتانول به آن اضافه و به مدت 15 دقیقه در دمای 37 درجۀ سانتی‌‌گراد گذاشته شد؛ در ادامه نمونه‌‌ها خنک و 250 میکرولیتر کلروفرم به آنها اضافه و به مدت 5 دقیقه شیک شد؛ سپس در 13000 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد. محلول رویی به میکروتیوب انتقال داده و 700 میکرولیتر ایزوپروپانول سرد 20- درجۀ سانتی‌‌گراد به آن اضافه شد؛ سپس به مدت 10 دقیقه در 13000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. محلول رویی دور ریخته شد؛ سپس رسوب با 500 میکرولیتر اتانول 70 درصد شستشو داده و صبر شد تا پلت خشک شود و درنهایت، به هر نمونه 100 میکرولیتر آب مقطر اضافه شد. کمیت نمونه‌‌ها با استفاده از روش اسپکتوفتومتری و کیفیت نمونه‌‌ها با استفاده از ژل آگارز یک درصد تعیین شد.

روش AFLP برپایۀ روش Vos و همکاران (1995) با کمی تغییرات انجام شد. 300 نانوگرم DNA ژنومی با 10 واحد از آنزیم EcoRI و 3 واحد از آنزیم MseI (شرکت فرمانتاز، آلمان) در دمای 37 درجۀ سانتی‌‌گراد به مدت 2 ساعت و به دنبال آن 2 ساعت در دمای 65 درجۀ سانتی‌‌گراد هضم شد. اتصال دو آداپتور به قطعات هضم‌‌شده در دمای 20 درجۀ سانتی‌‌گراد پس از اضافه‌‌کردن 5 پیکومول از آداپتور EcoRI و 50 پیکومول از آداپتور MseI و یک یونیت از آنزیم T4 لیگاز در حجم نهایی انجام شد؛ سپس به هر نمونه، 60 میکرولیتر آب مقطر اضافه شد. واکنش PCR پیش‌‌انتخابی در حجم نهایی 20 میکرولیتر با 25 میکرومول MgCl2، 12 پیکومول از هر پرایمر 1+ توالی آغازگرها، 400 میکرومولار از dNTps، 2 واحد از آنزیم Taq Polymerase (شرکت سیناژن) و 5 میکرولیتر محصول اتصال‌‌یافته با شرایط دمایی انجام شد. برای واکنش PCR انتخابی از جفت آغازگرها 3+ استفاده شد. واکنش انتخابی در حجم نهایی 15 میکرولیتر با 25 میکرومول MgCl2، 10 پیکومول از هر آغازگر 3+، 200 میکرومولار از dNTps، 1 واحد از آنزیم Taq Polymerase (شرکت سیناژن) و 5 میکرولیتر محصول رقیق‌‌شدۀ پیش‌‌انتخابی (محصول پیش‌‌انتخابی 1:4 رقیق‌‌شده) با 10 سیکل و شرایط دمایی 94 درجۀ سانتی‌‌گراد 30 ثانیه، 64 درجۀ سانتی‌‌گراد 40 ثانیه با یک درجه کاهش در هر سیکل و 72 درجۀ سانتی‌‌گراد برای 60 ثانیه و 25 سیکل شامل 94 درجۀ سانتی‌‌گراد 30 ثانیه، 54 درجۀ سانتی‌‌گراد 40 ثانیه و 72 درجۀ سانتی‌‌گراد برای 60 ثانیه انجام شد. قطعات DNA تکثیرشده، روی ژل پلی‌‌اکریلامید 6 درصد دناتوره جدا شد. الکتروفورز به مدت 5/2 ساعت با بـافر TBE 1x و ولتاژ 1200 ولت و رنگ‌‌آمیزی به روش نیتـرات‌‌نقره صورت گرفت (Pourkazemi, 1996).

 

 

 

