تنوع مولكولي باكتري ها و آركي هاي هتروتروف غار نمكدان قشم

Molecular diversity of heterotrophic bacteria and archaea of Namakdan Cave in Qeshm

سابقه و هدف: با توجه به تنوع بالا، كاربردهاي زيست فناوري و نقش موثر ميكروارگانيسم ها در ايجاد و حفظ تعادل زيست بوم، كسب اطلاعات و توجه به تنوع زيستي ميكروارگانيسم ها بسيار مورد نياز است. در اين ميان، باكتري‌ها و آركي هاي نمك‌دوست نيز به دليل اهميت اقتصادي و شرايط خاص اكولوژيكي زيست بوم شان مورد توجه مي باشند. اين مطالعه با هدف بررسي تنوع باكتري ها و آركي هاي هتروتروف غار نمكدان قشم انجام شد. مواد و روش ها: اين پژوهش به صورت مقطعي با نمونه برداري از غار نمكدان قشم در آبان ماه سال 1392 انجام شد. تنوع ميكروارگانيسم هاي هوازي هتروتروف ساكن غار با استفاده از روش كشت مورد بررسي قرار گرفت. باكتري ها و آركي هاي هالوفيل و هالوتولرانت در شرايط هوازي به ترتيب در دو محيط كشت Marine Agar و MGM جدا سازي شدند. جدايه ها براساس تفاوت هاي ريخت شناسي و ويژگي هاي بيوشيميايي اوليه تفكيك شدند. در نهايت ژن rRNA 16S براي 32 سويه توالي يابي شد. يافته ها: بين 172 سويه خالص ژن rRNA 16S براي 27 سويه ترادف يابي شد كه از نظر فيلوژنتيك آركي ها در شاخه يوري آركيوتا و درجنس هاي هالوباكتريوم، هالوآركولا، هالوفراكس، هالوكوكوس و باكتري ها در شاخه هاي فرمي كيوتس و باكتريوئيدس و در جنس هاي آليفوديني بيوس، باسيلوس، پاراليوباسيلوس،اكويي باسيلوس، پائني باسيلوس قرار گرفتند. از بين اين سويه ها 11 سويه شباهت كمتر از 98.7 درصد با نزديك ترين سويه استاندارد داشتند كه نقطه مرزي براي ارائه گونه جديد ميكروبي محسوب مي شود. نتيجه گيري: قرار گرفتن جدايه هاي شناسايي شده در شاخه ها و جنس هاي مختلف نشان دهنده تنوع بالاي اكوسيستم غار نمكدان قشم از نظر ميكروبي است. ارايه ميكروارگانيسم هاي بومي در گونه ها و جنس هاي جديد و از اكوسيستم هاي منحصر به فرد با معرفي محتواي ژنتيكي جديد امكان دست يابي به فرايند ها و ژن هاي جديد بومي را فراهم مي كند.

Background & Objectives: Given the high diversity, biotechnological applications and the effective role of bacteria in making and maintaining the ecosystem balance; biodiversity research are very important. Meanwhile, the halophilic bacteria and archaea have been considered because of their biotechnological importance and specific ecological condition. In this study, we investigated the diversity of heterotrophic bacteria and archaea of Namakdan cave in Qeshm Island. Materials & Methods: This cross-sectional study was carried out by sampling from Qeshm Namakdan cave in November 2013. The diversity of the cave heterotrophic aerobic bacteria was analyzed using the culture method. Halophilic and halotolerant bacteria and Archaea under aerobic conditions were isolated by MGM and Marine agar media, respectively. Isolates were separated according to morphological differences, and primary biochemical features. Finally, 16s rRNA sequencing was performed for 32 isolates. Results: Among 172 isolates 16S rRNA sequencing was carried out for 27 strains. Phylogenetic analysis placed archaea in the euryarchaeota division and Halococcus, Haloferax, Haloarcula, Halogeometricum genus branches and bacteria in Firmicutes and Bacteroides divisions and in Aliifodinibius, Paenibacillus, Aquibacillus, Paraliobacillus, and Bacillus genus branches. Among the sequenced isolates, 11 isolates showed less than 89.7% similarity to the standard species, which is considered as a borderline point to present new microbial species. Conclusion: Placing the identified isolates in different phylogenetic divisions and genus branches demonstrates the wide microbial diversity of Qeshm Namakdan cave ecosystem. Presenting native microorganisms in new species and genera from unique ecosystems by introducing new genetic content provides access to new native genes and pathways.