SUPERVISOR
Salar Dorafshan,Norolah Mirghafari
سالار درافشان (استاد راهنما) نوراله میرغفاری (استاد مشاور)
STUDENT
Neda Shojaee
ندا شجاعی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Population Structure of Zayandehrud Chub (Petroleuciscus esfahani) in Zayandehrud River in Response to Cadmium Pollution
Petroleuciscus esfahani , a member of Cyprinidae family, widely distributed in Zayandehrud and Karoon River basins in Iran. Considering the importance of the genetic variation and population structure for management and conservation of species, especially native fish, the genetic diversity of Zayandehrud chu was investigated using molecular techniques in response to Cadmium pollution. In this study 30 specimens of Zayandehrud chub were collected from each locality (Khersoonak (KH), Cheshmeh Dimeh (CHD), Safaeieh bridge (S.B) and Chamgordan (CH) stations). Cadmium concentration in gill, muscle, kidney and intestine tissus were determed with atomic absorption spectrometry. For molecular study, DNA was extracted using Bio basic kit of Genet-Bio from bodies tissues collected from each stations. The DNA quality was examined by electrophoresis on 1% agaros gel and painted with ethidium bromide. PCR amplification was performed using five pairs of microsatellite primers (CtoF-172, BL1-2b, CnaB-030, LleA-071 and Ca3) at annealing temperature of 56-58 ° C. PCR products electrophoresed on 12% achrylamid gel and painted with silver nitrate. PowerMarker ver 3.0, PopGene ver 3.2, ARLEQUIN ver 3.11, MEGA ver 4 and NTSYS ver 2.02 softwares were using for data analysis. The level of Cadmium in muscles was the lowest while in kidney tissue was the highest, because of the aggregation and long preservation in tissue. Pollution concentration increase from upstream (KH and CHD) to down stream (S. bridge and CH) because of sewage of steel meel arrived to down stream. Number of the observed alleles at all station ranged from 9.6 (CHD) to 8.6 (3 other population) and number of effective alleles was from 6.84 (CHD) to 5.66 (CH). The mean of polymorphism information content (PIC) at all loci was 0.826. Among the five pair markers, CnaB-030 was the less polymorphic and Ca3 the most polymorphic one. The expected heterozygosity ranged from 0.82 in KH CH and 0.85 in CHD and averaged 0.849. The observed heterozygosity ranged from 0.92 in CH and 1.00 in KH and averaged 0.978. Significant deviations from Hardy–Weinberg Equilibrium expectation were found at CnaB-030 and Ctof-172 in all populations, BL1-2b in KH, CHD S.bridge, LleA-071 in KH S.bridge and Ca3 in CH population ( p 0001). The analysis of molecular variance (AMOVA) indicated that the percent of variance among populations and within individuals were 2.20 and 97.80, respectively. Only a small proportion (2.20%) of the variation was attributed to differences between the populations and most of the variation was attributed to differences within individuals. The overall value of F ST between populations was 0.025. The genetic similarity and distance index came in the range of 0.756-0.859 and 0.141-0.244, respectively. The level of genetic variability was high in the studied stations but comparison of mean expected heterozygosity values revealed that these loci did not show significant differences between the stations. There were existed significant differences in genetic variation among the stations and significant genetic differences was found between pairwise of stations, too ( p 005), that could be through Cadmium pollution, however existance of private alleles in all stations emphasis this subject, but this differences could not separate stations from each other. The low genetic differences between stations could be due to low geographic distance and high gene flow between stations. For better understanding of opulation structure of Zayandehrud chub in response to pollutions, population structure studies using other molecular techniques and other pollutions from all distributed areas followed by ecological and/or biological researches should be considered. Keywords : Zayandehrud chub; Petroleuciscus esfahani ; heavy metal; Cadmium; microsatellite; population variety; genetic differentiation.
