بررسي تاثير پنبه حاوي ژن chi بر روي جمعيت باكتريايي خاك

Effect of chi cotton on soil bacterial communities

جمعيت‌هاي ميكروبي عنصري كليدي در كيفيت و حاصلخيزي خاك هستند. هدف اين پژوهش مطالعه تاثير پنبه تراريخته رقم كوكر حاوي ژن chi لوبيا بر جمعيت‌هاي باكتريايي خاك بود. لاين R8 به عنوان گياه تراريخته حامل ژن chi حاصل از چهار بار تلاقي درون جمعيتي و لاين 1011 به عنوان شاهد غير تراريخته (تيپ وحشي) تهيه شد و در گلخانه گياهان تراريخته (سطح ايمني 2) واقع در پژوهشكده بيوتكنولوژي كشاورزي ايران (ABRII) كشت شد. نمونه‌ برداري از خاك ناحيه ريزوسفر و بالك گياهان 30، 60 و 90 روزه انجام شد. تعيين جمعيت باكتري كل و اكتينوميستها با استفاده از محيط TSA، آب آگار و ISP2 انجام شد. ماده وراثتي (دي ان اي) از يك گرم خاك و با استفاده از Ultra Clean soil DNA kit استخراج شد. سپس PCR–DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) براي نشان دادن تنوع باكتريايي در نمونه‌هاي خاك انجام شد. تعداد كل باكتري‌هاي قابل كشت در نمونه‌هاي خاك 106 و 107 واحد تشكيل دهنده كلني (CFU) در هر گرم خاك خشك به ترتيب براي خاك بالك و رايزوسفر بود. تعداد باكتري كل و اكتينوميستهاي خاك رايزوسفر گياهان 30 و 60 روزه تراريخته بيشتر از شاهد غير تراريخته بود. اگرچه در پايان دوره رشد (90 روز پس از كشت بذر) جمعيت باكتريايي ‌گياه تراريخته و غير تراريخته برابر بود. بررسي مولكولي بر اساس PCR–DGGE نيز الگوي مشابهي را براي جمعيت كل باكتريايي و اكتينوميستي مشخص كرد. نتايج ارائه شده در اين پژوهش تفاوت معني داري را بين تعداد باكتري كل و اكتينوميستي موجود در خاك رايزوسفري و بالك پنبه تراريخته و غير تراريخته در پايان دوره رشد گياه (90 روز) نشان نداد. علاوه بر اين به نظر مي‌رسد دوره رشد گياه تاثير قابل توجه‌اي بر جمعيت ميكروبي دارد.

Microbial communities are a key element of soil quality and fertility. This research aims to survey the effect of genetically modified cotton cultivar Coker, harbors an endochitinase gene (chi) from Phaseolus vulgaris (bean) on soil bacterial communities. The transgenic chi-resistant cotton (GM), line R8 was selfed for four generations and the corresponding original plant line 1011, wild-type (WT) were provided and planted in the transgenic greenhouse (Biosafety Level 2) at Agricultural Biotechnology Research Institute of Iran (ABRII). Samples of soil were collected from rhizosphere and bulk area of 30, 60 and 90 days old plants. Enumeration of total bacteria and Actinomycetes were carried out using TSA, Water Agar and ISP2 media. Soil DNA was extracted from 1-g samples by using an Ultra Clean soil DNA kit. PCR–DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) was performed to show diversity in different groups of bacteria. Total numbers of bacteria in soil samples was approximately 106 and 107 CFU/g of dried soil of rhizosphere and bulk soil respectively. Average number of total soil bacteria and Actinomycetes were higher in rhizosphere area of 30 and 60 days old GM plants compared to the control. Although, at the end of growth period (90 days) GM (transgenic) and non-GM plants were approximately equal in number of bacteria around their roots. Molecular analysis based on PCR-DGGE revealed similar microbial dynamics for both Actinomycetes and total batera. The data presented here showed no consistent statistically significant differences in the numbers of total bacteria and Actinomycetes between rhizosphere and bulk soil of chi and non-chi cotton at the end of the experiment. Furthermore, it seems that the growth stage of plant exerts a noticeable effect on the microbial community.