بررسی تنوع ژنتیکی ارقام زعفران (Crocus sativus L.) کشت شده در ایران با استفاده از نشانگرهای SSR و SNP

زعفران (Crocus sativus L.) یکی از گران‌ترین ادویه‌های موجود در جهان است که عمدتاً به عنوان رنگ‌آمیزی و طعم‌دهنده در صنایع غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد و از متابولیت‌های ثانویه آن در پزشکی استفاده می‌شود. مجموعه‌ای از بیست و دو رقم زعفران که در مناطق مختلف ایران کشت شدند با 25 نشانگر SSR و 5 نشانگر SNP به منظور تعیین هویت و تنوع ژنتیکی در این ارقام مورد بررسی قرار گرفتند. به طور متوسط 50 آلل با استفاده از آغازگرهای SSR با اندازه قطعات قابل ثبت در محدوده تقریبی 160 تا 400 جفت باز تکثیر شد. از بین این موارد، 33 آلل چندشکل بودند که 72% چندشکلی را نشان می‌دادند. شباهت ژنتیکی برآورد شده بر اساس داده‌های SSR بین 9.5 تا 87.8 درصد مقیاس‌بندی شد. در تعیین تنوع ژنتیکی، از پنج نشانگر SNP چندشکل استفاده گردید. از آنجا که نشانگرهای SNP عمدتاً دو-آللی هستند، همه SNPها تنها دو آلل نشان دادند که نشان دهنده پتانسیل نشانگرهای SSR و SNP در تشخیص بین گیاهان با پیشینه‌های ژنتیکی دور است. روش جفت گروهی بدون وزن با خوشه‌بندی میانگین حسابی، ارقام را در چهار گروه دسته‌بندی کرد. در این مطالعه، ما سعی کردیم تنوع ژنتیکی C. sativus را در ایران علیرغم تکثیر غیرجنسی آن گسترش دهیم. با توجه به شباهت شرایط آب و هوایی در ایران، تغییرات ژنتیکی خاصی در گیاهان زعفران مشاهده گردید. برای کشت زعفران و تولید محصول با کیفیت بالا در سراسر جهان، تحقیقات در مورد تنوع ژنتیکی در خانواده بزرگ C. sativus به شدت بر ارزش این محصول می‌افزاید.

Saffron (Crocus sativus L.), one of the most expensive spices in the world, is used mainly as food coloring and flavoring in food industry and its effective components are also used in medicine. A collection of twenty-two cultivars of saffron grown in different regions of Iran was screened with 25 SSR and 5 SNP primers in order to determine genetic identities and genetic diversity in these cultivars. On an average, 50 alleles were amplified using SSR primers with scorable fragment sizes ranging from approximately 160 to 400 bp. Among these, 33 alleles were polymorphic thus revealing 72% of polymorphism. The genetic similarity estimated according to SSR data was scaled between 9.5 and 87.8%. In determination of genetic diversity, five polymorphic SNP markers were used. Since SNP markers are mainly bi-allelic, all SNPs showed two alleles only, suggesting the potential of SSR and SNP markers in discriminating among plants of distant genetic backgrounds. Un-weighted pair group method with arithmetic mean clustering grouped the cultivars into four groups. In this study, we tried to expand the genetic diversity of C. sativus in Iran despite their asexual reproduction. Due to the similarity of climatic conditions in Iran, a certain genetic variation was observed in saffron plants. For saffron cultivation and production of high quality crop around the world, research on genetic diversity among the large family of C. sativus adds value this product.