ارزيابي فيلوژني مولكولي و مورفومتريك Calothrix sp. N42 و Scytonema sp. N11

Molecular phylogenetic and morphometric evaluation of Calothrix sp. N42 and Scytonema sp. N11

مطالعه گونه‌هاي سيانوباكتريايي، به خصوص اعضاي راستهNostocales ، به دليل برخورداري از قابليت تثبيت نيتروژن اتمسفري و در نتيجه نقش آن‌ها در باروري خاك‌هاي كشاورزي در سراسر جهان، در جوامع علمي از اهميت بسياري برخوردار است. با اين حال، به رغم اهميت اكولوژيكي، تاكسونومي سيانوباكتري‌ها هنوز داراي پيچيدگي‌هاي بسيار است چرا كه مطالعات تاكسونوميك سيانوباكتري‌ها، به دليل ويژگي‌هاي مورفولوژيكي و فيزيولوژيكي، در شرايط مختلف بسيار متنوع بوده و اين مسيله موجب بروز اختلالات زيادي در سيستم‌هاي طبقه‌بندي شده است. تاكسونومي سيانوباكتري‌ها، در دهه‌هاي اخير، بويژه بعد از كاربرد روش‌هاي مولكولي و فراساختاري، به طور قابل توجهي تغيير كرده است. هدف از مطالعه حاضر اين است كه از طريق مطالعه پلي‌فازيك، تفاوت ويژگي‌هاي مورفولوژيك و ژنوتيپيك دو سويه سيانوباكتري جداسازي شده از زمين‌هاي زراعي و اكوسيستم‌هاي آب شيرين در استان كرمانشاه، مورد بررسي قرار گيرد. در حقيقت، شناسايي و تاكسونومي Calothrix sp. N42 و Scytonema sp. N11 جدا شده از ايستگاه‌هاي مطالعاتي مختلف واقع در استان كرمانشاه، داراي پيچيدگي‌هاي بسياري بود، چرا كه دو سويه در شناسايي‌هاي اوليه مورفولوژيك، به علت فيلامنت‌هاي غيرمنشعب، سلول‌هاي باريك و حضور هتروسيست در انتهاي ريسه، Calothrix به نظر مي‌رسيدند، اما با رشد بيشتر، ريسه‌ها منشعب شدند. بنابراين، آناليزهاي مولكولي و مورفومتريك با استفاده از اطلاعات ژنتيكي حاصل از16S rRNA براي شناسايي سويه‌ها، در كشت‌هاي مايع و جامد در شرايط فتواتوتروفيك انجام گرفت. نتايج حاصل از مقايسه توالي قطعات 16S rRNA و فيلوژنتيك نشان داد كه دو سويه، در دو كلاستر فيلوژنتيكي متفاوت قرار مي‌گيرند، لذا با نام‌هاي Calothrix sp. N42 و Scytonema sp. N11 در DDBJ به ترتيب با كدهاي دسترسي KY548062 و KY548065 ثبت شدند.

The taxonomy of cyanobacteria has been substantially modified in the last few decades, particularly after application of modern ultra structural and molecular methods. The present research, therefore, aimed to investigate, through a polyphasic approach, the differences in morphological and genotypic features of two cyanobacteria strains isolated from different agricultural and freshwaters areas in Kermanshah province (W Iran). In fact, identification and taxonomy of both Calothrix sp. N42 and Scytonema sp. N11 was problematic and confusing. Challenges arose when the two strains seemed to be Calothrix, because of early unbranched filaments, narrow cells and ending by heterocysts. Along with the progression of growth, branching arise. Therefore, molecular analysis was made and morphometric and genetic (16S rRNA) data were used to characterize the strains in liquid suspension cultures and solid media under photoautotrophic conditions. The results of sequencing the 16S rRNA fragment and phylogenetic comparison strongly indicated that, two strains fall into different phylogenetic clusters. They were named as Calothrix sp. N42 and Scytonema sp. N11 and have been registered under DDBJ, accession number KY548062 and KY548065, respectively.