مطالعه اثر مراحل نموي در شكل دهي جمعيت هاي ميكروبي در ريشه گاه گندم

Effect of developmental stages on microbial community during in wheat rhizosphere

همه گياهان در انواع بافت هايشان تعداد زيادي ريزسازواره دارند كه برروي بسياري از اعمال ميزبان خود موثر هستند. عمده ترين بخش حضور ريزسازواره ها منطقه ريشه گاه است كه در مجاورت ريشه گياهان قرار دارد. سازواره هاي همراه ريشه نقش مهمي در ارتقا رشد و سلامت ميزبان دارند. شناسايي تركيب جمعيتي اين ژنوم مكمل، در علوم كشاورزي بسيار مهم است، چرا كه مي تواند وابستگي كشت و زرع را به استفاده از كود هاي شيميايي مضركم تركند. براساس روش هاي مرسوم آزمايشگاهي شناسايي بخش عمده اي از اين جمعيت همچنان ناشناخته باقي مانده است زيرا كمتر از يك درصد جمعيت هاي باكتريايي محيط هاي خشكي امكان ايزوله شدن در محيط هاي كشت خالص را دارند. روش هاي توالي يابي نسل جديد امكان شناسايي جمعيت هاي ميكروبي موجود در اكوسيستم هاي مختلف را به صورت مستقل از كشت و از طريق تكنيكي با نام متاژنوميكس فراهم مي-كنند. در اين مقاله شناسايي باكتري ها منطقه ريشه گاه گندم در دو نقطه زماني مرتبط با مراحل رشد رويشي و زايشي، در كشت ديم بدون تناوب، براساس توالي يابي ژن16SrRNA انجام گرفت. براساس نتايج به دست آمده، شاخه هاي باكتريايي پروتئوباكتري ها، باكترويدت ها، اكتينوباكتري ها، سيانوباكتري ها و جنس هاي خاصي در اين شاخه ها الگوي توزيع متفاوتي را در اين دو مرحله نشان دادند. نتايج نشان داد كه گياه مي تواند مجموعه خاصي از باكتري ها را متناسب با مرحله نموي خود براي انجام اعمال خاص مطلوب در آن مرحله، برگزيند كه نقش مهمي در حفظ سلامت آن ها دارد. ازآنجايي كه، شناخت ساختار جمعيتي باكتري هاي همراه ريشه، پيش نياز اصلي براي تعيين نقش تك-تك افراد جمعيت است، متاژنوميكس مي تواند پاسخ هاي مهمي را در ارتباط با اين بخش بزرگ غيرقابل كشت فراهم كند.

Plants have many microorganisms in their different tissues which have effects on the plant as a host in many ways. Rhizosphere that exist around the root is the most significant of era for microorganisms. Root associated bacteria are critical for plant growth and health. Understanding the combination and role of root microbiota is crucial toward agricultural practices that are less dependent on chemical fertilization, which has known negative effects on the environment and human health. It has been estimated based on common approach that less than 1% of the total microbial population in dry lands have been successfully isolated in pure culture. Next generation techniques provide the possibilities of these communities through culture independent methods by metagenomics. In this study the wheat rhizosphere bacteria in dry farming without rotation cultivation during vegetative and flowering stages were identified based on 16srRNA sequencing. Results showed different distributions of Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, Cyanobacteria and also specific genera. Based on these results, plant choose specific collection of bacteria according to developmental stage that are suitable for plant health. Since the identification of bacteria communities are main prerequisites for detection of individual functions, metagenomics can provide important answers about these huge unculturable portion.