Skip to main content
SUPERVISOR
محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد مشاور) قدرت اله سعیدی (استاد راهنما) مهدی رحیم ملک (استاد راهنما)
 
STUDENT
Danial Sarfaraz
دانیال سرفراز

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Genetic variation of Thymus species (Thymus app.) using morphological and molecular markers
Thymus is one of the most valuable medicinal and spice plants due to its application in food and pharmaceutical industries. In the present study, the diversity of 11 Thymus species was assessed by molecular, morphological and phytochemical markers. The results of analysis of variance showed significant differences among the species for morphological traits. The essential oil content of the species varied from 0.86% to 2.34% and T. vulgaris showed the highest mean of this trait. Cluster and principal component (PCA) analysis for morphological traits ) and genetic differentiation (Gst= 0.31) were observed among the species. According to the ISSR markers, T. transcaspicus exhibited the highest genetic variation (0.19), polymorphism % (57.69%), and Shannon index (0.29). Cluster and PCA analysis based on the ISSR markers classified the species in to four groups. The STRUCTURE analysis also showed high admixture of Thymus species that might be originated from high rate of natural hybridization. High polymorphism (98.3%) was observed in studied species based on the SRAP markers and cluster analysis classified Thymus species into five main groups. According to analysis of molecular variance (AMOVA), 63.14% of total genetic variation was obtained within the species, while 36.86% of variation was observed among the species. The STRUCTURE analysis was also performed to estimate the admixture of species. For instance, T. carmanicus and T. transcaspicus revealed high admixture. HPLC analysis showed the presence of rosmarinic acid (32.3-150.7 mg/100g DW) and cinnamic acid (1.7-32.3 mg/100g DW) as major phenolic acids, as well as apigenin and epicatechin as the major flavonoids in Thymus species. Cluster and PCA analysis of the components classified the species in to three groups. Finally, comparison of molecular and phytochemical markers showed similarity in some cases. For instance, T. vulgaris separated from other species according to the major polyphenolic profiles and molecular analysis. Finally, based on molecular, morphological and phytochemical information, T. vulgaris and T. carmanicus can be suggested as good candidate species for further breeding programs. Key words: Thymus, Genetic Variation, SRAP, ISSR, Morphology, Essential oil.
گیاه آویشن ( Thymus .) به دلیل کاربرد آن در صنایع غذایی و دارویی یکی از با ارزش ترین گیاهان دارویی و ادویه ای است. در مطالعه حاضر ، تنوع 11 گونه آویشن توسط نشانگرهای مورفولوژیکی، فیتوشیمیایی و مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج تجزیه واریانس از نظر صفات مورفولوژیکی اختلاف معنی داری بین گونه ها نشان داد. محتوای اسانس گونه ها از 86/0 تا 34/2 درصد بود و T. vulgaris بالاترین میانگین را نشان داد. تجزیه و تحلیل خوشه ای و تجزیه به مؤلفه های اصلی (PCA) برای صفات مورفولوژیکی گونه ها را در سه گروه اصلی طبقه بندی کردند. در این تحقیق از نه آغازگر ISSR استفاده شد و 151 باند چند شکل تکثیر کردند و همچنین هشت ترکیب آغازگر SRAP استفاده شد و 95 باند چند شکل در 77 نمونه آویشن تکثیر شد. در بین گونه ها ، T. vulgaris و T. fedtschenkoi با استفاده از نشانگرهای ISSR نسبت به سایر گونه ها فاصله ژنتیکی نسبتاً بالاتری را نشان دادند. با توجه به نشانگرهای ISSR، تجزیه و تحلیل واریانس مولکولی (AMOVA) نشان داد که 34/72 درصد از کل تنوع متعلق به واریانس درون گونه ها بود، در حالی که 6/27 درصد از واریانس کل مربوط به بین گونه ها بود. با استفاده از نشانگر ISSR، جریان ژنی (11/1 Nm=) و تمایز ژنتیکی بالایی (31/0=Gst) در بین گونه ها مشاهده شد. براساس نشانگرهایISSR ، گونه T. transcaspicus بیشترین تنوع ژنتیکی (19/0)، درصد چندشکلی (69/57 درصد) و شاخص شانون (29/0) را نشان داد. تجزیه و تحلیل خوشه ای و PCA بر اساس نشانگر ISSR گونه ها را به چهار گروه طبقه بندی کردند. تجزیه و تحلیل STRUCTURE همچنین اختلاط بالایی از گونه های آویشن را نشان داد که ممکن است نشأت گرفته از سرعت بالای هیبریداسیون طبیعی باشد. میزان چند شکلی بالا (3/98 درصد) در گونه های مورد مطالعه بر اساس نشانگرهای SRAP مشاهده شد و تجزیه و تحلیل خوشه ای گونه های آویشن را به پنج گروه اصلی طبقه بندی کرد. براساس تجزیه واریانس مولکولی (AMOVA)، 14/63 درصد از واریانس ژنتیکی کل در درون گونه ها به دست آمد، در حالی که 86/36 درصد از واریانس کل در بین گونه ها مشاهده شد. تجزیه و تحلیل STRUCTURE همچنین به منظور برآورد اختلاط گونه ها انجام شد. به عنوان مثال، T. carmanicus و T. transcaspicus اختلاط بالایی را نشان دادند. براساس تجزیه و تحلیل HPLC، حضور رزمارینیک اسید (3/32 تا 7/150 میلی گرم در 100 گرم ماده خشک) و سینامیک اسید (7/1 تا 3/32 میلی گرم در 100 گرم ماده خشک) به عنوان فنولیک اسیدهای اصلی و همچنین آپیجنین و اپی کتچین به عنوان فلاونوئیدهای عمده و اصلی در گونه های آویشن مشاهده شد. تجزیه و تحلیل خوشه ای و PCA براساس ترکیبات فیتوشیمیایی، گونه ها را به سه گروه طبقه بندی کردند. سرانجام، نتایج نشانگرهای مولکولی و فیتوشیمیایی در برخی موارد شباهت زیادی داشت. به عنوان مثال، T. vulgaris با توجه به نتایج فیتوشیمیایی و تجزیه و تحلیل مولکولی از گونه های دیگر جدا شد. سرانجام، براساس اطلاعات مولکولی، مورفولوژیکی و فیتوشیمیایی، T. vulgaris و T. carmanicus می توانند به عنوان گونه های مناسب برای برنامه های به نژادی در آینده معرفی شوند. کلمات کلیدی: آویشن، تنوع ژنتیکی، SRAP، ISSR، مورفولوژی، اسانس.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی