کاربرد ژن‌های میتوکندریایی COX1 و 16S rRNA در تجزیه و تحلیل ژنتیک جمعیت سوسک پوست‌خوار کاج، Orthotomicus erosus
عنوان دوره: بیست و دومین کنگره گیاهپزشکی ایران
نویسندگان
چکیده
یکی از مهم‌ترین سوسک‌های پوست‌خوار درختان کاج در کشور، سوسک پوست‌خوار مدیترانه‌ای کاج با نام علمی (Wollaston, 1857) Orthotomicus erosus می‌باشد. تجزیه و تحلیل دی‌ان‌ای میتوکندریایی، اطلاعات مهمی در مورد تنوع ژنتیکی جمعیت‌های حشرات فراهم می‌کند. به منظور بررسی تنوع ژنتیکی این گونه، جمعیت‌های سوسک پوست‌خوار مدیترانه‌ای کاج طی سال‌های 94-1393 از درختان کاج آلوده به سوسک پوست‌خوار از شهرهای اصفهان، تهران، شیراز، یزد، اردکان، کرمان، رفسنجان، نایین و بیرجند جمع‌آوری و ناحیه 488 جفت بازی ژن COX1 و ناحیه 383 جفت بازی ژن 16S rRNA آن‌ها برای 15 جمعیت از هر ژن تکثیر و توالی‌یابی شد. نتایج درخت فیلوژنی با روش‌های اتصال همسایه و حداکثر صرفه‌جویی برای هر دو ژن، نشان‌داد که بر‌مبنای خصوصیات اندازه‌گیری شده بین برخی از ژنوتیپ‌ها و نمونه‌ها فاصله ژنتیکی وجود داشته و این اطلاعات ما را در شناسایی دورترین والدین جد مشترک یاری خواهد‌کرد. هم‌چنین موقعیت قرارگیری نمونه‌های ایران با جنسOrthotomicus مطابقت داشته و حالت مونوفیلیک با گونه‌های دیگر این جنس مانند O. caelatusو سایر جنس‌ها مانند Xylosandrus germanus مطابقت ندارد. نتایج ساعت مولکولی برای هر دو ژن نشان داد رابطه بین جمعیت‌های مورد بررسی قدمتی کمتر از (1/0) میلیون سال دارد و زمان زیادی از جدایی آن‌ها نسبت به هم نمی‌گذرد. نتایج ماتریس فاصله ژنتیکی برای ژن COX1 کمترین فاصله ژنتیکی (002/0) و بیشترین فاصله ژنتیکی (101/0) و برای ژن 16S rRNA کمترین فاصله ژنتیکی صفر و بیشترین فاصله ژنتیکی (235/0) بدست آمد. آنالیز توزیع عدم تطابق برای هر دو ژن برای جمعیت‌های مورد بررسی نتایج مشابهی نشان‌داد و مطابق با گسترش جمعیت از جمعیت‌های کوچک بود. پارامترهای اساسی تنوع ژنتیکی شامل تعداد هاپلوتایپ‌ها، تنوع هاپلوتایپی، تنوع نوکلئوتیدی، تعداد سایت‌های پلی‌مورف و میانگین تفاوت‌های نوکلئوتیدی دو‌به‌دو برای هر دو ژن مورد مطالعه محاسبه شد. نتایج هم‌ردیف‌سازی داده‌ها به ترتیب 23 و 111 موقعیت چند شکلی در سایت‌های قرارگیری بازهای آلی DNA برای COX1 و 16S rRNA نشان داد. برای ژن COX1 مقدار تنوع ژنتیکی 03/0، تاجیما 819/0-، فو 801/0- و برای ژن 16S rRNA مقدار تنوع ژنتیکی 06/0، تاجیما 75/1-، فو 817/1- محاسبه شد که نشان‌دهنده اثر گسترش اخیر جمعیتی سوسک پوست‌خوار کاج در ایران و یا اثر انتخاب‌طبیعی جهت‌دار بر روی این ژن‌ها و در تعادل بودن روندهای جهش-رانش ژنتیکی در طول تکامل است. از میان دو ژن میتوکندریایی استفاده‌شده، 15 هاپلوتایپ مربوط به ژن COX1 و 14 هاپلوتایپ در ژن 16S rRNA مشاهده‌شد. مقدار تنوع هاپلوتایپی مربوط به ژن COX1 (000/1) و مربوط به ژن 16S rRNA (990/0) برآورد شد. در نتیجه ژن 16S rRNA به علت نشان دادن تفاوت نوکلئوتیدی و تنوع ژنتیکی بیشتر و هم‌چنین ارتباط و هوموپلازی زیاد بین هاپلوتایپ‌ها، وضوح بهتری از داده‌ها را برای این گونه نشان می‌دهد و در بررسی سطوح تنوع ژنتیکی جمعیت‌های این گونه از شایستگی بالاتری نسبت به ژن COX1 برخوردار است.
کلیدواژه ها