آنالیز آماری

تحلیل داده‌‌های  :AFLPهریک از قطعات  DNAتکثیـرشده، یک صفت در نظر گرفته و حضورداشتن و نداشتن آنها به ترتیب با اعداد یک و صفر نمـایش داده شـد. پس از ورود داده‌‌ها بـه نرم‌‌افزار Excel، ماتریس شباهت و تجزیۀ خوشه‌‌ای به کمـک ضـریب تـشابه Nei (1972) و روش  UPGMAبا نرم‌‌افزار Ntsys2.02 محاسبه شد (Rohlf, 2000). برای تعیین میزان پلی‌‌مورفیسم و شاخص تنوع ژنـی در هـر جمعیـت از نرم‌‌افزار اسـتفاده شد. تجزیــه براساس محورهــای مختــصات PCoA بـا اسـتفاده از نرم‌‌افزار GenALEx 6.1 انجام شد (Peakall and Smouse, 2012). مـاتریس شـباهت ژنتیکی بـین جمعیـت‌‌هـا نیـز براساس ضـریب Nei (1972) به دست آمد؛ همچنین تجزیـۀ واریانس مولکولی AMOVA با 999 نمونه‌‌برداری مجدد تصادفی (permutation) صورت گرفت و درنهایـت، شاخص (Wright's F statistics) Fst برای تعیین تنـوع کـل و Fst هر جمعیت و جدول آنالیز واریانس مولکولی با نرم‌‌افزارArlequin 3.5  محاسبه شد (Excoffier and Lischer, 2010). براساس  Fstبه‌‌دست‌‌آمده برای هر جمعیت، میزان جریان ژنـی (Nm) طبق فرمول Nm= ((1/Fst)- 1)/4 محاسبه شد؛ به طوری کـه  Nتعداد افـراد در یـک جمعیـت و  mسـهم آن افـراد از میـزان مهاجرت است.

 

نتایج

در بررسی 70 نمونه از ماهی سوکلا با روش AFLP و با استفاده از 10 جفت آغازگر، درمجموع 557 باند قابل ارزش‌‌دهی در میان 5 منطقۀ نمونه‌‌برداری مشخص شد. میانگین تعداد قطعات تکثیرشده به ازای هر جفت پرایمر، 71/41 باند بود؛ به طوری که از این تعداد باند، 243 باند چندشکل بود و میانگین باندهای چندشکل 62/43 درصد محاسبه شد (جدول 1). تعداد جایگاه چندشکل در هر آغازگر از 21 تا 35 با میانگین 3/24 جایگاه بود و بیشترین درصد جایگاه چندشکل با 8/53 درصد به جفت پرایمر E-AGG/M-CAA اختصاص داشت (جدول 1).

 

 

جدول 1- تعداد باند و درصد چندشکلی حاصل از 10 جفت آغازگر در آنالیز AFLP برای ماهی سوکلا

 

E-AGG/M-CAA

E-AAG/M-CTC

E-AAG/M-CAT

E-AAG/M-CAT

E-AAG/M-CAC

E-ACA/M-CAG

E-ACT/M-CAA

E-AAG/M-CTC

E-ACA/M-CAA

E-ACT/M-CAT

مجموع

تعداد جایگاه

65

55

42

46

58

63

78

49

65

36

557

تعدا جایگاه پلی‌‌مورف

35

31

21

23

21

32

21

22

19

18

243

درصد چندشکلی

8/53

56

50

50

36

1/50

9/26

8/44

2/29

50

6/43
                           

 

 

 

 

شاخص‌‌های تنوع ژنتیکی و میزان چندشکلی برای هر جمعیت در نرم‌‌افزار GenAlex6.5 محاسبه شد و نتایج در جدول 2 مشاهده می‌‌شود. تنوع ژنتیکی (He) در کل جمعیت‌‌ها برابر با 28/0 بود. بیشترین میزان تنوع ژنتیکی و شاخص شانن (I) به ترتیب به میزان 36/0 و 54/0 در جمعیت چابهار مشاهده شد؛ در حالی که کمترین میزان این دو شاخص (23/0 و 35/0) در جمعیت هندیجان محاسبه شد؛ همچنین ازنظر آماری اختلاف معنی‌‌داری بین شاخص‌‌های تنوع ژنتیکی در جمعیت‌‌های جاسک و چابهار با جمعیت‌‌های بوشهر و هندیجان مشاهده شد (P<0.01).

 

 

 

جدول 2- مشخصات مکان‌‌های نمونه‌‌برداری از ماهی سوکلا، تعداد نمونه و شاخص‌‌های تنوع ژنتیکی به‌‌دست‌‌آمده با روش AFLP

uHe

He

I

Na

Ne

N

  

جمعیت

24/0

23/0

34/0

42/1

39/1

10

Mean

هندیجان

01/0

01/0

02/0

06/0

02/0

0

SE

  

24/0

23/0

35/0

56/1

39/1

10

Mean

بوشهر

01/0

01/0

02/0

05/0

02/0

0

SE

  

27/0

26/0

4/0

65/1

44/1

10

Mean

دیر

01/0

01/0

02/0

05/0

02/0

0

SE

  

35/0

35/0

52/0

99/1

57/1

20

Mean

جاسک

01/0

01/0

01/0

01/0

02/0

0

SE

  

37/0

36/0

54/0

97/1

61/1

20

Mean

چابهار

01/0

01/0

01/0

02/0

02/0

0

SE

  

N: تعداد نمونه، Na تعداد الل، Ne تعداد الل مؤثر، I شاخص شانن، He هتروزیگوستی مورد انتظار

 

 

فاصلۀ ژنتیکی و شباهت ژنتیکی بین جمعیت‌‌ها براساس شاخص Nei نشان داد بیشترین فاصلۀ ژنتیکی بین جمعیت چابهار و بوشهر به میزان 146/0 وجود دارد و کمترین فاصلۀ ژنتیکی بین هندیجان و بوشهر (045/0) مشاهده شد (جدول 3).

 

 

 

 

 

جدول 3- ماتریس شباهت و اختلاف ژنتیکی بین 6 جمعیت ماهی سوکلا (مثلث بالا شباهت و مثلث پایین فاصلۀ ژنتیکی). خط تفکیک‌‌کننده تیره شده است.

چابهار

جاسک

دیر

بوشهر

هندیجان

  

870/0

890/0

920/0

956/0

 

هندیجان

864/0

882/0

918/0

 

045/0

بوشهر

901/0

925/0

 

095/0

053/0

دیر

972/0

 

078/0

126/0

117/0

جاسک

 

026/0

104/0

146/0

139/0

چابهار

 

 

 

نتایج اولیه نشان داد بیشتر سهم تنوع ژنتیکی مربوط به تنوع درون گونه است. آنالیز واریانس نشان داد درمجموع سهم تنوع درون جمعیتی از تنوع بین جمعیت‌‌ها بیشتر است. تنوع درون جمعیت‌‌ها 83 درصد و اختلاف بین گروهها 14 درصد بود؛ همچنین سهم اختلاف بین جمعیت‌‌های درون هر گروه 4 درصد محاسبه شد (جدول 4).

 

 

جدول 4- آنالیز واریانس مولکولی برای 80 نمونه، 5 منطقۀ نمونه‌‌برداری جمعیت و دو گروه در جمعیت‌‌های ماهی سوکلا با روش AFLP.

Source

df

SS

Est. Var.

%

Among Regions

1

5/384

69/7

14

Among Pops

4

5/71

04/2

4

Within Pops

74

9/45

9/45

82

 

 

شاخص جفتی Fst بین جمعیت‌‌های مختلف ماهی سوکلا نشان داد اختلاف معنی‌‌داری بین جمعیت جاسک و چابهار با جمعیت‌‌های داخل خلیج فارس وجود دارد (p<0.01)؛ اما اختلاف معنی‌‌داری بین جمعیت‌‌های هندیجان، بوشهر و دیر وجود ندارد (p>0.01)؛ همچنین اختلاف معنی‌‌داری بین جمعیت‌‌های چابهار و بندرعباس دیده نشد (p>0.01). شاخص جدایی جمعیت (Fst)، در سطح 99 درصد نشان داد بین نمونه‌‌های خلیج فارس با دریای عمان اختلاف معنی‌‌داری وجود دارد (p<0.01) و جمعیت‌‌های متمایزی هستند (جدول 5).

 

 

 

 

 

جدول 5- شاخص جفتی Fst (داده‌‌های پایین) و حد معنی‌‌داربودن (داده‌‌های بالا) 5 منطقۀ نمونه‌‌برداری در خلیج فارس و دریای عمان براساس داده‌‌های AFLP

چابهار

جاسک

دیر

بوشهر

هندیجان

  

01/0

01/0

042/0

07/0

  

هندیجان

01/0

01/0

04/0

  

051/0

بوشهر

01/0

02/0

  

093/0

075/0

دیر

13/0

  

112/0

164/0

173/0

جاسک
 

024/0

159/0

197/0

209/0

چابهار

 

 

جریان ژنی براساس رابطۀNm = ((1/Fst) – 1) / 4  محاسبه شد (جدول 6). میزان جریان ژنی از کم (94/0) تا متوسط (11) متغیر بود و بیشترین جریان ژنی بین جمعیت‌‌های چابهار و جاسک (38/10) مشاهده شد. کمترین میزان جریان ژنی (26/1) بین جمعیت چابهار و هندیجان وجود داشت؛ همچنین نتایج نشان داد میزان جریان ژنی با میزان فاصلۀ جغرافیایی جفت جمعیت‌‌ها رابطۀ عکس دارد.