عروس ماهی زاینده رود Petroleuciscus esfahani از خانواده کپورماهیان از جمله ماهیان با ارزش اکولوژیک و صید ورزشی در حوضه زاینده رود و رودخانه کارون در ایران است. با توجه به اهمیت مطالعه تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت در مدیریت و حفاظت از گونه ها، تنوع ژنتیکی ذخایر عروس ماهی زاینده رود با استفاده نشانگر مولکولی ریزماهواره در پاسخ به آلاینده فلز سنگین کادمیم مورد مطالعه قرار گرفت. در این بررسی 30 قطعه ماهی از هر یک از ایستگاه های چشمه دیمه، خرسونک، چمگردان و پل صفائیه صید شد. پس از آماده سازی و هضم نمونه های بافت آبشش، عضله، روده و کلیه، مقدار فلز سنگین کادمیم با استفاده از دستگاه جذب اتمی شعله ای تعیین گردید. به منظور انجام مطالعات مولکولی، استخراج دی.ان.ا. با استفاده از کیت بایوبیسیک از قسمتی از بدن انجام گرفت و واکنش زنجیره ای پلیمراز با استفاده از پنج جفت آغازگر ریزماهواره CtoF-172، BL1-2b، CnaB-030، LleA-071 وCa3 در دمای الحاق ° C 58-56 انجام شد. محصولات واکنش زنجیره ای پلیمراز روی ژل اکریلامید ?? درصد الکتروفورز و به روش نیترات نقره رنگ آمیزی شد و نتایج حاصل از آنها با استفاده از نرم افزار های PowerMarker ver 3.0، PopGene ver 3.2، ver 3.11 ARLEGUIN، MEGA ver 4 و NTSYS ver 2.02 آنالیز شد. بافت عضله کمترین و بافت کلیه به دلیل تجمع و ماندگاری فلز در طولانی مدت بیشترین میزان آلاینده را نشان داد. همچنین غلظت این آلاینده از بالادست سد (چشمه دیمه و خرسونک) به سمت پایین دست سد (چمگردان و پل صفائیه) به دلیل کاربری اراضی و ورود فاضلاب کارخانه ذوب آهن به رودخانه افزایش یافت. تعداد آلل مشاهده شده از 6/9 (چشمه دیمه) تا 6/8 (خرسونک، پل صفائیه و چمگردان) و تعداد آلل موثر از 84/6 (چشمه دیمه) تا 66/5 (چمگردان) متغیر بود. ارزش میانگین محتوای اطلاعات چندشکلی برای تمامی مکان های ژنی 82/0 محاسبه شد. در میان پنج جایگاه چندشکل، نشانگر CnaB-030 در پایین ترین چندشکلی و نشانگر Ca3 بالاترین چندشکلی را نشان داد. هتروزایگوسیتی مورد انتظار از 82/0 (خرسونک و چمگردان) تا 85/0 (چشمه دیمه) با میانگین 849/0 و هتروزایگوسیتی مشاهده شده از 92/0 در ایستگاه چمگردان تا 00/1 در ایستگاه خرسونک با میانگین 978/0 متغیر بود. آزمون تعادل هاردی- واینبرگ برای تمام مکان های ژنی در تمام ایستگاه ها نشان داد که نشانگر های CtoF-172 و CnaB-030 در تمام ایستگاه ها، نشانگر BL1-2b در ایستگاه های چشمه دیمه ، خرسونک و پل صفائیه، نشانگر LleA-071در ایستگاه های خرسونک و پل صفائیه و نشانگر Ca3 تنها در ایستگاه چمگردان به طور معنی داری از تعادل منحرف بودند (001/0 p ). میانگین F ST در بین ایستگاه hy;های مورد مطالعه 02/0 محاسبه شد. نتایج حاصل از تجزیه واریانس مولکولی نشان داد که %20/2 تنوع، بین ایستگاه ها و 80/97 درصد تنوع داخل افراد وجود داشت، یعنی این که بیشتر تنوع کل به تفاوت در داخل افراد و فقط سهم کوچکی از تنوع به تفاوت بین ایستگاه ها اختصاص داشت. میزان شباهت و فاصله ژنتیکی بین ایستگاه ها به ترتیب از دامنه 859/0- 756/0 و 244/0- 141/0 به دست آمد. در مطالعه حاضر، تنوع ژنتیکی عروس ماهی زاینده رود بالا بود و تفاوت معنی داری در تنوع ژنتیکی بین ایستگاه ها مشاهده شد، تفاوت ژنتیکی بین دو به دو ایستگاه ها نیز معنی دار بود (05/0 p ) که می تواند به دلیل آلودگی کادمیم باشد، چه بسا حضور آلل های منحصر به فرد در برخی ایستگاه ها نیز این موضوع را تاکید می کند اما این تفاوت در حدی نبود که ایستگاه ها را از هم تفکیک کند. تفاوت کم بین ایستگاه ها می تواند به دلیل فاصله جغرافیایی اندک و جریان ژنی بالا بین ایستگاه ها باشد. جهت درک بهتر ساختارجمعیتی عروسماهی زایندهرود در پاسخ به آلاینده ها مطالعه ساختار جمعیتی آن با استفاده ازدیگرنشانگرهای مولکولی و دیگر آلاینده های موجود در مناطق پراکنش آن و نیز مطالعات بیولوژیکی واکولوژیکی توصیه می شود. کلمات کلیدی : عروس ماهی زاینده رود، Petroleuciscus esfahani ، فلز سنگین، کادمیم، ریزماهواره، تنوع ژنتیکی، تفاوت ژنتیکی.