انگشت نگاري ژنومي گونه هاي مختلف آزوسپيريلوم جدا شده از مزارع گندم و ذرت با استفاده از روش Rep-PCR

Genomic fingerprinting of some isolated Azospirillum spp. of wheat and maize fields by using rep-PCR

جنس آزوسپيريلوم شامل ريزوباكتري هاي آزادزي، تثبيت كننده نيتروژن و محرك رشد گياه هستند كه مي توانند رشد و عملكرد بسياري از محصولات زراعي مهم از جمله برنج و گندم را تحت تأثير قرار دهند. اين مطالعه با هدف جداسازي و شناسايي گونه هاي بومي مختلف آزوسپيريلوم و بررسي تنوع ژنتيكي آن ها به عنوان عوامل محرك رشد گياه انجام شد. مواد و روش ها: در اين پژوهش نمونه هاي خاك و ريشه مزارع گندم و ذرت استان اصفهان جمع آوري و در لوله هاي محتوي محيط كشت نيمه جامد فاقد نيتروژن (NFB ) كشت شد. سپس جدايه هاي آزوسپيريلومب راساس ويژگي هاي مورفولوژيكي برروي محيط كشت هاي اختصاصي و نيمه اختصاصي مانند NFB جامد و RC (Rojo Congo) جداسازي و خالص سازي گرديد. براي شناسايي و تشخيص جدايه هاي آزوسپيريلوم آزمايش هاي مولكولي شامل آزمون واكنش زنجيره اي پلي مراز، توالي يابي ژن 16S rRNA و انگشت نگاري ژنوميكي توسط آزمون واكنش زنجيره اي پلي مراز ( REP ) انجام شد. يافته ها: تكثير قطعات 646 و 263 جفت بازي وجود باكتري هاي آزوسپيريلوم را تأييد نمود. در توالي يابي ژن 16S rRNA نيز گونه هاي A. brasilense ، A. lipoferum. و A. zeae مشخص گرديد. انگشت نگاري ژنوم جدايه هاي باكتريايي نيز نقش هاي منحصر به فرد ژنتيكي را از طريق تكثير عناصر تكراري BOX (BOX-AIR) ، ERIC (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus) و REP براي هر جدايه توليد نمود و وجود تنوع ژنتيكي زياد بين جدايه ها را نشان داد. نتيجه گيري:نتايج اين پژوهش نشان داد كه جدايه هاي آزوسپيريلوم مزارع گندم و ذرت استان اصفهان داراي گونه ها و تنوع ژنتيكي زيادي است و الگوهاي باند تكثير شده با آزمون rep-PCR مي تواند براي تشخيص و طبقه بندي گونه هاي آزوسپيريلوم مفيد باشد.

Background & Objectives: Azospirillum comprises rhizobacteria that live freely in the soil where they change gaseous nitrogen to nitrite and nitrate and as a result promote growth and yield of some economically important plants. This study aimed to isolate and identify different native species of Azospirillum and to investigate their genetic diversity as plant growth-promoting factors. Materials & Methods: In this research, some soil and root samples from wheat and maize fields of Isfahan province were collected and cultured in the tubes containing nitrogen-free bromothymol blue (NFB) semisolid media. The Azospirillum isolates were chosen based on morphological properties on NFB and RC (Rojo Congo) media and then were purified. The detection and identification of Azospirillum isolates was done by molecular tests using PCR (Polymerase Chain Reaction), 16S rRNA gene sequencing, and genomic fingerprinting with rep-PCR (repetitive extragenic palindromic elements-polymerase chain reaction). Results: The replication of 646 and 263 bp fragments by specific primers, confirmed the presence of Azospirilum bacteria. Azospirillum species were also identified as A. brasilense, A. lipoferum, and A. zeae using replication and sequencing of the 16S rRNA gene. The genomic profiling of different Azospirillum isolates produced unique band patterns through application of repetitive element BOX (BOX-AIR), ERIC (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus), and REP and showed high genetic diversity between the isolates. Conclusion: According to this study, the Azospirillum isolates of wheat and maize fields of Isfahan province have different species and genetic diversity and band patterns amplified using rep-PCR can be useful for diagnosis and classification of Azospirillum species.