 

 

جدول 6- میزانNm  بین جفت مناطق نمونه‌‌بردای ماهی سوکلا در خلیج فارس و دریای عمان

چابهار

جاسک

دیر

بوشهر

هندیجان

  
       

0

هندیجان

 

 

 

 

65/4

بوشهر

 

 

 

4/2

08/3

دیر

 

 

98/1

27/1

17/1

بندرعباس

 

16/10

32/1

02/1

94/0

چابهار

 

 

نمودار دوبعدی تجزیه و تحلیل مؤلفه‌‌های اصلی بیانگر آن است که جمعیت‌‌های جاسک و چابهار در کنار هم و جمعیت‌‌های هندیجان، بوشهر و دیر در گروهی جداگانه قرار می‌‌گیرند (شکل 1) و به‌‌طور کلی نشان‌‌دهندۀ آن است که جمعیت‌‌های دریای عمان و خلیج فارس از یکدیگر متمایز هستند.

 

 

شکل 1- رابطۀ ژنتیکی میان 5 گروه مطالعه‌‌شدۀ ماهی سوکلا با استفاده از تجزیه به مؤلفه‌‌های اصلی (مؤلفۀ اول و دوم درمجموع 18 درصد اختلاف ژنتیکی را در بر می‌‌گیرند).

 

 

بحث

با 10 آغازگر به‌‌کاررفته، درمجمــوع 557 بانــد قابــل امتیازدهی در محدودۀ 50 تا 800 جفت باز ایجاد شد. از ایـن تعداد باند، 243 باند چندشکلی نشان داد. میـانگین تعـداد بانـدهـای تکثیـرشـده بـه ازای هـر جفـت آغـازگر 71/41 و میانگین تعداد باندهای چندشکل به ازای هر جفت آغـازگر 3/24 بود. درصد چندشکلی جایگاهها 43 درصد بود. در مقایسه با دیگر ماهیان، ازجمله ماهی Larimichthys polyactis (75 درصد تنوع باندی) (Han et al., 2009)، ماهی Tachypleus tridentate (78 درصد تنوع باندی) (Xu et al., 2011)، ماهی Pleuronectes yokohamae (72 درصد تنوع باندی) (Zhang et al., 2012) و ماهی Perinereis aibuhitensis (79 درصد تنوع باندی) (Liu et al., 2015)، درصد چندشکلی کمتر است؛ اما در مقایسه با ماهیان خلیج فارس مانند ماهی سنگسر (Salari et al., 2013)، ماهی حلوا سیاه (Parastromateus niger) (Sharifi et al., 2012) و ماهی زمین‌‌کن (Platycephalus indicus) (Fekrandish et al., 2015) درصد چندشکلی بیشتری مشاهده می‌‌شود. نتایج نشان داد میزان پلی‌‌مورفیسم در ماهی سوکلا در خلیج فارس نسبت به جمعیت‌‌های این گونه در سایر نقاط دنیا کمتر است که ممکن است ناشی از شرایط اکولوژیکی خلیج فارس، ارتباط محدود با آب‌‌های آزاد، دما و شوری زیاد باشد؛ اگرچه کمی چندشکلی در سایر ماهیان خلیج فارس نیز گزارش شده است.

 

