بررسي تنوع و فراواني جمعيت باكتريايي چشمه آبگرم قينرجه: شناسايي اكوسيستم ميكروبي داغترين چشمه آبگرم ايران با روشهاي مستقل از كشت و بر پايه توالي يابي نسل جديد

Investigation of diversity and abundance of bacterial populations of Qeynarjeh hot spring: Identification of microbial ecosystem of the hottest hot spring in Iran by culture independent methods and based on next generation sequencing

زيست بومهاي اكستريم چشمه هاي آبگرم آنها يك منبع بيولوژيكي مهم براي شناسايي ذخاير ژنتيكي ميكروارگانيسم هاي گرمادوست و ويژگي هاي بيولوژيكي آنها از نظر تحمل و بقا در دماهاي بالا و استفاده از اين پتانسيل در صنايع مختلف و بيوتكنولوژي هستند. اگر چه مطالعات متعددي بر روي ميكروبيوم اين زيست بومها در سالهاي اخير در دنيا صورت گرفته است اما تا كنون مطالعات كمي بر روي چنين محيطهاي اكستريم بومي ايران انجام گرفته است. كشور ايران داراي مناطق ژئوترمال و آتشفشاني مختلف بوده و چشمه هاي آبگرم متعدد و منحصر به فرد داراي خصوصيات ضد ميكربي و ضد قارچي، ضد روماتيسم و ساير دردهاي عضلاني را در خود جاي داده است. در اين مطالعه شناسايي تركيب و تعيين فراواني تاكسون هاي مختلف جامعه باكتريايي چشمه آبگرم قينرجه به عنوان يكي از داغترين چشمه هاي كلرايدي جهان با روشهاي مستقل از كشت و با استفاده از تكنيكهاي نسل جديد توالي يابي انجام گرديد. جهت پروفايلينگ كمي جامعه باكتريايي مربوطه و يا اصطلاحا آناليز متاژنوميكس، ساخت كتابخانه هاي ژن 16s rRNA از سه ناحيه عملكردي طبقه بندي تاكسونوميك V1 تا V3 و با آغازگر هاي باركد شده صورت پديرفت. با آناليز بيوانفورماتيكي داده ها با سامانه هاي MG-RAST و SILVAngs ، تعداد 200 تاكسون مختلف مربوط به خانواده ها و جنس هاي مختلف باكتريايي مورد شناسايي قرار گرفتند. تاكسون هاي غالب به ترتيب از بيشترين فرواني شامل Pediococcus acidilactici، uncultured (unclassified) bacterium، Lactobacillus rhamnosus، Thermus scotoductus، Thermus sp. HR13 و Thermus sp. BXR مي باشند.

Hot spring extreme ecosystems are important biological resources for identifying the genetic stocks of thermophilic microorganisms and their biological characteristics in terms of tolerance and survival in high temperatures in order to use of their potential in various industries and biotechnology. Although there have been many studies on the microbiome of these biomass in recent years in the world, so far few studies have been done on such indigenous extreme environments of Iran. Iran has a variety of geothermal and volcanic areas which contained numerous unique springs with antimicrobial and antifungal, anti-rheumatism and other muscle aches properties. In this study, the identification of composition of different taxa of the bacterial community of Qeynarjeh hot spring as one of the hottest chloride springs in the world with the temperature of 86◦ C was performed by independent cultivation methods using next generation sequencing techniques. For quantitative profiling of the relevant bacterial community or so-called metagenomics analysis, 16s rRNA gene libraries were constructed from three functional regions of taxonomic classification V1 to V3 with barcoded primers. By bioinformatics analysis, 200 different taxa belonging to different bacterial families and genera were identified with MG-RAST and SILVAngs systems. The dominant taxa with the most abundant, are respectively: Pediococcus acidilactici، uncultured (unclassified) bacterium، Lactobacillus rhamnosus، Thermus scotoductus، Thermus sp. HR13 و Thermus sp. BXR.