156

تعيين خط شناسه مولكولي جلبك Microcrystis aeruginosa ( Kutzing) Kutzing 1846 درياچه سد ارس با استفاده از ژن ITS-2

محبي، فريدون

محسن پور، علي ، همكار طرح , اسدپور، يوسفعلي ، همكار طرح , غرقي، احمد ، همكار طرح , نكوئي فرد، علي ، همكار طرح , صيدگر، مسعود ، همكار طرح , اسماعيلي، لطيف ، همكار طرح , احمدي، رضا ، همكار طرح , مصطفي زاده، بيژن ، همكار طرح , شيري، صابر ، همكار طرح , عليزاده، ژاله ، همكار طرح , گنجي، سياوش ، همكار طرح , داداش پور، بايرام علي ، همكار طرح

1395

وزارت‌ جهاد كشاورزي‌ - سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور – مركز تحقيقات آرتمياي كشور

امروزه به علت افزايش جمعيت و فعاليتهاي انساني و نيز به واسطه ورود پساب هاي شهري، روستايي و روانابهاي كشاورزي در منابع آب، اكوسيستم‌هاي آبي در معرض آلودگي شديد قرار گرفته‌اند. فيتوپلانكتونها گروهي از جلبكهاي غوطه ور در آب هستند كه نقش مهمي در تأمين مواد غذايي و اكسيژن براي ساير جانداران، تثبيت ازت و دي اكسيدكربن دارند. اين موجودات به عنوان توليد كنندگان اوليه در اكوسيستم هاي آبي محسوب مي شوند. آنها در زيستگاه هاي آبي مختلف در تمام جهان يافت مي شوند و تحت تأثير عوامل محيطي نظير اسيديته، نور و دما بوده و در تعيين ميزان آلودگي آب مورد استفاده قرار مي گيرند. جلبكها در اكوسيستم‌هاي مختلف آبي براي ارزيابي كيفيت آب يا ميزان آلودگي آب مورد استفاده قرار مي‌گيرند. تركيب و تراكم فيتوپلانكتوني به عنوان يك نشانگر مكمل ميزان تروفي آب قابل استفاده است. جوامع فيتوپلانكتوني نشان دهنده تغييرات محيطي بلندمدت و كوتاه مدت در اكوسيستمهاي آبي مي باشند. از مسائل و مشكلات بارز اكولوژيك آب ها مخصوصا آب هاي آشاميدني شكوفا شدن يا ازدياد بيش از حد جمعيت بعضي از گونه هاي سبز-آبي است كه كاهش اكسيژن آب و در مواردي آزاد كردن سم و مسموميت جدي و مرگ ومير آبزيان و انسان را در پي دارد. به علاوه، بسياري از سيانوباكتريهاي ايجاد كننده شكوفايي مضر متابوليت هاي ثانويه سمي توليد مي كنند كه مي تواند مسموميت جدي در پستانداران (شامل انسان) ايجاد نمايد. جنس Microcystis يكي از مهمترين سيانوباكتريهاي توليد كننده بلوم يا شكوفايي در سيستم هاي آبي بشمار مي رود. جمعيت هاي مختلف اين جنس باعث ايجاد شكوفايي در سيستم هاي آبي مي شوند و همين امر موجب مورد توجه قرار گرفتن آنها در سالهاي اخير شده است. گونه هاي مختلف اين جنس در آبهاي شيرين ساكن و برخوردار از شرايط يوتروف موجود در تمام دنيا گسترش يافته اند و چندين گونه از آنها از قابليت توليد سم نيز برخوردارند. جنس Microcystis از سيانوباكتريها طبق معيارهاي ژنتيكي (توالي مولكولي 16S rRNA) مشخص و تعريف شده است، ولي طبقه بندي آن در سطح پايين تر از جنس مبهم است و وجود گونه هاي مورفولوژيكي سنتي آن مورد ترديد مي باشد. با اين وجود، جمعيت هاي اين جنس شكوفايي يا بلوم هاي شديدي در آبهاي يوتروف در سراسر جهان بوجود مي آورند و جمعيتهاي متعددي از آن سم توليد مي كنند. بنابراين، شناسايي تنوع طبيعي آن در سطح پايين تر از جنس از اهميت خاصي برخوردار است. با اين وجود، چندين خصوصيت انواع ريختي Microcystis كه به عنوان گونه هاي سنتي طبقه بندي شده اند، واقعا وجود داشته و مكررا در مناطق مختلف جهان مشاهده مي شوند. در حال حاضر آنها را مي توان تنها به طور سنتي به عنوان ريخت گونه (گونه هاي ريختي ( در نظر گرفت كه به يك ژنوتيپ متعلق بوده و اكولوژي مشابهي دارند. چنين گونه هاي سنتي با صفات فنوتيپي و اكوفيزيولوژيكي مشخص را نمي توان به طور كامل حذف كرد. شناسايي آنها براي مطالعات اكولوژيكي، اكوتوكسيكولوژيكي و غيره مفيد و ضروري است. ژن جداكننده نسخه برداري شده داخلي (ITS) قطعه اي از ژنوم است كه بين ژنهاي 16S rRNA و 23S قرار دارد. اين ژن نسبت به ژن 16S rRNA از ميزان بالايي از عدم تجانس (Heterogeneity) برخوردار بوده و بنابراين امكان شناسايي بسياري از جنس هاي سيانوباكتريها توسط آن وجود دارد. سد ارس در شمال غرب ايران واقع شده و نقش مهمي از نظر شيلاتي، تامين آب آشاميدني، كشاورزي و فعاليت هاي تفريحي در اين ناحيه دارد. اين پروژه با هدف زير انجام گرفت: بررسي مولكولي جمعيت هاي جلبك Microcystis به وسيله ITS در سد ارس. نمونه هاي لازم براي آناليز هاي مولكولي از 10 ايستگاه نمونه برداري در 25 مرداد 1393 تهيه گرديد. نمونه هاي لازم براي بررسي مولكولي Microcystis در هر ايستگاه از دو عمق متفاوت (آب سطحي و عمق يك متري از سطح آب) جمع آوري شدند و در داخل ظروف جداگانه تهيه و بدون تيمار اوليه به آزمايشگاه منتقل گرديد. همچنين براي شناسايي مورفولوژيك گونه (هاي) Microcystis تصاوير ميكروسكوپي آن از ايستگاههاي مختلف براي پروفسور Komárek ارسال شد و مورد تاييد قرار گرفت. انجام الكتروفورز با استفاده از پرايمرهاي اختصاصي سيانوفيسه توانست وجود جلبكهاي سيانوفيسه در نمونه هاي ايزوله شده مورد تائيد قرار دهد. در راستاي بررسي تنوع نوكلئوتيدي باندهاي حاصل ژل الكتروفورز DGGE انجام شد. همچنين به منظور تائيد صحت باندهاي حاصل از تكرارهاي فوق تعيين توالي باندهاي حاصل در 10 نمونه صورت پذيرفت. نتايج اين بررسي نشان دهنده وجود 3 گونه از جلبكهاي سيانوفيسه در بين نمونه ها بود كه از نظر ژنتيكي اختلاف زيادي با گونه هاي شناخته شده در بانك ژني بودند.