هتروزیگوسیتی و تنوع ژنتیکی

براساس میانگین شاخص‌‌های شانن و تنوع ژنتیکی به‌‌دست‌‌آمده در این پژوهش برای ماهی سوکلا، بیشترین تنوع ژنتیکی (37/0) و شاخص شانن (54/0) در جمعیت چابهار بود و کمترین تنوع ژنتیکی و شاخص شانن در ایستگاه بوشهر (به ترتیب 23/0 و 35/0) به دست آمد. اختلاف معنی‌‌داری بین شاخص‌‌های تنوع در جمعیت‌‌های خلیج فارس و دریای عمان وجود دارد؛ همچنین درصد باند‌های چندشکل در نمونه‌های چابهار 8/89 درصد بود؛ در حالی که در نمونه‌های بوشهر 23/86 درصد محاسبه شد که اختلاف چندانی با هم ندارند (P<0.01). دامنۀ هتروزیگوسیتی و تنوع ژنتیکی در جمعیت‌‌های گونه‌‌های مختلف ماهیان در خلیج فارس متنوع است؛ برای مثال تنوع ژنتیکی ماهی حلوا سیاه 16/0±381/0 (Sharifi et al., 2012) و تنوع ژنتیکی ماهی سنگسر معمولی در منطقۀ بندرعباس 239/0 و در منطقۀ آبادان با مقدار 331/0 گزارش شده است (Salari et al., 2013)؛ همچنین در بررسی دیگری در ماهی زمین‌‌کن دم‌‌نواری با نشانگر AFLP توسط Fekrandish و همکاران (2015)، جمعیت بحرکان و بندرعباس در مقایسه با 4 جمعیت دیگر در خلیج فارس (خورموسی، شیف، مطاف و چارک) تنوع هتروزیگوسیتی و میزان پلی‌‌مورفیسم کمتری را نشان داد. در ماهی شوریده، تنوع ژنتیکی در حد 33/0 گزارش شده است (Ghasemi et al., 2018). میزان تنوع ژنتیکی به‌‌دست‌‌آمده برای ماهی سوکلا در حد متوسط است؛ این مقدار برای مارکرهای غالب در حد نرمال است؛ همچنین در مقایسه با سایر گونه‌‌های ماهی تاکنون گزارش‌‌شده در خلیج فارس، بیشتر است. میزان تنوع ژنتیکی در جمعیت‌‌های داخل خلیج فارس کمتر از جمعیت‌‌های دریای عمان است. مطالعۀ Rezvani و همکاران (2009) نیز تأییدکنندۀ این نتایج است.

در مطالعۀ Rezvani و همکاران (2009) بیشترین مقدار هتروزیگوسیتی در نمونه‌‌های ناحیۀ هرمزگان مناطق بندرعباس و لنگه دیده شد که نشانۀ مناسب‌‌بودن ساختار جمعیت در این ناحیه نسبت به جمعیت‌‌های سایر نواحی نمونه‌‌برداری است و ایشان دلیل زیادبودن تنوع در این ناحیه را به فرصت بیشتر برای تکثیر طبیعی، بهره‌‌برداری بهینه از منابع شیلاتی و تخریب‌‌نشدن زیستگاههای طبیعی نسبت دادند. کمترین مقدار هتروزیگوسیتی در نمونه‌‌های مناطق بریس چابهار و بندر دیر دیده شد که علت آن در بریس چابهار بهره‌‌برداری‌‌نشدن بهینه از منابع شیلاتی و در بندر دیر تخریب زیستگاههای طبیعی ناشی از توسعۀ پارس جنوبی و تأسیسات عسلویه است. نتایج ما تنوع ژنتیکی در منطقۀ چابهار را همانند بندرعباس نشان داد. دریای عمان به‌‌دلیل مهاجرت و ارتباط با جمعیت‌‌های دیگر در کرانه‌‌های هند دارای تنوع خوبی است؛ همچنین جمعیت مناطق جاسک به‌‌دلیل شرایط اکولوژیک مناسب در این منطقه و ارتباط با جمعیت‌‌های دریای عمان تنوع زیادی دارد. جمعیت‌‌های درون خلیج فارس ماهی سوکلا همانند سایر گونه‌‌های ماهیان به‌‌دلیل شرایط بسته‌‌بودن و ارتباط کمتر با جمعیت‌‌های دیگر دارای تنوع کمتری است که در مطالعۀ Rezvani و همکاران (2009) در منطقۀ بوشهر و دیر نیز نتایج مشابهی به دست آمده است.

 

