تلفيق مدل‌سازي آشيان بوم شناختي و تبار شناسي جغرافيايي براي ارزيابي تنوع درون گونه اي و تعيين واحد هاي حفاظتي بلوط ايراني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي منابع طبيعي محيط زيست

دكتري

مديريت پايدار ذخاير ژنتيكي، نيازمند آگاهي از وضعيت تبارشناسي و تبار‌شناسي جغرافيايي گونه‌ها و تعيين ساختار ژنتيكي جمعيت‌ها مي‌باشد. بلوط ايراني يكي از مهم‌ترين گونه‌هاي موجود در جنگل‌هاي زاگرس در غرب ايران مي‌باشد كه در سال‌هاي اخير به دليل دخالت‌هاي انساني و خشكسالي ناشي از تغييرات اقليمي، وسعت و كيفيت اين جنگل‌ها كاهش يافته‌‌‌است. هدف اول در اين مطالعه، تعيين وضعيت تبار‌شناسي و تاريخچه‌ي تكاملي جمعيت‌هاي بلوط ايراني در غرب ايران بود. به منظور ثبت نقاط حضور و جمع‌آوري بافت گياهي براي بررسي‌هاي ژنتيكي، نمونه‌گيري با استفاده از روش طبقه‌بندي تصادفي صورت گرفت. از هر نقطه دو تا پنج نمونه با فاصله‌ي بيش از 1000 متر تهيه شد. در مجموع، 72 نمونه از 21 نقطه تهيه شد. استخراج DNA از نمونه‌ها صورت گرفت و ژن ITS با روش PCR تكثير شد. نمونه‌هاي داراي كيفيت مناسب براي توالي‌يابي استفاده شد. توالي هاي حاصل به همراه ساير گونه‌هاي بلوط متعلق به جنس Quercus در ايران و غرب آسيا، براي ترسيم درخت تبارشناسي، با استفاده از دو روش حداكثر احتمال و تحليل بيزين، به‌كار گرفته شد. شبكه‌ي هاپلوتايپي نيز با سه الگوريتم شبكه‌ي اتصال ميانه، شبكه‌ي پوشاي حداقل و TCS براي نمونه‌هاي بلوط ايراني تهيه گرديد. زمان واگرايي گونه‌هاي مختلف بلوط نيز با استفاده از تحليل ساعت مولكولي صورت گرفت. در هدف دوم، ارزيابي تنوع بين و درون جمعيت‌هاي بلوط ايراني با شرايط رويشگاهي مختلف در گستره زاگرس، انجام شد و شاخص‌هايي نظير تنوع نوكلئوتيدي، تنوع هاپلوتايپي، آناليز واريانس مولكولي و شاخص تثبيت محاسبه گرديد. ساختاربندي ژنتيكي اين گونه نيز با روش گروه‌بندي بيزين انجام شد. در هدف سوم، وضعيت آشيان بوم‌شناختي اين گونه و زيرتبار‌هاي آن به همراه دو گونه‌ي بلوط حلبي و لبناني با استفاده از روش تركيبي با كمك بسته‌ي Biomod2 در نرم‌افزار R مدل‌سازي شد و هم‌پوشاني آشيان اقليمي آن‌ها با استفاده از بسته‌ي ecospat و با روش PCA-env به صورت دو‌به‌دو مورد بررسي قرار گرفت. نتايج تبارشناسي، نمونه‌هاي متعلق به گونه‌ي بلوط ايراني در اين مطالعه را به سه زيرتبار مجزا تفكيك كرد. نتايج شبكه‌ي هاپلوتايپي و وجود الگوي ستاره‌اي در آن نيز، وجود اين سه زيرتبار را تأييد مي‌كرد. نتايج ساعت مولكولي نيز جديد‌ترين جد مشترك بلوط ايراني را در حدود 19 ميليون سال پيش در دوره‌ي ميوسن و هم زمان با شروع كوه‌زايي زاگرس برآورد نمود. نتايج تحليل واريانس مولكولي نشان داد كه ميزان تغييرات درون جمعيت‌ها (13/78%) بيش از تنوع درون زيرتبار‌هاست (98/19%). ميزان شاخص تثبيت نيز 22/0 و از نظر آماري معني‌دار بود. همچنين، گروه‌بندي بيزين وجود سه جمعيت در نمونه‌ها را نشان مي‌داد كه وجود ساختار ژنتيكي در جمعيت بلوط ايراني را تأييد مي‌كرد. ميزان تنوع هاپلوتايپي در گونه 98/0، تنوع نوكلئوتيدي 01/0 و تنوع نوكلئوتيدي در زير تبارها به ترتيب 01/0، 01/0 و 008/0 بود. نتايج مدل‌سازي آشيان بوم‌شناختي نشان داد كه سه الگوريتم جنگل تصادفي، Maxent و Maxnet دقت زياد و انطباق بيش‌تري با واقعيات زميني داشتند و به همين دليل براي ساخت نقشه‌ي تركيبي استفاده شد. طبق نتايج، مقدار بارندگي سالانه مهم‌ترين فاكتور اثرگذار بر مطلوبيت آشيان بوم‌شناختي بلوط‌ها به ويژه بلوط ايراني است. آزمون مشابهت و همساني براي سه گونه بلوط نيز نشان داد كه آشيان سه گونه بلوط به طور معني‌داري هم‌پوشاني زيادي داشته و شباهت آن‌ها بيش‌تر از حالت تصادفي است. نتايج اين دو آزمون براي سه زيرتبار بلوط ايراني نيز نشان داد كه آشيان اقليمي زيرتبار‌ها به صورت دو به دو شباهت بيش‌تر از حالت تصادفي است و شرايط اقليمي آشيان زيرتبار‌ها يكسان مي‌باشد. اين نتايج وجود نگهداشت آشيان در بين سه گونه بلوط و سه زيرتبار را تأييد مي‌كرد.

227831

تنوع زيستي

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان