فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: باکتری‌‌های درون‌‏رُست به‌ویژه گونه‌‌های باسیلوس (Bacillus spp.)، به‌دلیل ویژگی‌های سودمند و ایمنی محیط‌زیستی به‌عنوان منبعی مهم برای افزایش رشد و مقاومت گیاهان در برابر تنش‌‌های زنده و غیرزنده استفاده می‌شوند. باتوجه‌به اینکه حفاظت از تنوع گیاهی و پایداری موجود در جنگل‌های هیرکانی، اهمیت ویژه‌‌ای در مدیریت این بوم‌‌سازگان حیاتی شمال کشور دارد، شناسایی و تعیین ویژگی‌‌های باکتری‌‌های مفید و ارزشمند با اثرات محافظت‌‌کنندگی در گیاهان این منطقه می‌‌تواند نقش مهمی در این زمینه داشته باشد. پژوهش پیش‌رو با هدف جداسازی، شناسایی و ارزیابی تنوع جدایه‌‌های ‌‌باسیلوس درون‏‌رست در ریشه درختان ممرز (Carpinus betulus L.) در جنگل‌‌های هیرکانی انجام شد.مواد و روش‌‌ها: جدایه‌‌های باسیلوس با روش نمونه‌‌برداری تصادفی از ریشه درختان ممرز در جنگل‌‌های استان‌های مازندران و گلستان جداسازی شدند. سوسپانسیون حاصل از ریشه‌‌های ضدعفونی سطحی و سپس خردشده در آب مقطر در محیط Tryptic soy agar کشت شد. تک‌‌کلونی‌‌ها براساس ویژگی‌های ریخت‌شناختی انتخاب و با واکشت خالص شدند. تعلق جدایه‌های به‌دست‌آمده برپایه ریخت‌‌شناسی کلونی، تولید اندوسپور، واکنش گرم و فعالیت اکسیداز و کاتالاز به جنس باسیلوس مشخص شد. ویژگی‌های فنوتیپی و نیز مولکولی جدایه‌‌ها با به‌‌کارگیری PCR با آغازگرهای IS50، BOX و REP تعیین شد. داده‌‌ها در صورت حضور با عدد یک و عدم حضور با عدد صفر با استفاده از نرم‌‌افزار TotalLab TL120 کدگذاری و ماتریس تشابه و درخت فیلوژنتیکی به‌ترتیب با استفاده از نرم‌‌افزار NTSYS 2.02e و الگوریتم UPGMA ترسیم شدند. یک نماینده از جدایه‌‌های هر گروه انتخاب شد. سپس، آن‌ها برای شناسایی مولکولی با به‌کارگیری آغازگرهای ناحیه S rDNA16 و ژن HSP60 با PCR تکثیر شدند. قطعه تکثیرشده پس از خالص‌‌سازی برای تعیین ترادف به شرکت Microsynth سوئیس ارسال شد. ترادف‌‌های به‌دست‌آمده با ترادف‌‌های موجود در ژن‌‌بانک NCBI به روش BLASTn مقایسه شد. درخت فیلوژنتیکی حاصل از مقایسه ترادف‌های نوکلئوتیدی جدایه‌ها با گونه‌‌های باسیلوس موجود در ‌بانک ژن با استفاده از نرم‌‌افزار MEGA X و به‌‌کارگیری الگوریتم‌‌های درست‌نمایی بیشینه و اتصال همسایه با درجه اعتبار‌سنجی 1000 رسم شد. فعالیت ضدباکتریایی جدایه‌‌های باسیلوس با کاربرد عصاره دی‌‌کلرومتان و روش دیسک کاغذی برعلیه باکتری Brenneria roseae، عامل بیماری خیسی چوب درختان ممرز بررسی شد. توانایی جدایه‌‌ها در تولید زی­لایه (بیوفیلم)، پروتئاز، سیانید هیدروژن و هورمون ایندول استیک اسید (IAA) نیز ارزیابی شد.نتایج: درمجموع، 30 جدایه باکتری از نمونه‌‌های تهیه‌شده از ریشه‌‌ درختان ممرز جداسازی شد. هیچ کلونی‌‌ باکتری در تشتک‌‌های شاهد مشاهده نشد که می‌‌تواند نمایانگر کارایی مطلوب روش ضدعفونی‌‌سازی سطحی به‌کاربرده‌شده و شاهدی بر درون‏رست بودن جدایه‌‌های به‌دست‌آمده محسوب شود. جدایه‌‌ها براساس ویژگی‌‌های فنوتیپی و ژنوتیپی در سه گروه مجزا قرار گرفتند. مقایسه ترادف ناحیه تکثیرشده از S rDNA16 و HSP60 با ترادف‌‌های موجود در ژن‌‌بانک NCBI و درخت فیلوژنتیکی ترسیمی نشان‌‌دهنده وجود گونه‌‌های Bacillus thuringiensis، B. subtilis و B. mycoides در نمونه‌‌ها بود. گونه B. thuringiensis بیشترین فراوانی و B. subtilis در رتبه بعدی و B. mycoides واجد کمترین فراوانی بودند. ترادف‌‌های حاصل از HSP60، تعیین دقیق موقعیت تاکسونومیکی جدایه‌‌های باسیلوس در سطح گونه را امکان‌‌پذیر کرد. سطح IAA تولیدی جدایه‌‌ها از هشت تا 75 میلی‌گرم در لیتر متغیر بود. جدایه‌‌های B. mycoides بیشترین و جدایه‌‌های B. subtilis کمترین سطح تولید را داشتند. اغلب جدایه‌‌ها قادر به تولید آنزیم‌‌های لیپاز، ژلاتیناز، لسیتیناز، پروتئاز و آمیلاز بودند. جدایه‌‌های B. thuringiensis بیشینه سطح پروتئاز را تولید کردند و بیشینه مقدار زی­لایه توسط جدایه‌‌های B. subtilis تولید شد. بیشترین هاله بازدارنده عصاره‌‌ی دی‌‌کلرومتان جدایه‌‌های باسیلوس برعلیه B. roseae متعلق به جدایه rAqa2 گونه B. subtilis (با قطر بازداری 25/0±3/18 میلی‌‌متر) بود.نتیجه‌‌گیری کلی: علاوه‌بر تنوع حاصل از گروه‌‌بندی فنوتیپی و مولکولی، وجود تنوع در برخی از ویژگی‌‌های فیزیولوژیکی در جدایه‌‌های باسیلوس می‌‌تواند نشانگر تأثیر بالقوه بعضی از جدایه‌‌ها در تولید هورمون‌‌های محرک رشد و افزایش ایمنی گیاهان باشد. همچنین، اثرات ضدباکتریایی و حفاظتی آن‌ها می‌تواند به‌عنوان عوامل زیست‌کنترل در گیاهان جنگلی در برابر عوامل بیماری‌زای باکتریایی محسوب شود. این پژوهش، اولین بررسی در زمینه شناسایی مولکولی و تعیین ویژگی‌‌های جدایه‌‌های باسیلوس درون‌‏رست ریشه ممرز در ایران است.