ساختار جمعیت ماهی سوکلا در خلیج فارس و دریای عمان

ماتریکس فاصلۀ ژنتیکی بین جمعیت‌‌ها برمبنای معیار ژنتیکی ضریب Nei (1987) نشان داد بیشترین فاصلۀ ژنتیکی بین ماهیان دیر و چابهار وجود دارد و کمترین فاصلۀ ژنتیکی بین ماهیان هندیجان و بوشهر است که با فاصلۀ جغرافیایی زیاد میان آنها و وجود جریان ژنی کم مطابقت دارد. آنالیز واریانس مولکولی (AMOVA) اختلاف بین 5 جمعیت را 18 درصد و اختلاف درون جمعیتی را 82 درصد نشان داد. اختلاف درون جمعیتی ممکن است به‌‌دلیل تفاوت ژنتیکی بین افراد باشد. در الگوی کلی ساختار ژنتیک جمعیت، اختلاف ژنتیکی درون جمعیتی در ماهیان دریایی بیشتر از اختلاف ژنتیکی بین جمعیت‌‌هاست که همان‌‌گونه که بیان شد ممکن است ناشی از موانع اقیانوسی یا اکولوژیکی باشد که باعث جلوگیری از پراکندگی می‌‌شود (Lin et al., 2009; Qian et al., 2011). جریان ژنی بین جمعیت‌‌های بررسی‌‌شده از مقادیر کم (94/0) تا زیاد (6/10) متغیر بود. جمعیت‌‌های دارای فاصلۀ جغرافیایی کم، جریان ژنی زیادی دارند؛ بر این اساس بیشترین جریان ژنی بین جمعیت بندرعباس و چابهار وجود داشت و کمترین میزان جریان ژنی بین جمعیت هندیجان و چابهار بود و در پژوهش حاضر 94/0 محاسبه شد. براساس گزارشLiu  و همکاران (2007) هرگاه Nm>1 باشد، جریان ژنی اصلی‌‌ترین عامل در کمی تمایز ژنتیکی است و هرگاه Nm<1 باشد، رانش ژنی عامل اصلی ایجاد تمایز ژنتیکی می‌‌شود. میزان جریان ژنی در پژوهش فعلی هرچند در حد زیادی نیست، همین مقدار هم نشان‌‌دهندۀ این است که مقدار متوسط مهاجرت مؤثر بین جمعیت‌‌ها وجود دارد. این جریان ژنی ممکن است ناشی از مهاجرت ماهی سوکلای بالغ یا ازطریق تخم و لاروپلاژیک باشد (Smith-Vaniz, 1984).

فاکتور Fst توصیف‌‌کنندۀ تمایز جمعیت‌‌ها در سطوح مختلف ساختار ژنتیکی است. میزان Fst از 024/0 تا 21/0 محاسبه شد. در بررسی حاضر، کمترین مقدار Fst بین جمعیت بوشهر و هندیجان (024/0) و بیشترین مقدار Fst بین جمعیت چابهار و هندیجان (21/0) محاسبه شد. نتایج نشان‌‌دهندۀ تمایز ژنتیکی بین جمعیت بوشهر، هندیجان و دیر با جمعیت‌‌های جاسک و چابهار است؛ اما اختلاف معنی‌‌داری بین جمعیت‌‌های داخل خلیج فارس مشاهده نشد. این نتایج با داده‌‌های فاصلۀ ژنتیکی نیز مطابقت دارد. این مسئله ممکن است ناشی از مهاجرت جمعیت‌‌های این گونه بین مناطق مطالعه‌‌شده باشد. در مطالعۀ Divya و همکاران (2019) اگرچه بعضی از جمعیت‌‌ها مجزا هستند، میزان شاخص Fst در بین جمعیت‌‌ها در سطح کمی گزارش و مهاجرت زیاد بین جمعیت‌‌ها دلیل کم‌‌بودن میزان تمایز بیان شده است. در مطالعۀ Rezvani و همکاران (2009) میزان Rst بین بوشهر با کلیۀ مناطق به غیر از منطقۀ دیر اختلاف معنی‌‌داری را نشان می‌‌دهد و جمعیت ماهی سوکلای منطقۀ بندرعباس نیز با چابهار و بوشهر اختلاف معنی‌‌داری دارد. براساس نتایج سه جمعیت بوشهر، جاسک و چابهار، ماهیان دریایی به‌‌طور معمول سطح کمی از اختلاف ژنتیکی را به‌‌دلیل پتانسیل پراکنش تخم و لاروپلانکتونی (مرحلۀ بلوغ به همراه وجودنداشتن سدهای فیزیکی برای پراکنش بین مناطق هم‌‌جوار) نشان می‌‌دهند (Ye et al., 2010; Divya et al., 2019). جمعیت‌‌های متفاوت از ماهیان در خلیج فارس نسبت به دریای عمان در گونه‌‌های دیگر گزارش شده است (Ghanbarifardi et al., 2018)؛ اما در جمعیت‌‌های ماهیان با قابلیت مهاجرت زیاد مانند ماهی شیر (Scomberomorus commerson)، تفاوتی ازنظر جمعیت‌‌ها در خلیج فارس و دریای عمان گزارش نشده است (Mansourkiaei et al., 2016). نتایج PCoA نشان داد جمعیت‌‌های هندیجان، دیر و بوشهر در کنار هم و بندرعباس و چابهار در گروهی جداگانه قرار می‌‌گیرند؛ بنابراین براساس شاخصه‌‌های ژنتیکی گفته می‌‌شود که ماهی سوکلا در آب‌‌های خلیج فارس و دریای عمان دارای جمعیت‌‌های مجزا است و به نظر می‌‌رسد جریان ژنی بین جمعیت‌‌ها متأثر از فاصلۀ جغرافیایی، تمایز جمعیت‌‌ها را افزایش دهد.

