بررسی تنوع گونه ای گیاه آبزی Ceratophyllum L. در ایران با صفات ریخت‌شناسی و نشانگرهای مولکولی ISSR و SRAP

مقدمه.

تاکسونومی گیاهی به عنوان علم شناسایی، نام‌گذاری و طبقه‌بندی گیاهان شناخته شده است. از آنجایی که شناسایی و نام‌گذاری شرط مهم در طبقه‌بندی است، تاکسونومی به عنوان علم طبقه بندی شامل پایه‌ها، اصول، قوانین و روش کار است (Wilkins, 2009). گیاهان آبزی (ماکروفیت‌ها) اجزای مهم اکوسیستم‌های آب شیرین هستند که بر عملکرد و خدمات متنوع اکوسیستم اثر می‌گذارند. گیاهان آبزی در امتداد لبه دریاچه رشد می‌کنند و به عنوان یک جزء محافظ و هم به عنوان جزء تغذیه کننده اکوسیستم برای دریاچه‌های سالم هستند. جامعه گیاهان آبزی یک زیستگاه و مهد حیاتی برای ماهی­ها، منبع اکسیژن برای همه موجودات، پناهگاهی برای طعمه‌ها و همچنین منطقه‌ای برای جستجوی شکارچیان، حائلی در برابر فرسایش و تعلیق رسوب از امواج و ورودی­های ساحلی است و می‌تواند به طور قابل توجهی به بهره وری اولیه دریاچه کمک کند (Carr et al., 1997). خانواده Ceratophyllaceae که به نام شاخ علفی یا چنگال آبی معروف است دارای یک جنس به نام Ceratophyllum است (APGIV, 2016) . این جنس دارای 2 تا 30 گونه است که پراکنش جهانی دارند. از این گیاه در ایران گونه‌های Ceratophyllum demersum L. و Ceratophyllum submersum L. در مرداب انزلی و برخی دیگر از آبگیرهای شمالی و جنوبی کشور به وفور یافت می‌شود (Ghasemi et al., 2016). گیاه آبزی چند ساله که به طور گسترده در زیستگاه‌های آب شیرین سراسر جهان توزیع شده‌اند. در پائیز این گیاهان در آب غوطه ور می شوند تا از خود در برابر دمای پائین محافظت کنند، حدود 3 متر و دارای ساقه تانن‌دار، دارای یک رشته آوندی منفرد با مجرای هوایی مرکزی که توسط سلول‌های کشیده حاوی نشاسته احاطه شده است؛ برگ‌ها چرخه‌ای، ساده، غالباً دوشاخه و منقسم و رشته ای، کامل تا دندانه اره‌ای فاقد روزنه و گوشواره هستند. گل‌آذین متشکل از گل‌های منفرد جانبی، گل‌ها تک جنس، شعاعی، با یک چرخه 7 تا تعداد زیادی برگه (احتمالاً تپال‌ها). پرچم‌ها ۱۰ عدد تا تعداد زیاد، جدا، میله‌ها به طور آشکار از بساک متمایز نیستند. دانه گرده فاقد شیار، با اگزین تحلیل رفته و لوله گرده منشعب و برچه 1 عدد و تخمدان فوقانی است، کلاله دراز و به یک سمت خامه پهن شده است. میوه فندقه و در بعضی گونه‌ها دارای خار است. گل‌های نر سفید رنگ و گل­های ماده به رنگ سبز است (Dinarvand et al., 2022). بر اساس پژوهش‌های صورت گرفته در ایران روی جنس Ceratophyllum به نظر می‌رسد خصوصیات ریخت‌شناسی به ویژه در ساقه با توجه به حالات حد واسطی که مشاهده شده، تحت تأثیر محیط می‌باشد و برای تفکیک دو گونه باید متکی به بررسی و مشاهده خصوصیات صفات مولکولی بود. تاکنون پژوهش‌های پراکنده‌ای بر روی این جنس انجام شده است. Ghasemi et al. (2016) با استفاده از نشانگر مولکولی SRAP نشان دادند تنوع بین جمعیت‌ها به دلیل جریان ژنی (بر اثر مهاجرت پرندگان یا تکثیر به روش غیر جنسی) کم است و تنوع درون جمعیتی بیشتر از بین جمعیتی است و این نشانگر توانسته گونه‌های این جنس را از هم تفکیک کند. در پژوهش دیگری مشخص شد Ceratophyllum demersum توانایی زیادی برای جذب و تخریب زیستی در حذف رنگ دارد (Eftekhari et al., 2020). همچنین نتایج به دست آمده از پژوهش دیگری بیانگر قابلیت بالای سراتوفیلوم اصلاح شده با ترکیبات دیگر، به عنوان یک جاذب زیستی مطلوب برای حذف کادمیوم از محیط آبی است (Szalontai et al., 2018). در بررسی دیگری که با عنوان بیوسنتز نانو ذرات نقره زیست فعال از گیاه آبزی انجام شده (Aghajani, 2016)، یک روش تولید نانو ذرات، استفاده از روش­های بیولوژیک است که به تازگی استفاده از عصاره گیاهان برای تهیه ذرات فلزی مطرح شده است. نتایج حاصل از تشکیل نانو ذرات نقره بیوسنتزی از عصاره آبی گیاه C. demdrsum حکایت دارد، با وجود این با تغییر رنگ واضح و انجام طیف­گیری­های متعدد نتایج بر سنتز نانو ذرات نقره تأکید داشتند. تست سمیّت سلولی نشان داد که با افزایش زمان مجاورت نانو ذرات بیوسنتزی و نیز افزایش غلظت نانو ذرات شاهد افزایش میزان اثرگذاری بر سل‌لاین های مختلف بودند. در بررسی دیگری که بر روی قابلیت تصفیه Ceratophyllum demersum جمع آوری شده از رودخانه سیاه درویشان در سیستم مداربسته با فیلتر مصنوعی انجام شد (Asadi & Imanpour, 2014)، شاخص‌های رشد و بقا برای موجودات آن محیط، هنگام استفاده از فیلتر زیستی به همراه گیاه سراتوفیلوم عملکرد خوبی را نسبت به سایر تیمارها نشان داد و از این ترکیب می‌توان به‌عنوان تصفیه‌کننده زیستی استفاده کرد.

