DNA barcoding of some Ardabil’s indigenous medicinal plants in order to documentation of their biodiversity

Asadii, Fatemeh and Dezhsetan, Sara and Ghahremanzadeh, Robab and Alebrahim, Mohammad Taghi and Razmjou, Jabraeil (2015) DNA barcoding of some Ardabil’s indigenous medicinal plants in order to documentation of their biodiversity. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (بارکدگذاری DNA برخی از گیاهان دارویی بومی اردبیل به¬‌منظور مستندسازی تنوع زیستی آن‌ها)
Fatemeh Asadi.pdf

Download (366kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

The correct use of medicinal plants requires the existence of detailed information. DNA barcoding technique is based on study and reconstruction phylogenetic relationship between organisms at different levels of taxonomy (species, genus, family, order, etc.) by using sequence data, however with increasing the number of studied genes, the more realistic understanding is obtained of phylogenetic relationship at different levels of taxonomy. This technique used to identify ten medicinal plants (Lilium ledebourii, Achillea millefolium, Glycyrrhiza glabra, Matricaria chamomilla, Artemisia spp., Plantago major, Cichorium intybus, Sisymbrium spp., Nepeta menthoides, Orchis spp.) collected from the Ardebil province. DNA extraction was done by the modified CTAB method and PCR was performed with primers designed based on Chloroplasts barcodes rbcL, trnH-psbA, matK and nuclear barcode, ITS. Then PCR products purified and sequenced. The percentage of prosperity amplification and sequencing barcodes were estimated in samples reviewed respectively, 70 and 50, 60 and 40, 50 and 10, 70 and 40. In order to evaluate ability level of each location barcode to separate studied plant species, several other sequences belong to the same genus were collected from NCBI database. The sequences with samples in NCBI database were blasting and Bioinformatics analysis were performed. In tree phylogeny, the species belonging to the same genus were separated based on rbcL and trnH-psbA barcode sequences. For barcode ITS, this was correct only in G. glabra. In this study, barcoding L. ledebourii with rbcL was done for first time. SNPs were counted for barcodes rbcL (less than 30), trnH-psbA (less than100) and matK (less than 20). But SNP of ITS barcode was only acceptable in G. glabra and for other of samples of this barcode were counted more than 200. Genetic distance percentage were estimated low between studied plants sequences and sequences of species from same genus and barcode that collected from NCBI database for three barcodes of rbcL, matK and trnH-psbA, that is shown high similarity studied plants’ barcode sequence with sequences existed from same genus and barcode in the database. However, this percentage in ITS barcode was estimated low only for G. glabra sample. Thus, barcode rbcL due to high separation ability, the number of low SNP and universality in most species, was introduced as the best barcodes. However, trnH-psbA and ITS barcodes due to related problem with direct sequencing of PCR products and lack of access to high quality sequences, were identified as complementary barcodes. MatK barcode is not recommended for samples because of the low power amplification and sequencing.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: بارکدگذاری DNA برخی از گیاهان دارویی بومی اردبیل به¬‌منظور مستندسازی تنوع زیستی آن‌ها
Persian Abstract: اﺳﺘﻔﺎده ﺻﺤﯿﺢ از ﮔﯿﺎﻫﺎن داروﯾـﯽ نیازمند ﺑـﻪ¬وﺟـﻮد اﻃﻼﻋﺎت دﻗﯿﻖ و ﻋﻤﻠﯽ اﺳت. فن بارکد¬گذاری DNA براساس مطالعه و بازسازی روابط خویشاوندی بین موجودات زنده در سطوح مختلف رده¬بندی (گونه، جنس، خانواده، راسته و ...) با استفاده از داده¬های توالی می¬باشد، باوجود این با افزایش تعداد ژن¬های مورد مطالعه، فهم واقع¬بینانه¬تری از روابط خویشاوندی در سطوح مختلف رده¬بندی حاصل می¬گردد. این فن برای شناسایی ده گیاه دارویی (ثعلب، بابونه، خاکشیر، سوسن¬چلچراغ، کاسنی، درمنه، شیرین¬بیان، پونه¬سا، بارهنگ، بومادران) جمع¬آوری¬شده از استان اردبیل استفاده شد. استخراج DNA به روش تغییر¬یافته CTAB انجام گرفت و PCR با آغازگرهای طراحی¬شده بر¬اساس بارکدهای کلروپلاستی rbcL، trnH-psbA، matK و بارکد هسته¬ای ITS انجام شد. سپس محصول PCR خالص-سازی¬شده و تعیین توالی گردید. درصد موفقیت تکثیر و توالی¬یابی بارکدها در نمونه¬های مورد بررسی به¬ترتیب 70 و 50، 60 و 40، 50 و 10، 70 و 40 به¬دست¬آمد. به¬منظور ارزیابی سطح توانایی هر مکان بارکد در تفکیک گونه¬های گیاهی مورد مطالعه چند توالی دیگر متعلق به همان جنس از پایگاه اطلاعات داده NCBI جمع¬آوری شد. توالی¬ها با نمونه¬های موجود در پایگاه داده NCBI همردیف¬شده و تحت تجزیه بیوانفورماتیکی قرار گرفتند. در درخت خویشاوندی گونه¬های هم¬جنس بر¬اساس توالی¬های بارکد¬های rbcL و trnH-psbA از هم تفکیک شدند. در بارکد ITS این امر فقط در گیاه شیرین¬بیان صادق بود. در این مطالعه، گیاه سوسن¬چلچراغ برای اولین بار با بارکد rbcL بارکدگذاری شد. SNP بارکدهای rbcL (کم¬تر از 30)، trnH-psbA (کم¬تر از 100) و matK (کم¬تر از 20) شمارش شد. اما SNP بارکد ITS تنها در شیرین¬بیان قابل قبول بود و برای دیگر نمونه¬های این بارکد بالاتر از 200 عدد شمارش شد. درصد فاصله ژنتیکی بین گیاهان مورد مطالعه با توالی¬های گونه¬های از همان ¬جنس و بارکد در پایگاه داده NCBI در سه بارکد rbcL، matK و trnH-psbA پایین برآورد شد که این امر نشان از شباهت بالای توالی بارکد گیاهان مورد مطالعه با توالی¬های موجود در پایگاه داده از همان جنس و بارکد را دارد. با وجود این، این درصد در بارکد ITS تنها در جنس شیرین¬بیان مقدار پایینی برآورد گردید. بنابراین، بارکد rbcL به¬دلیل قدرت تفکیک بالا، تعداد SNP پایین و جامعیت در اکثر گونه¬ها، به¬عنوان بهترین بارکد معرفی ¬شد. با وجود این، بارکدهای ITS و trnH-psbA به¬دلیل مشکل مرتبط با توالی¬یابی مستقیم محصول PCR و عدم دسترسی به توالی با کیفیت، به¬عنوان بارکدهای مکمل شناسایی شدند. بارکد matK به¬دلیل قدرت تکثیر و توالی¬یابی پایین برای نمونه¬های مورد بررسی توصیه نمی¬شود
Supervisor:
SupervisorE-mail
Dezhsetan, SaraUNSPECIFIED
Ghahremanzadeh, RobabUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Razmjou, JabraeilUNSPECIFIED
Alebrahim, Mohammad TaghiUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Agronomy & Plant Breeding
Date Deposited: 30 Oct 2018 07:47
Last Modified: 15 Dec 2018 20:02
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1533

Actions (login required)

View Item View Item