پديد آورندگان :
احمدي، الهه دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه جنگلشناسي و اكولوژي جنگل، گرگان، ايران , آزادفر، داود دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه جنگلشناسي و اكولوژي جنگل، گرگان، ايران , كوثري، مژگان پژوهشگاه بيوتكنولوژي كشاورزي ايران (ABRII) - گروه بيوتكنولوژي ميكروبي، كرج، ايران , صالحي جوزاني، غلامرضا پژوهشگاه بيوتكنولوژي كشاورزي ايران (ABRII) - گروه بيوتكنولوژي ميكروبي، كرج، ايران , توحيدفر، مسعود دانشگاه شهيد بهشتي - دانشكده علوم و فنآوري زيستي، تهران، ايران
كليدواژه :
باكتريوم , تنوع زيستي , زوال بلوط , فيلوژني , متاژنوم
چكيده فارسي :
هدف: در طي يك دهه گذشته حدود 30-20 درصد جنگل هاي زاگرس با معضلي به نام زوال بلوط مواجه شده اند. تحقيق حاضر با هدف بررسي تنوع باكتريايي مناطق جنگلي سالم و زوال يافته از طريق مقايسه نتايج دو روش مبتني بر كشت و مستقل از كشت طراحي و انجام شد.
مواد و روش‌ها: از بافته اي مختلف درختان بلوط و خاك اطراف آنها در جنگل هاي مناطق مختلف استان ايلام نمونه برداري انجام شد. در روش مبتني بر كشت با استفاده از روشهاي ميكروبيولوژي و مولكولي، باكتريهاي موجود در نمونه ها جداسازي و شناسايي تا سطح جنس و گونه شناسايي شدند. به منظور مطالعه متاژنوميكس در روش مستقل از كشت، DNA ميكروبي به طور مستقيم از نمونه ها استخراج و با آماده سازي كتابخانه متاژنومي با استفاده از آغازگرهاي عمومي و نشانگر، تنوع باكتريايي با استفاده از پلتفرم Miseq كمپاني Illumina مورد بررسي قرار گرفت و در ادامه نتايج دو روش مورد مقايسه قرار گرفت.
نتايج: بر اساس روش مبتني بر كشت، تنها 3 فيلوم شناسايي شد، در صورتيكه در روش متاژنوميكسي، تعداد 9416 OTU بدست آمد كه به 12 فيلوم تقسيم بندي شدند. در هر دو روش 3 خانواده Bacillaceae، Enterobacteriacea و Xanthomonadaceae به عنوان خانواده هاي غالب مشاهده شدند. تنوع گونه ايي در يك نمونه (تنوع آلفا) در نمونه رايزوسفر و در مناطق ايوان و گله جار نسبت به ساير نمونه ها بيشتر بود كه در روش مبتني بر كشت نيز اين دو منطقه از تنوع گون هاي بيشتر برخوردار بودند. تنوع گونه ايي در بين نمونه ها (تنوع بتا) در مناطق ايوان، گله جار، چوار، تنگ دالاب و ارغوان از نظر تركيب گون هاي مشابه بودند. اما جامعه باكتريايي ساقه و برگ نسبت به ساير نمونه ها شباهت بيشتري داشتند و بالك و رايزوسفر هم از نظر تركيب گونه اي شباهت بيشتري با يكديگر داشتند.
نتيجه‌گيري: در روش متاژنوميكس جنس هاي با تنوع خيلي كم هم شناسايي مي شود در صورتيكه در روش مبتني بر كشت احتمال اين موضوع ضعيف است. ضمنا در روش مستقل از كشت ميتوان تنوع آلفا و بتا را به شكل جامعتري بررسي كرد. در روش مبتني بر كشت ميتوان جمعيت باكتريايي را تا سطح گونه شناسايي كرد در صورتيكه در روش مستقل از كشت معمولا تا سطح جنس شناسايي ميشود. لذا پيشنهاد مي شود در مطالعات بررسي جوامع ميكروبي تركيب دو روش مبتني و مستقل از كشت همزمان استفاده شود.
چكيده لاتين :
Objective
During the last decade, about 20-30% of the Zagros forests have faced a problem called oak decline. The aim of present study was to investigate the bacterial diversity in the healthy and declined forest areas by comparing two methods culture-dependent and culture-independent methods.
Materials and methods
Sampling was done from different tissue and soil of oak trees in the forests of Ilam province. In the culture-based method, using microbiological and molecular methods the bacteria in the samples were isolated and identified to the genus and species level. In order to study metagenomics in culture-independent method, total microbial DNA was extracted directly from the samples and prepared metagenomic library using conventional and index primer, the diversity of bacterial was examined using Illumina's Miseq platform and then the results of the two methods were compared.
Results
Based on the culture-based method, only 3 phylum were identified, while in the metagenomics method, 9416 OTUs were obtained, that were divided into 12 phylum. In both methods, 3 families of Bacillaceae, Enterobacteriacea and Xanthomonadaceae were observed as the dominant families. The species diversity within a sample (Alpha diversity) was higher in the rhizosphere sample and in the Eyvan and Gale jar areas than other samples. The species diversity between samples (Beta diversity) was in Eyvan, Gale jar, Chavar, Tangedalab and Arghavan appear more similar to each other than the sites samples. Bacterial community of stems and leaves were more similar and also bulk and rhizosphere were more similar in bacterial species composition.
Conclusions
In the metagenomics method, very few species are identified, while in the culture method, the probability of this is low. Also, in the culture-independent method, alpha and beta diversity can be studied more comprehensively. In the culture-based method, the bacterial population can be identified up to the species level, while in the culture-independent method, it is usually identified up to the genus level. Therefore, it is suggested to use a combination of two methods simultaneously in studies of microbial communities.