وجود تنوع ژنتیکی و تعیین روابط ژنتیکی مواد گیاهی از نظر انتخاب ترکیب والدینی مناسب برای تولید جمعیت های مناسب، طراحی برنامه های اصلاحی موثر، پاسخ به گزینش طولانی مدت و کاهش آسیب­پذیری ژنتیکی حائز اهمیت می‌باشد (Troyer et al., 1998). بررسی روابط ژنتیکی، پیش نیازی برای اصلاح گیاهان زراعی و هم­چنین پیش نیازی برای حفظ و نگهداری منابع ژنتیکی است. تفاوت بین افراد ناشی از تفاوت در توالی DNAکروموزوم های آنها است. از این تفاوت­ها می­توان به عنوان یک نشانه یا نشانگر ژنتیکی استفاده کرد (Moshtaghi et al., 2013). 

در میان تکنیک‌های انگشت نگاری DNA، نشانگر ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) به وسیله واکنش زنجیره‌ای پلیمراز در حضور یک آغازگر مکمل با توالی موتیف ریز ماهواره­ها در ژنوم تکثیر می‌شود. این نشانگر قابلیت تکثیر بین جایگاه‌های ریز ماهواره را داشته و به اطلاعات قبلی از ژنوم مورد نظر نیاز ندارد. این یک روش سریع، کم هزینه و مطمئن برای ارزیابی تنوع ژنتیکی و نشان دادن روابط خویشاوندی می‌باشد (Wang et al., 2008).

