مقايسه روش‌هاي FTIR و تحليل توالي ژن 16S rDNA در شناسايي و رده‌بندي باكتري‌هاي متيلوتروف

Comparison of FTIR and 16S rDNA sequencing methods for identification and taxonomy of methylotroph bacteria

تحليل توالي 16S rDNA اگر چه روشي نسبتاً دقيق و قابل اعتماد براي شناسايي و تاكسونومي باكتري‌هاست اما فرآيندي وقت‌گير و پُر هزينه است. به همين دليل يافتن راه‌هاي جايگزين همواره مورد توجه پژوهشگران بوده است. يكي از روش‌هاي مطرح FTIR (Fourier Transform Infrared) است كه روشي فيزيكو-شيميايي است مبتني بر اندازه‌گيري لرزش پيوندهاي مولكولي يك تركيب كه به وسيله فركانس مناسبي از پرتو مادون قرمز تحريك شده‌اند. در اين پژوهش كه به منظور بررسي كارآيي روش FTIR در شناسايي وتاكسونومي باكتري‌ها و مقايسه آن با روش تحليل توالي 16S rDNA بر روي باكتري‌هاي متيلوتروف (مهم‌ترين گروه تجزيه‌كننده مشتقات كلردار متان) صورت گرفت، از ?? باكتري جداسازي شده هفت باكتري انتخاب و ابتدا از طريق تكثير قسمتي از ژن 16S rDNA و توالي‌يابي آن شناسايي شدند و با نرم‌افزار MEGA5 درخت فيلوژنيك آنها ترسيم گرديد. همچنين، با روش FTIR طيف عبور اين باكتري‌ها در محدوده cm-1?0??-??? به دست آمد. داده‌هاي حاصل از اين روش با نرم‌افزار SPSS تحليل شد كه دندروگرام حاصل از آن شباهت زيادي (بيش از 80 درصد) به دندروگرام به دست آمده از بررسي توالي 16S rDNA داشت. نتايج نشان داد كه FTIR روشي خوبي براي تمايز باكتري‌ها از يكديگر است اما هنوز نمي‌تواند به تنهايي براي تاكسونومي استفاده شود و اگر بانك اطلاعاتي مناسبي براي داده‌هاي FTIR ارايه شود اين روش مي‌تواند به عنوان رقيبي براي تحليل توالي 16S rDNA مطرح گردد.

Abstract Molecular methods such as 16S rDNA sequencing are relatively accurate but are costly and time consuming, therefore new alternative methods have been a matter of interst. FTIR (Fourier Transform Infrared) is one of these methods. It is a physico-chemical method based on measurement of molecular bond vibrations excited by infrared radiation at specific wavelength range. The aim of this study was to assess efficiency of FTIR in identification and taxonomy of methylotroph bacteria (most important group of chlorinated methane derivative degrading bacteria) and comparing it to 16S rDNA sequencing method. Of 30 isolated methylotroph bacteria, 7 were selected. Following amplification of a portion of 16S rDNA gene by PCR and sequencing, a phylogenic tree was constructed. By FTIR method, transmittance spectra of these bacteria were obtained in infrared region 400-4000 cm-1. FTIR data were analyzed by SPSS software. The dendrogram of FTIR data analysis was very similar to dendrogram of 16S rDNA sequencing. Results showed that FTIR can be used as an identification method but not yet for taxonomy. By introducing a standard method for FTIR data analysis, this method can be considered as an alternative to the 16S rDNA sequencing method. Key words: Taxonomy, Methylotrophs, 16S rDNA, FTIR