شناسايي برخي از سيانوباكتري هاي هتروسيست دار مزارع برنج استان مازندران با تاكيد بر رويكرد چند ژني

سابقه و هدف: در گذشته طبقه‌بندي سيانوباكتري‌ها تنها بر اساس مورفولوژي انجام مي گرفت. اما امروزه از شاخص‌هاي دقيق تر مولكولي استفاده مي‌شود. هدف از اين مطالعه شناسايي تعدادي از سيانوباكتري‌هاي هتروسيست‌دار به واسطه تاكسونومي پلي‌فازيك و بررسي رويكرد چند‌ژني به منظور بالابردن صحت شناسايي مي‌باشد. مواد و روش‌ها: پس از بررسي شاخص‌هاي ريخت‌شناختي و شناسايي اوليه، به منظور بررسي وضعيت تاكسونومي و يافتن روابط فيلوژني از توالي ژن 16S rRNA و ژن‌هاي كاركردي tufA، rbcL، psbA و rpoC1 استفاده شد. بدين منظور پس از استخراج DNA، تكثير قطعات ژني و توالي‌يابي آنها، با رسم درخت‌هاي فيلوژني از ژن‌هاي مربوطه به كمك نرم افزار MEGA، جايگاه دقيق نمونه‌ها مشخص شد. يافته‌ها: در ميان ژن‌هاي كاركردي مورد مطالعه، ژن rpoC1 توانايي تفكيك بسيار خوبي در سطح جنس نشان داد، به طوري كه نتايج فيلوژني ژن 16S rRNA را كاملا تكميل و تاييد كرد و در نهايت بر اساس نتايج به دست آمده 4 نمونه از جنس دسمونوستوك و 2 نمونه از جنس كلوتريكس معرفي شدند. نتيجه گيري: نتايج اين تحقيق قدرت ژن rpoC1 در تفكيك درست جنس‌ها و تاييد نتايج مورفولوژي و فيلوژني ژن 16S rRNA را نشان مي‌دهد. مطالعه فيلوژنتيكي با استفاده ماركر ژني rpoC1 به شفاف‌سازي ارتباطات فيلوژنتيكي ميان سيانوباكتري‌ها كمك مي‌كند و علاوه بر آن شاهدي بر منشا كلروپلاستي و حضور مسيرهاي تكاملي متفاوت ميان آن‌ها مي‌باشد.

Background & Objectives: In the past, the classification of cyanobacteria was only based on the morphological characteristics; however other markers such as accurate molecular methods have been recently used. This study aimed to identify several heterocystous cyanobacteria by polyphasic taxonomy and to investigate the multigenic approach in enhancing the accuracy of cyanobacterial identification. Materials & Methods: After analyzing the morphological features and initial identification, the 16SrRNA gene along with tufA, rbcL, psbA, and rpoC1 functional genes were used to evaluate the taxonomic status and phylogenetic relationships. For this purpose, after DNA extraction, amplification and sequencing of gene fragments, the exact position of the strains was determined by making phylogenetic trees, based on the corresponding genes using MEGA software. Results: Among the functional genes studied, the rpoC1 gene was able to discriminate genera very well, a result that completely confirmed 16SrRNA phylogenetic results. Finally based on the results, 4 samples from the Desmonostoc genus and 2 samples from the Calothrix genus were introduced. Conclusion: The results of this study demonstrate the ability of the rpoC1 gene to discriminate genera correctly and confirm the morphological and phylogenetic results of 16SrRNA gene analysis. A phylogenetic study using the rpoC1 gene marker helps to clarify phylogenetic relationships among cyanobacteria. Moreover, it provides further evidence of their chloroplast origin and the presence of different evolutionary pathways among them.