نشانگرSRAP قابلیت تشخیص میزان بالایی از پلی مورفیسم را بین گونه‌ها دارد (Robarts & Wolfe, 2014). در تکنیک استفاده از این نشانگر توالی کددهنده ژنوم توسط دو آغازگر توسعه دهنده با توالی دلخواه که طول آنها 17 تا 21 نوکلئوتید باشد، مورد هدف قرار می‌گیرند که به خصوص برای تقویت و توسعه ORFها (Open Reading Frame) به کار می‌رود. در مولکول‌های ژنتیکی، ORF ها بخشی از قالب خوانش هستند که قابلیت ترجمه شدن را دارند. برای 5 چرخه اول PCR دمای اتصال 35 درجه و برای 35 چرخه بعدی دما روی 50 درجه تنظیم می‌شود (Agarwal et al., 2008).

در ایران پژوهش‌های مختلفی در ارتباط با بررسی تنوع گونه ای گیاهان با نشانگرهای ریخت‌شناسی و نشانگر مولکولی انجام شده است.et Mofid Bojnoordi et al. (2022) در بررسی تنوعات ریخت‌شناسی و مولکولی Lactuca undulata Ledeb. با استفاده از صفات ریخت شناسی و نشانگر مولکولی ISSR، تنوع ریخت شناسی بالایی را گزارش نمودند و در مطالعه آنها تنوع ژنتیکی درون جمعیتی بیشتر از تنوع ژنتیکی بین جمعیتی بود. Atapour et al. (2022) در بررسی تنوع ژنتیکی Prunus avium L. بر اساس صفات ریخت شناسی جمعیت های این گونه را به دو گروه تقسیم کردند، ولی با استفاده از آنالیزهای حاصل از نشانگر مولکولی SCoT، جمعیت های این گونه را به 8 گروه تفکیک کردند. Khodadoost et al. (2017) در بررسی تنوع ژنتیکی Malus Orientalis Uglitz. تنوع ژنتیکی درون جمعیتی قابل ملاحظه ای را گزارش نمودند. Zare Rashnoodi et al. (2017) خویشاوندی ژنتیکی زیادی را در بین ژنوتیپ های گردو در غرب ایران با استفاده از نشانگر مولکولی RAPD، گزارش کردند. Latifi et al. (2018) در بررسی تنوع ژنتیکی جمعیت‌های Cordia myxa L. تنوع ژنتیکی درون جمعیتی بالاتری را نشان دادند.

با توجه به اینکه در گیاه Ceratophyllum، تفکیک گونه‌‌ها و تشخیص آنها توسط ویژگی‌های ظاهری حد واسط و نزدیک به هم صورت می‌گیرد، مطالعه تنوع ژنتیکی جمعیت‌های مختلف این گونه در ایران با استفاده از نشانگرهای مولکولی ضروری به نظر می‌رسد. همچنین با توجه به خشکسالی‌های اخیر در کشور و تخریب بسیاری از زیستگاه‌های آبی، مطالعه این گیاه آبزی می‌تواند در این زمینه دانش مفیدی را برای حفاظت محیط زیست کشور ارائه نماید. بنابراین در این مطالعه بعضی از صفات مهم ریخت‌شناسی نمونه‌ها، روابط گونه‌های این جنس و همچنین تنوع ژنتیکی آنها با استفاده از نشانگرهای مولکولی بررسی شده است.

مواد و روش‌ها

در پژوهش حاضر، تعداد50 پایه و 29 جمعیت از دو گونه C. submersum و C. demersum از نمونه‌های موجود در هرباریوم دانشگاه اصفهان (HUI) و نمونه های گیاهی که از تالاب‌ها و رودخانه‌های مختلف جمع‌آوری شد (جدول 1)، مورد بررسی قرار گرفت. صفات ظاهری نمونه­ها با استفاده از دستگاه استریومیکروسکوپ و کاغذ میلی‌متری مورد بررسی قرار گرفت. سپس استخراج DNA ژنومی از 50 پایه از 29 جمعیت گیاه آبزی مورد مطالعه، از روش تغییریافته CTAB (Cetyltrimethylamonium bromide) استفاده شد (Abbasi & Afsharzadeh, 2016).

جدول 1- مشخصات نمونه‌های مورد مطالعه

Table 1- Characteristics of the studied samples

واکنش زنجیره‌ای پلیمراز برای نشانگرهای ISSR و SRAP.

در ابتدا برای استفاده از نشانگر مولکولی ISSR (Blair et al., 1999)، در واکنش زنجیره‌ای پلیمراز، گرادیان دمایی برای 6 آغازگر انجام شد و پس از بررسی محصولات، تعداد 6 آغازگر به تنهایی و یک جفت آغازگر (808 ISSR و 811 ISSR) که در محصول PCR، باندهای واضح و قابل شمارشی را تولید کرده بودند، انتخاب شدند. برای استفاده از نشانگر SRAP، تعداد 3 آغازگر (Li et al., 2015) که باندهای واضح­تری ایجاد کرده بودند، انتخاب شدند. توالی آغازگرهای استفاده شده به همراه دمای مناسب هرکدام و برنامه مورد استفاده برای PCR نشانگرها، در جدول 2 نشان داده شدند. برای هر دو نشانگر، هر میکروتیوب PCR در حجم نهایی 25 میکرولیتر تهیه شد و در جدول 3 مقدار مواد شرح داده شده است.

جدول 2- ویژگی‌های آغازگرهای ISSR و SRAP استفاده شده

Table 2- Characteristics of used ISSR and SRAP primers

جدول 3- مواد مورد نیاز برای انجام PCR

Table 3- Materials needed to perform PCR

برای بررسی محصول PCR از ژل 2 درصد آگارز استفاده شد. برای مقایسه اندازه قطعات روی ژل از خط کش ژنی (Ladder) 100 جفت نوکلئوتیدی استفاده شد. برای انجام الکتروفورز، ولتاژ دستگاه 80 ولت و زمان 60 الی 90 دقیقه تعیین شد.

برای آنالیز داده‌ها وتحلیل آماری جمعیت‌ها، باند‌های ایجاد شده با نشانگر 100 جفت نوکلئوتیدی مقایسه و اندازه‌گیری شدند و افراد براساس حضور باند (1) و عدم حضور باند (0) نمره‌دهی شدند. با نرم‌افزار NTSYSpc (version 2.1; Rohlf, 1998) و ضریب تشابه Jaccard و Nei آنالیز خوشه‌ای انجام شد و دو دندروگرام به‌ دست آمد. از نرم‌افزار GenAlex (version 6.5, Peakall and Smouse, 2006) برای انجام آنالیز مؤلفه اصلی و به دست آوردن شاخصه‌های تنوع ژنتیکی و از نرم‌افزار STRUCTURE  (Earl & VonHoldt, 2012) برای بررسی ساختار ژنتیکی جمعیت ها استفاده شد.

نتایج و بحثو

پژوهش‌های ریخت‌شناسی این گیاه به این شرح است که دارای وضعیت رویشی چند ساله علفی می‌باشد و ساقه این گیاهان دارای گره و میان‌گره متعدد می‌‌باشد و ساقه بیشتر در 3/1 فوقانی منشعب می‌شود. ارتفاع گیاه بین گونه‌ها متفاوت است که تحت تأثیر عواملی مانند سن گیاه و شرایط محیطی است و تقریباً 9 تا 50 سانتی‌متر است. در بررسی‌های انجام شده سطح ساقه صاف و بدون کرک است، سطح برگ هر دو گونه فاقد کرک و موم است. تقسیمات برگ بسته به نوع گونه دارای دو یا چند تقسیم دیکوتومی‌اند. در گونه C. demersum دارای 1 یا 2 بار تقسیم و در گونه submersum C. دارای 3 یا 4 بار تقسیم دیکوتومی‌اند. شکل برگ نازک، دراز، نوک تیز و چنگال مانند می‌باشد که به صورت رشته‌ای یا خطی هستند. در شکل های 1 و 2 تصویرهای این گیاه آورده شده است.