نتایج پژوهش حاضر نشان داد آنالیز ژنتیکی براساس تکنیک مولکولی AFLP روشی مناسب برای بررسی روابط ساختار جمعیت‌‌های ماهی سوکلا در خلیج فارس و دریای عمان است. براساس نتایج حاصل گفته می‌‌شود که جمعیت‌‌های داخل خلیج فارس از جمعیت‌‌های بندرعباس و چابهار متفاوت است و دلیل وجود جمعیت در خلیج فارس برای گونه‌‌ای بزرگ و پلاژیک ممکن است به‌‌دلیل شرایط خاص خلیج فارس باشد.

 

 

مراجع

Benetti, D. D., Alarcon, J. F., & Stevens, O. M. (2003). Advances in hatchery and grow-out technology of marine finfish candidate species for offshore aquaculture in the Caribbean. Proceedings of the Gulf and Caribbean Fisheries Institute, 54: 473-487.

Benetti, D. D., Suarez, J., Camperio, J., Hoenig, R. H., Tudela, C. E., Daugherty, Z., & Stieglitz, J. D. (2021). A review on Cobia Rachycentron canadum aquaculture. Journal of the World Aquaculture Society. 10.1111/jwas. 12810

DeWoody, J. A. and Avise, J. C. (2000). Microsatellite variation in marine, freshwater, and anadromous fishes compared to other animals. Journal of Fish Biology, 56:461-473.

Divya, P. R., Linu, J., Mohitha, C., Kathirvelpandian, A., Manoj, P., Basheer, V. S., & Gopalakrishnan, A. (2019). Deciphering demographic history and fine-scale population structure of cobia, Rachycentron canadum (Pisces: Rachycentridae), using microsatellite and mitochondrial markers. Marine Biodiversity, 49(1), pp. 381-393.

Excoffier, L. & Lischer, H. E. L. (2010). Arlequin suite ver. 3.5: A new series of programs to perform
population genetics analyses under Linux and Windows. Molecular Ecology Resources, 10: 564-567.

Fekrandish, H., Hosseini, S. J., Kamali, A., & Soltani, M. (2015). Assessing genetic diversity of populations of bartail flathead (Platycephalus indicus Linnaeus, 1758) in the Northern part of the Persian Gulf using AFLP markers. Iranian Journal of Fisheries Sciences, 14(4), 924-936.

Ghanbarifardi, M., Aliabadian, M., & Esmaeili, H. R. (2018). Phylogeography of Walton’s Mudskipper, Periophthalmus waltoni Koumans (1941) (Perciformes: Gobiidae), from the Persian Gulf and Gulf of Oman. Zoology in the Middle East, 64:3, pp. 207-218.

Ghasemi, S. and Hosseini, S. (2018). Population genetic structure of Otolithes ruber in the Persain Gulf (Iranian coastal waters). Journal of Animal Environment, 10(2), 135-142.

Liu, F., Shi, H. Z., Guo, Q. S., Lv, F., Yu, Y. B., Lv, L. L., & Zhang, M. M. (2015). Analysis of the genetic diversity and population structure of Perinereis aibuhitensis in China using TRAP and AFLP markers. Biochemical Systematics and Ecology, 59, 194-203.

Liu, L., Liu, C. W., & Liang, N. A. (2008). Genetic analysis of population of cobia, Rachycentron canadum, around Zhanjiang waters of South China Sea with microsatellite markers. Journal of Tropical Oceanography, 27(6), 57-61.

Loka, J., Philipose, K. K., Vaidya, N. G., Sonali, S. M., & Dube, P. (2016). Variations in the growth rates of cage-cultured Asian seabass (Lates calcarifer) (Bloch, 1790) and cobia Rachycentron canadum (Linnaeus, 1766) in relation to environmental quality of marine farm at Karwar, India. Indian Journal of Fisheries, 61(3), 140-145.

Mansourkiaei, A., Mostafavi, P. G., Fatemi, S. M. R., Kaymaram, F., & Nazemi, A. (2016). Phylogenetic relationships of Scomberomorus commerson using sequence analysis of the mtDNA D-loop region in the Persian Gulf, Oman Sea and Arabian Sea. International Aquatic Research, 8(2), 137-148.

Mirimin, L. and Roodt-Wilding, R. (2015). Testing and validating a modified CTAB DNA extraction method to enable molecular parentage analysis of fertilized eggs and larvae of an emerging South African aquaculture species, the dusky kob, Argyrosomus japonicus. Journal of Fish Biology, 86(3), pp. 1218-1223

Nei, M.) 1972(. Genetic distance between populations. American National Biology, 106, 283e292.

Peakall, R. and Smouse P. E. (2012) GenAlEx 6.5: genetic analysis in Excel: Population genetic software for teaching and research (an update). Bioinformatics, 28, 2537-2539.

Pourkazemi, M. (1996). Molecular and biochemical genetic analysis of sturgeon stocks from the South
Caspian Sea. Ph.D. Thesis, University of Wales, Swansea.

Pruett, C. L., Saillant, E., Renshaw, M. A., Patton, J. C., REXROAD III, C. E., & Gold, J. R. (2005). Microsatellite DNA markers for population genetic studies and parentage assignment in Cobia, Rachycentron canadum. Molecular Ecology Notes, 5(1), 84-86.

Xu, Q., Chen, F., Shin, P. K., Cheung, S. G., Chen, Y., & Ke, C. (2011). AFLP analysis of genetic variation among three natural populations of horseshoe crab, Tachypleus tridentatus, along Chinese coast. Chinese Journal of Oceanology and limnology, 29(2), 284-289.

Renshaw, M. A., Pruett, C. L., Saillant, E., Patton, J. C., Rexroad III, C. E., & Gold, J. R. (2005). Microsatellite markers for Cobia, Rachycentron canadum. Gulf of Mexico science, 23(2), 11.

Rohlf, F. J. (2000). NTSYS-pc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, Version 2.2. Exeter Software. Setauket, New York.

Salari Aliabadi,  M. A. and Rastgoo A.( 2013). Study of population structure of the Javelin Grunter, Pomadasys kaakan (Cuvier, 1830) using AFLP molecular markers in the Persian Gulf. JFST, 1(1), 27-37. URL:  http://jfst. modares.ac.ir/ article-6-7336-fa.html

Rezvani, S., Salari, M., Savari, A., Zolgharnein, H., &  Nabavi, M. (2009). Investigation on genetic structure of Cobia (rachycentron canadum) using microsatellite markers. Iranian Scientific Fisheries Journal, 18(3), 67-78. doi: 10.22092/isfj.2009.115494

Shaffer, R. V. and Nakamura, E. L. (1989). Synopsis of biological data on Cobia Rachycentron canadum (Pisces: Rachycentridae). National Marine Fisheries Service, Seattle, 21.

Sharifi, M., Sourinejad, I., Hoseyni, S. J., Qasemi, S. A., & Faghih, A. (2012). Genetic diversity of Black Pomfret (Parastromateus niger) in Iranian coasts of the Persian Gulf using AFLP molecular marker. Journal of Aquatic Ecology, 2(2), 81-68.

Smith-Vaniz, W. F. (1984). Carangidae: relationships. Ontogeny and Systematics of Fishes, 1, 640-70.

Tala, M., Azad, M., Lalooei, F., Tamadoni Jahromi, S., & Taghavi, M. J. (2016). Molecular investigation of population of Rachycentron Canadum species in the northern part of the Persian Gulf and Oman Sea based on NADH dehydrogenase (ND2) gene. NCMBJ, 6 (21), 49-57.

Tala, M., Kazemi Damane, B., Laloie, F., Soltani, M., Azad, M., & Koochaki, A. (2011). Investigation on polymorphism of mitochondrial genome in Cobia fish, Rachycentron canadum, in the northern waters of the Persian Gulf and Oman Sea. Pejouhandeh, 16(5), 246-51.

Vos, P., Hogers, R., Bleeker, M., Reijans, M., van de Lee, T., Hornes, M., & Zabeau, M. (1995). A new technique for DNA fingerprinting. Nucleic acids research, 23(21), 4407-4414.

Xu, Q., Chen, F., Shin, P. K. S., Cheung, S. G., Chen, Y., & Ke, C. (2011). AFLP analysis of genetic variation among three natural populations of horseshoe crab, Tachypleus tridentatus, along Chinese coast. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 29(2), 284-289.

Rezvani, S., Salari, M., Savari, A., Zolgharnein, H., & Nabavi, M. (2009). Investigation on the genetic structure of Cobia (rachycentron canadum) using microsatellite markers. Iranian Scientific Fisheries Journal, 18(3), 67-78. doi: 10.22092/isfj.2009.115494.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,119
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 649


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب