بررسی تبارشناسی و تنوع ژنتیکی تشی (Hystrix indica) بر اساس ژن سیتوکروم بی میتوکندریایی در استان فارس
محورهای موضوعی : تنوع زیستیعلیرضا صحرائیان جهرمی 1 , جلیل ایمانی هرسینی 2 , حمیدرضا رضائی 3
1 - کارشناس ارشد علوم محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - گروه علوم محیط زیست و جنگل، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 - گروه محیط زیست، دانشکده محیط زیست و شیلات، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
کلید واژه: استان فارس, تشی, تبارشناسی, تنوع ژنتیکی, سیتوکروم بی,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: تشی به‌عنوان بزرگ‌ترین جونده ایران در سالیان اخیر دچار تعارضاتی با انسان در خصوص تخریب باغات و محصولات کشاورزی و نیز بروز تلفات به واسطه شکار غیرمجاز و استفاده از سموم شیمیایی شده است و با این وجود اطلاعات کار آمدی که زمینه ایجاد برنامه مدیریتی و حفاظتی برای این گونه را فراهم کند وجود ندارد، به همین منظور این مطالعه با هدف بررسی ساختار و تنوع ژنتیکی تشی در زیستگاه های استان فارس به انجام رسید. روش بررسی: 15 نمونه تیغ و بافت از این گونه در زیستگاه های استان فارس جمع‌آوری شد. پس از استخراج DNA، ژن سیتوکروم بی میتوکندریایی در 13 نمونه توسط واکنش زنجیره‌ای پلی¬مراز، تکثیر و 912 جفت نوکلئوتید از این ژن برای هر نمونه توالی¬یابی و ویرایش شد. یافته ها: براساس درخت تبارشناسی ترسیم شده با بیشینه احتمال، تمامی نمونه‌های مورد مطالعه مربوط به یک شاخه و از گونه Hystrix indica هستند. در بین نمونه¬های مورد بررسی تنها دو هاپلوتایپ متفاوت شناسایی و تنوع هاپلوتایپی برابر با 282/0 و تنوع نوکلئوتیدی 00029/0 برآورد شد. بحث و نتیجه گیری: براساس نتایج بدست آمده میزان تنوع هاپلوتایپی تشی در استان فارس پایین بوده براین اساس پیشنهاد می-شود ضمن انجام مطالعات جمعیت شناختی با تدوین برنامه مدیریتی و حفاظتی برای این گونه، از بحران‌های بیشتر محیط زیستی مرتبط با آن نظیر اختلال در زنجیره غذایی جلوگیری گردد.
Background and Objective: In recent years, Hystrix indica as the biggest rodent in Iran has been in conflict with humans regarding the destruction of gardens and agricultural products, and the population of this species has been decreased due to illegal hunting and the use of pesticides and chemical poisons. Meanwhile there is not effective information which provide the possibility of developing a management and conservation plan for this species, so the aim of this study is to investigate the structure and genetic diversity of Hystrix indica in Fars province habitats. Material and Methodology: 15 quill and tissue samples of this species were collected in the Fars province habitats. After DNA extraction, mitochondrial cytochrome b gene was amplified in 13 samples by polymerase chain reaction and 912 nucleotide pairs of this gene were sequenced and edited for each sample. Findings: Based on the Maximum Likelihood Estimation of Phylogenetic Tree, all the studied samples are related to the same clade and belong to Hystrix indica species. Among the studied samples, only two different haplotypes were identified and the haplotype diversity was equal to 0.282 and the nucleotide diversity was estimated to be 0.00029. Discussion and Conclusion: the results showed that haplotype diversity of Hystrix indica is low in Fars province, so it is suggested to avoid further environmental crises like disruption of its food chain, while conducting demographic studies in order to develop a conservation and management plan for this species.
1. Lande R. Extinction Risks from Anthropogenic, Ecological. Genetics and the extinction of species: DNA and the conservation of biodiversity. 1999:1.
2. Fleishman E, Noss RF, Noon BR. Utility and limitations of species richness metrics for conservation planning. Ecological indicators. 2006; 6 (3):543-53.
3. Brooks T. Rose-tinted ecology. Public Library of Science San Francisco, USA; 2003.
4. Hackländer K, Ferrand N, Alves PC. Overview of lagomorph research: what we have learned and what we still need to do. Lagomorph Biology: Springer; 2008. p. 381-91.
5. Davison J, Ho SY, Bray SC, Korsten M, Tammeleht E, Hindrikson M, et al. Late-Quaternary biogeographic scenarios for the brown bear (Ursus arctos), a wild mammal model species. Quaternary Science Reviews. 2011; 30(3-4):418-30.
6. Jafari HNZ, Hamid; Bolandi, Ahmad Reza; Darzi Ramandi, Hadi. Investigating the genetic diversity and phylogenetic relationships of some species of the saffron genus in Iran using the RAPD marker. Biotechnology of Medicinal Plants. 2014;1(No 1), 55-63 (In Persian)
7. Tobe S, Linacre A. Species identification of human and deer from mixed biological material. Forensic science international. 2007;169(2-3):278-9.
8. Avise JC. A role for molecular genetics in the recognition and conservation of endangered species. Trends in Ecology & Evolution. 1989; 4(9): 279-81.
9. Movaghar S. Iranocypris typhlops Kaiser the blind cave fish from Iran. Journal of the Veterinary Faculty of the University of Tehran. 1973; 29:43-50.
10. Vogler AP, Desalle R. Diagnosing units of conservation management. Conservation Biology. 1994; 8(2):354-63.
11. Freeland JR. Molecular ecology: John Wiley & Sons; 2020.
12. Hilborn R, Quinn TP, Schindler DE, Rogers DE. Biocomplexity and fisheries sustainability. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2003;100(11):6564-8.
13. Hughes JB, Daily GC, Ehrlich PR. Population diversity: its extent and extinction. Science. 1997; 278(5338):689-92.
14. Luck GW, Daily GC, Ehrlich PR. Population diversity and ecosystem services. Trends in Ecology & Evolution. 2003;18(7):331-6.
15. Memarzadeh Kiani A, Imani Harsini J, Karami M. Modeling the habitat desirability of Hystrix indica in Khajir National Park using the entropy treatment method (MaxEnt). Animal Environment Quarterly. 2021;13 (4):9-18. (In Persian)
16. Namvar P, Derini A. Controlling the damage of the rodent (Rodentia: Hystricidae) Hystrix indica Kerr in the fields of natural resources in the south of Kerman province. national conference on sustainable agriculture and natural resources, Tehran. 2012. (In Persian)
17. Fattahi M. . The effect of ash on the forests of Zagros (Case study in the cradle of Islamabad West). Journal of Research and Construction. 1994;24 (In Persian)
18. Chaudbry M, Ahmad A. Trial of poisonous gases and baits against porcupines. Pakistan journal of forestry. 1975.
19. Chaudhry G. Wildlife an Economic Zoologist’s view point. Pak J For. 1970; 20: 369-72.
20. Khan A, Ahmad S, Hussain I, Munir S. Deterioration impact of Indian crested porcupine, Hystrix indica, on forestry and agricultural systems in Pakistan. International Biodeterioration & Biodegradation. 2000;45(3-4):143-9.
21. Khan H, Arif I, Al Farhan A, Al Homaidan A. Phylogenetic analysis of oryx species using partial sequences of mitochondrial rRNA genes. Genetics and Molecular Research. 2008;7(4):1150-5.
22. Moshtagh M. Evaluation of bait fresh food to manage Hystrix indica. Pakistan Journal of Zool, 40: p 179. 2008.
23. Pervez A. Developmental biology, feeding patterns and management strategy against Indian crested porcupine (Hystrix indica) in Sindh and Balochistan provinces. 3rd Annual Progress Rep(2005-2006), ALP Project VPCI/SARC/PARC, Karachi. 2006:56.
24. Rasi Y, Jalali M, Javadian E, Motazedian M. Confirmation of Meriones libycus (Rodentia; Gerbillidae) as the Main Reservoir Host of Zoonotic Cutaneous Leishmaniasis in Arsanjan, Fars Province, South of Iran (1999-2000). 2001.
25. Karami M, Qadirian T, Faizullahi K. Mammal Atlas of Iran. jahad daneshgahi Publications, Khwarazmi branch. 2015. (In Persian)
26. Hsieh H-M, Chiang H-L, Tsai L-C, Lai S-Y, Huang N-E, Linacre A, et al. Cytochrome b gene for species identification of the conservation animals. Forensic science international. 2001;122(1):7-18.
27. Lopez-Oceja A, Gamarra D, Borragan S, Jiménez-Moreno S, De Pancorbo M. New cyt b gene universal primer set for forensic analysis. Forensic Science International: Genetics. 2016;23:159-65.
28. Kumar S, Tamura K, Jakobsen IB, Nei M. MEGA2: molecular evolutionary genetics analysis software. Bioinformatics. 2001;17(12):1244-5.
29. İbiş O. Partial mitogenome sequence of the Indian crested porcupine (Hystrix indica) in Turkey, with the phylogeny of the subgenus Hystrix. Biology Bulletin. 2020;47(4):399-406.
30. Trucchi E, Gentile G, Sbordoni V. Development of primers to amplify mitochondrial DNA control region of Old World porcupines (subgenus Hystrix). Molecular ecology resources. 2008;8(5):1139-41.
31. Din-Pow M, Zharkikh A, Graur D, VandeBerg JL, Lie W-H. Structure and evolution of opossum, guinea pig, and porcupine cytochrome b genes. Journal of Molecular Evolution. 1993;36(4):327-34.
32. Tu F, Huang X, Zhang Y, Feng Y. Complete mitochondrial genome of captive Chinese porcupine Hystrix hodgsoni (Rodentia: Hystricidae). Mitochondrial DNA Part B. 2020;5(2):1945-6.
33. Gombeer S, Nebesse C, Musaba P, Ngoy S, Peeters M, Vanderheyden A, et al. Exploring the bushmeat market in Brussels, Belgium: a clandestine luxury business. Biodiversity and Conservation. 2021; 30(1):55-66.
34. Vilela RdV. Roedores e biomas neotropicais: estudos evolutivos e comparativos: Universidade de São Paulo; 2011.
35. Voss RS, Hubbard C, Jansa SA. Phylogenetic relationships of New World porcupines (Rodentia, Erethizontidae): implications for taxonomy, morphological evolution, and biogeography. American Museum Novitates. 2013; 2013(3769):1-36.
36. Shi H, Ren M, Zhang S, Mao X. A complete mitochondrial genome of the Damaraland mole rat Fukomys damarensis retrieved from the published genome of the brandt's bat Myotis brandtii. Mitochondrial DNA Part A. 2016;27(6): 4282-3.
37. Tamura K, Dudley J, Nei M, Kumar S. MEGA4: molecular evolutionary genetics analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular biology and evolution. 2007;24(8):1596-9.
38. Librado P, Rozas J. DnaSP v5: a software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data. Bioinformatics. 2009; 25(11):1451-2.
39. Sheng G, Hu J, Tong H, Llamas B, Yuan J, Hou X, et al. Ancient DNA of northern China Hystricidae sub-fossils reveals the evolutionary history of old world porcupines in the Late Pleistocene. BMC evolutionary biology. 2020; 20(1):1-8.