شکل 1- تصویر آرایش چرخه ای برگ ها و گره در ساقه

Figure 1- Picture of the cyclic arrangement of leaves and nodes in the stem

شکل 2- تصویر نمونه هرباریومی گیاه Ceratophyllum

Figure 2- Herbarium specimen image of Ceratophyllum

در پژوهش‌های انجام شده در این تحقیق در حوزه اکوسیستم‌های آبی ایران دو گونه برای جنسCeratophyllum  یافت شد. گونه‌های این جنس شباهت‌های ریخت شناسی زیادی با برخی گونه­های Myriophyllum L. دارند. همان طور که در کتاب فلور ایران آمده است دو گونه این گیاه شبیه به یکدیگر هستند با این تفاوت که گونه C. submersum دارای برگ‌های ظریف‌تر و اغلب با بیش از سه شاخه، در انتها اغلب با بیش از 4 بریدگی با دندانه‌های پراکنده و فندقه‌ها بدون زائده خاری است (Dinarvand et al., 2022). در این تحقیق از گیاهان موجود در هرباریوم و نیز تعدادی گیاه جمع آوری شده استفاده شد، اما همه نمونه­ها دارای میوه نبودند که بتوان از این صفت برای تشخیص گونه­ها استفاده کرد، البته در بررسی شکل و تعداد انشعاب برگ ها هم به دلیل ظریف بودن گیاه احتمال خطا وجود دارد. بنابراین تعداد انشعابات برگ صفتی با ارزش برای تفکیک گونه های Ceratophyllum می‌باشد.

برای پژوهش مولکولی و بررسی تنوع در گیاه Ceratophyllum از نشانگر مولکولی ISSR وSRAP برای 29 جمعیت مورد مطالعه که شامل 50 فرد هست، استفاده شد. درصد پلی مورفیسم برای تمامی آغازگرها، 100% بود.

جدول 8 اطلاعات مرتبط با شاخص‌های تنوع در جمعیت‌های مورد مطالعه را نشان می‌دهد. N بیانگر اندازه جمعیت، Na تعداد آلل‌های جمعیت، Ne تعداد آلل های موثر جمعیت، I شاخص تنوع شانون، He هتروزیگوسیتی مورد انتظار (شاخص نی) و P درصد پلی‌مورفیسم ژن‌های جمعیت‌های مورد مطالعه را نشان می دهد.

جدول 8- شاخص‌های تنوع ژنتیکی برای جمعیت‌های Ceratophyllum

 Table 8- Genetic diversity indices for Ceratophyllum populations

تلفیق داده‌های نشانگرهای ISSR و SRAP

نتایج حاصل از آنالیز خوشه‌ای با استفاده از داده‌های نشانگر‌های ISSR و SRAP در شکل‌های 3 و 4 نشان داده شده است. دندروگرام به روش UPGMA و با ضریب تشابه Jaccard و Nei رسم شده است. در هر دو دندروگرام تقریباً نمونه‌های شمال کشور و منطقه مرکزی کشور (اصفهان) تفکیک شده است اما طبق این دندروگرام‌ها نوعی ارتباط و پیوستگی ژنتیکی بین نمونه­های شمال کشور و مرکز کشور دیده می‌شود.

شکل 3- دندروگرام حاصل از تحلیل داده‌ها با استفاده از ضریب تشابه Jaccard

Figure 3- Dendrogram obtained from data analysis using Jaccard similarity coefficient