Today, due to population increase and anthropogenic activities together with sewage and agricultural waste water entrance, aquatic ecosystems have been exposed to high pollutions. Phytoplankton is a group of water- floating algae that have crucial roles in providing nutrients and oxygen for other organisms, nitrogen and CO2 fixation. These organisms are considered as primary producers in aquatic ecosystems. They are found in various water habitats all over the world, affected by environmental variables such as pH, light and temperature and used for determination of water pollution degree and quality. Phytoplankton composition and density may be used as a complementary indicator of water trophy state. Phytoplankton communities indicate short and long term variations of aquatic systems. One of the most obvious problems in freshwater ecosystems is algal bloom or over growth of some blue- green algae which can decrease oxygen, and in some cases bring about toxin excretion and fish and human kills. In addition, many of bloom forming cyanobacteria produce secondary metabolites which can create sever poisoning in mammals including human. The genus Microcystis is a key bloom forming cyanobacteria in aquatic ecosystems. Populations of this genus form intense blooms in water bodies that has attracted more attentions in recent years. Various species of this alga have been distributed in stagnant and eutroph freshwater around the world. Microcystis has been defined by genetic criteria such as 16S rRNA molecular sequencing, but its classification in levels lower than genus is unclear and the presence of its classical morphospecies is doubtful. However, this genus creates sever blooms in eutrophic waters all over the world and many species produce toxins. Therefore, identification of its natural diversity in the levels lower than genus has high importance. However, several characteristics of Microcystis morphotypes which are classified a traditional species, actually are present and observed in different regions of the world. At present, they can be considered as morphospecies that belong to one genotype and have similar ecology. These traditional species with definite phenotypic and ecophysiological characteristics cannot be eliminated completely. Their identification is essential for ecological and ecotoxicological studies. Interistic transcribed separator (ITS) gene is a section of genome which is located between 16s rRNA and 23s genes. This gene has more heterogeneity than 16s rRNA; so it is used to identify many genera of cyanobacteria. The Aras reservoir located in the north-west of Iran plays important roles as fisheries, drinking and agricultural water supply and recreational activities in the region. The present thesis was undertaken to: analyze the Microcystis sp. populations by molecular methods such as ITS in Aras Reservoir. Samples for molecular analysis were collected from 10 sampling sites on 18 August 2013. Samples for molecular study of Microcystis were collected from two different depths (surface and 1 m depth) and transferred to laboratory without any treatments. Microscopic images of Microcystis were sent to professor Komárek and was confirmed.

Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing , درياچه سد ارس , ژن ITS-2

تهران موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور

جدول، رنگي، مصور، نمودار

موسسه تحقيقات علوم شيلاتي كشور 50408

كتابنامه: ص. 34-35

جلبك ‌هاي آب شيرين , جلبك هاي دريايي , جلبك , جلبك شناسي

۳۹۲۹

ت296م

589