ارزیابی تنوع ژنتیکی و ساختار جمعیت اکوتیپ‌های حنا بومی ایران با استفاده از نشانگر مولکولی issr و صفات فنوتیپی

هدف: حنا با نام علمی l. lawsonia inermis یکی از گیاهان دارویی ارزشمند که در طب و صنایع رنگرزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. مطالعه حاضر با هدف بررسی تنوع ژنتیکی اکوتیپ‌های حنا بومی ایران با استفاده از نشانگرهای مولکولی issr و صفات فنوتیپی جهت حفظ ذخایر ژنتیکی و پیشبرد برنامه‌ های اصلاحی انجام شد.مواد و روش‌ها: در این مطالعه 140 اکوتیپ مختلف حنا در قالب طرح لاتیس با دو تکرار کشت گردید صفات مهم فوتیپی شامل: ارتفاع بوته، وزن خشک برگ، وزن خشک ساقه، شاخص سطح برگ، نسبت وزن خشک برگ به وزن خشک ساقه در 5 بوته انتخابی از هر پلات اندازه گیری شد. همچنین استخراج dna از نمونه ها به روش ctab تغییر یافته انجام شد و تعداد 9 نشانگر issr بر اساس حداکثر تعداد باند چند شکل از بین 20 نشانگر انتخاب و استفاده شد.نتایج:  تجزیه واریانس نشان داد بین اکوتیپ‌ها از نظر تمامی صفات فنوتیپی مورد مطالعه اختلاف معنی‌داری وجود دارد. تعداد باند زیاد، میزان چند شکلی بالا و متمایز کردن اکوتیپ‌ها نشان دهنده کارآیی بالای نشانگرهای issr در ارزیابی تنوع ژنتیکی حنا بود. تجزیه ساختار 140 اکوتیپ حنا را به 3 زیر جمعیت متفاوت تفکیک کرد. تجزیه خوشه‌ای داده‌های فنوتیپی بر اساس روش وارد 140 اکوتیپ حنا را به چهار گروه تقسیم بندی کرد. اکوتیپ‌های زهکلوت (ha245)، رودبار (et244) و دو اکوتیپ قلعه‌گنج  ( eh100وgb107) با مقدار میانگین بالا از لحاظ کلیه صفات مورد مطالعه در گروه دوم کلاستر فنوتیپی قرار گرفتند. همچنین نتایج تجزیه کلاستر فنوتیپی نشان داد که اکوتیپ‌های با بالاترین مقدار میانگین ارتفاع بوته در گروه دوم  قرار گرفتند. سه اکوتیپ از منطقه قلعه‌گنج (agh140، la137 و ne253) و یک اکوتیپ از منطقه شهداد (shh157) بیشترین مقدار وزن خشک ساقه را به خود اختصاص دادند و همه درگروه سوم تجزیه کلاستر فنوتیپی واقع شدند. نتایج تجزیه کلاستر داده‌های مولکولی بر اساس روش جاکارد و تجزیه به مولفه‌های اصلی بر اساس ماتریس فاصله داده‌های ژنوتیپی اکوتیپ ها را در تعداد گروه‌های بیشتری قرار داد. داده‌های مولکولی نسبت به اطلاعات فنوتیپی توانست بین اکوتیپ‌ها از لحاظ ژنتیکی تمایز بیشتری نشان دهد. فاصله ژنتیکی بین اکوتیپ‌ها نشان داد کمترین تفاوت بین اکوتیپ‌های agh140 و ng142 از منطقه قلعه‌گنج و بیشترین تفاوت را اکوتیپ ga198 از منطقه دلگان نسبت به سایر اکوتیپ‌ها نشان داد.نتیجه‌گیری: ساختار جمعیت حاصل در این مطالعه می‌تواند پیش نیاز لازم جهت انجام نقشه‌یابی ارتباطی در مطالعات بعدی باشد. نتایج حاصل از تنوع و فاصله ژنتیکی برای حفظ ذخایر ژنتیکی و انتخاب والدین به‌ منظور بهبود ارزش اصلاحی ژنوتیپ‌ها مفید است.

evaluation of genetic diversity and population structure of iranian native henna ecotypes using issr molecular markers and phenotypic traits

objectivehenna (lawsonia inermis l.) is a valuable medicinal plant used in medicine and dyeing industries. this study aimed to investigate the genetic diversity of iranian native henna ecotypes using issr molecular markers and phenotypic traits to preserve genetic resources and advance breeding programs.materials and methodsin this study, 140 henna ecotypes were cultivated in a lattice design with two replications. important phenotypic traits including plant height, leaf dry weight, stem dry weight, leaf area index, and the ratio of leaf dry weight to stem dry weight were measured in seven selected plants from each plot. dna was extracted using the modified ctab method, and nine issr markers with the maximum number of polymorphic bands among 20 markers were selected and used.resultsvariance analysis revealed significant differences between ecotypes in all studied phenotypic traits. the high degree of polymorphism and ability to distinguish ecotypes demonstrated the high efficiency of issr markers in evaluating henna genetic diversity. structure analysis separated the 140 henna ecotypes into three different subpopulations. cluster analysis of phenotypic data using ward’s method divided the ecotypes into four groups. the ecotypes of zehkalut (ha245), rudbar (et244), and two ecotypes of qalehganj (eh100 and gb107) with high averages of all studied traits were placed in the second phenotypic cluster group. additionally, phenotypic cluster analysis showed that ecotypes with the highest average plant height were also in the second group. three ecotypes from the qalehganj region (agh140, la137, and ne253) and one ecotype from the shahdad region (shh157) had the highest stem dry weight, all of which were located in the third phenotypic cluster group. cluster analysis of molecular data based on the jaccard method and principal component analysis of genotypic data placed ecotypes into more distinct groups. molecular data revealed greater genetic differentiation between ecotypes than phenotypic information. the genetic distance analysis showed the least difference between agh140 and ng142 ecotypes from the qalehganj region, while the ga198 ecotype from the dalgan region exhibited the greatest genetic difference from other ecotypes.conclusionsthe population structure identified in this study can serve as a necessary prerequisite for association mapping in future studies. the obtained diversity and genetic distance results are valuable for preserving genetic resources and selecting parents to improve the breeding value of genotypes.