با توجه به دندروگرام‌های حاصل از آنالیز خوشه‌ای مشاهده می‌شود که جمعیت‌های مختلف کاملا تفکیک نشدند و در نمونه‌های مورد مطالعه براساس مکان‌های مختلف، تنوع ژنتیکی نشان می‌دهند که می‌توان آن را به دوری و مجاورت جمعیت‌ها تفسیر نمود. در بررسی تنوع ژنتیکی Prunus avium توسط Atapour et al., 2022، تفکیک بعضی از جمعیت ها بیشتر و بعضی نیز به علت تبادل ژنتیکی کمتر بود. ولی به نظر می‌رسد این خزانه‌های ژنی که عمدتاً در شمال کشور (مازندران)، مرکز کشور (اصفهان) و جنوب کشور نوعی جدایی را نشان می‌دهند، اما از سوی دیگر به دلیل ارتباط از طریق رفت و آمد و وسایل و تجهیزات از طریق انسان و نیز از طریق پرندگان آبی نوعی ارتباط و پیوستگی ژنتیکی را نشان می‌دهند. Khodadoost et al. (2017) در مطالعه تنوع ژنتیکی گیاه Malus Orientalis Uglitz. سطح بالایی از تبادل ژنتیکی بین جمعیت­های سیب جنگلی شمال ایران را گزارش کردند. در رابطه با گونه‌های C. demersum و C. submersum که در ایران وجود دارند به نظر می‌رسد گونه C. demersum دارای خزانه ژنتیکی وسیع تری در زیستگاه­های آبی کشور است به طوری که در اکثر زیستگاه­ها وجود دارد و گونه C. submersum تنها در منطقه­ای در شمال کشور (ازباران، امیرکلایه و بندر انزلی) در نمونه برداری‌ها مشاهده شده اند. همان طور که در کتاب فلور ایران ذکر شده گونه­ی C. submersum متعلق به مناطق خزری و ایرانی تورانی است و در مناطق تالاب انزلی و تبریز به بستان آباد و دریاچه قوری گل دیده شده است (Dinarvand, 2017). بنابراین به نظر می‌رسد C. demersum از لحاظ اکولوژیکی گونه‌ای سازگارتر با عوامل مختلف محیطی مانند ارتفاع آب زیستگاه ها، میزان مواد محلول، وجود گونه‌های رقیب، شرایط دمایی آب و محیط باشد و گونه C. submersum به دلیل فراهم نبودن شرایط مناسب زیست تنها در نیچ های آبی اکولوژیکی محدودی در کشور وجود دارد.

شکل 4- دندروگرام حاصل از تحلیل داده‌ها با استفاده از ضریب تشابه Nei

Figure 4- Dendrogram obtained from data analysis using Nei similarity coefficient

جنس Ceratophyllum با داشتن تولید مثل غیرجنسی و جوانه­های زمختی به نام توریون که در پائیز تولید شده و در ته آب غوطه ورند و در اثر سرمای زمستان از بین خواهند رفت، ولی در بهار به محض گرم شدن آب دوباره سبز شده، با تولید ساقه‌های تازه می‌تواند جمعیت‌ها و یا کلونی‌های توده‌ای زیادی را تولید کند (Lokker et al., 1994). در پژوهش بر اساس نشانگر SRAP، سطوح زیادی از تنوع کلونی و تنوع ژنتیکی را در درون جمعیت‌های این گونه نشان داد و همچنین بیشترین تنوع ژنی در نواحی شمال و مرکز ایران گزارش شد (Ghasemi et al., 2016).

نتایج حاصل از آنالیز مولفه اصلی در شکل 5 نشان داده شده است که این نتایج تقریباً در تطابق با آنالیز خوشه­ای است و نوعی ارتباط و پیوستگی بین افراد را نشان می‌دهد. محدوده سبز رنگ نشان دهنده جمعیت اصفهان، محدوده آبی رنگ نشان دهنده جمعیت‌های شمال کشور و محدوده صورتی، گونه‌های C. submersum شمال کشور را نشان می‌دهد.

شکل 5- دیاگرام حاصل از داده ها برای جمعیت‌های مختلف Ceratophyllum با روش آنالیز مؤلفه اصلی PCoA

Figure 5- Diagram of data for different populations of Ceratophyllum using PCoA principal component analysis method.

تحلیل واریانس مولکولی AMOVA بر اساس تلفیق نشانگر‌های ISSR و SRAP انجام شد. نتایج حاصل از این آنالیز نشان دهنده 52 درصد تنوع ژنتیکی درون جمعیت‌ها و 48 درصد تنوع ژنتیکی بین جمعیت‌ها می‌باشد. شکل 6 بیانگر این است که تنوع درون جمعیتی بیشتر است. در سایر پژوهش‌های مربوط به تنوع ژنتیکی (Khodadoost et al., 2017، Latifi et al., 2018 و Mofid Bojnoordi et al., 2022) نیز تنوع ژنتیکی درون جمعیتی بیشتری نشان داده شده است که این امر نشان‌دهنده تبادل ژنتیکی بالای میان جمعیت‌ها است.

نتایج حاصل از آزمون Mantel حاکی از عدم ارتباط بین فاصله ژنی و فاصله جغرافیایی است (R=0/019 و P=0/320) که با توجه به اینکه در درخت و تحلیل مولفه اصلی شاهد عدم تفکیک زیاد جمعیت‌ها بودیم، منطقی به نظر می‌رسد.

شکل 6- نتایج آنالیز AMOVA برای جمعیت های Ceratophyllum مورد مطالعه

Figure 6- AMOVA analysis results for studied Ceratophyllum populations

تحلیل مولکولی روابط درون گونه­ای Cerarophyllum از طریق آنالیز STRUCTURE در شکل 7 نشان داده شده است که 5 گروه ژنتیکی را نشان داده است و ارتباط بین افراد جمعیت‌های مختلف را بیان می‌کند که خزانه ژنی مشابهی دارند.

شکل 7- نتیجه حاصل از آنالیز STRUCTURE  برای گونه‌های Ceratophyllum مورد مطالعه (نتیجه این تحلیل، نشان‌دهنده تعداد پنج گروه ژنتیکی شامل آبی: گروه 1، سبز: گروه 2، قرمز: گروه 3، زرد: گروه 4، صورتی: گروه 5 برای کل افراد 29 جمعیت است).

Figure 7- The result of the STRUCTURE analysis for the studied species of Ceratophyllum (The result of this analysis shows five genetic groups including blue: group 1, green: group 2, red: group 3, yellow: group 4, pink: group 5 for all individuals of 29 population).

با توجه به اینکه گونه‌های این جنس در شرایط مساعد محیطی بیشتر از طریق جوانه‌ها و قطعات گیاه تکثیر پیدا می‌کنند (Loveless & Hamrick, 1984). بنابراین بدیهی است، پلی‌مورفیسم قابل توجهی در جمعیت‌های گونه‌های این جنس مشاهده نشود. میانگین پلی‌مورفیسم در جمعیت‌های مورد مطالعه 77/16% است.

با توجه به اینکه، Ceratophyllum نسبت به گیاه آبزی Potamogeton L. پیشرفته‌تر است (Byng & Christenhusz, 2018)، سازگاری بیشتری نسبت به شرایط محیطی ایران از خود نشان می‌دهد که این امر تنوع درون جمعیت‌ها را بر خلاف جمعیت‌های Potamogeton (Abbasi et al., 2016) افزایش داده است. همین طور اثبات شده که در شرایط اکولوژیکی سخت و غیر پایدار مثل خشکسالی که به تازگی در ایران زیاد است، تولیدمثل جنسی زیادتر می شود و تنوع درون جمعیت‌ها افزایش نشان دادند. شرح فوق با نتیجه حاصل از آنالیز AMOVA در این مطالعه که نشان دهنده تنوع درون جمعیتی بیشتری نسبت تنوع بین جمعیتی است، تطابق دارد.

نتیجه‌گیری

با توجه به تحلیل‌های انجام شده می‌توان گفت که خزانه ژنی جمعیت Ceratophyllum در ایران تا حدودی مخدوش شده است و بین جمعیت‌های مختلف ارتباط و تشابه ژنی وجود دارد و تنها بعضی از جمعیت‌های شمال کشور یکنواخت‌تر هستند. همان طور که بیان شد عوامل مختلفی می‌تواند در ایجاد چنین شرایطی موثر باشد که تنوع ژنتیکی درون جمعیتی بالایی در جمعیت‌های این مطالعه نشان داده شده است.

سپاسگزاری

بدینوسیله نویسندگان از معاونت محترم پژوهشی دانشگاه اصفهان برای انجام این پژوهش سپاسگزارند