بررسی تنوع باکتریهای اندوفیت مزارع نیشکر خوزستان
کد مقاله : 1242-23IPPC
نویسندگان
اهواز، گلستان، خیابان اردیبهشت، بین آبان و آذر، مجتمع نرگس، پلاک 167
چکیده
باکتریهای اندوفیت از میکروارگانیسم‌های غیربیماری‌زای ساکن بافت‌های گیاهی‌اند و می‌توانند باعث تأثیرات مطلوب بر افزایش متابولیسم، رشد و مقاومت گیاه در برابر عوامل بیماری‌زا و تنش‌های محیطی شوند. این مطالعه به منظور جداسازی و شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی باکتریهای اندوفیت گیاهان نیشکر استان خوزستان انجام گرفت. برای این منظور نمونه‌برداری طی چندین مرحله در زمستان سال 95 و تابستان سال 96 از مزارع نیشکر واقع در کشت و صنعت های شمال و جنوب خوزستان، به صورت تصادفی، از بخش های هوایی ارقام مختلف صورت گرفت و پس از ثبت مشخصات لازم، نمونه‌ها به آزمایشگاه بیماری‌شناسی واقع در مؤسسه تحقیقات و آموزش نیشکر و صنایع جانبی خوزستان منتقل گردیدند. برای جداسازی باکتریهای مذکور، برگ‌های نیشکر از ساقه جداسازی و در ارلن‌های شیشه‌ایی حاوی 100 میلی‌لیتر NaCl یک درصد حاوی ژلاتین، کاملاً خرد شده و سپس نیم ساعت روی شیکر 120 دور در دقیقه قرار داده، سپس سوسپانسیونی تهیه و سوسپانسیون حاصل روی محیط کشت عمومی YPGA (Yeast extract Peptone Glucose Agar) کشت و در دمای 25 تا 27 درجه سانتیگراد نگهداری شدند. پس از ظهور پرگنه‌ها در محیط کشت، خصوصیات بیوشیمیایی و مولکولی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. جداسازی باکتری از برگ و غلاف نیشکر انجام شد ولی تراکم بالایی از باکتری‌ها در برگ‌ها مشاهده شد. براساس آزمون‌های گرم، اکسیداز، کاتالاز، O/F، لوان، پکتیناز، پروتئاز، تولید رنگ فلورسنت روی محیط کشت KB و رشد در دمای ºC40 جدایه‌ها در ده گروه قرار داده و نمایندگانی از این گروه‌ها جهت انجام آزمون مولکولی و تائید نهایی انتخاب شدند. مطالعه فیلوژنی جدایه‌ها براساس تعیین توالی ژن حفاظت شده 16S rRNA انجام گرفت. تجزیه و تحلیل فیلوژنتیک با استفاده از توالی ژن مذکور نشان داد که تنوع قابل توجهی در باکترهای نیشکر این منطقه وجود دارد. تعداد 14 گونه باکتریایی متعلق به 7 جنس شناسایی شد. جنس‌های شناسایی شده شامل: Burkholderia و Ralstonia از گروه β-Proteobacteria، Mesorhizobium و Ochrobactrum از گروه α-Proteobacteria، Microbacterium و Curtobacterium از Actinobacteria و در نهایت جنس Xanthomonas از γ-Proteobacteria. بیشترین فراوانی مربوط به گونه‌های جنس Burkholderia و کمترین فراوانی مربوط به جنس Xanthomonas بود. این اولین مطالعه از بررسی تنوع زیستی باکتریهای اندوفیت نیشکر در ایران بود.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Diversity of endophytic bacteria in Iranian sugarcane
Authors
Hossein Moazzen Rezamahaleh
Abstract
Endophytic bacteria commonly are non-pathogenic microorganisms in plant tissues and can have beneficial effects on plants, they can increase metabolism, growth and plant resistance against pathogens and environmental stresses. This study was conducted to isolate and characterize the biochemical and molecular propertise of endophytic bacteria from sugarcane in Khuzestan province. Plant samples were collected in different stages of sugar cane in winter and summer 2017 from fields located in the north and south of Khuzestan province. All samples were transferred to the pathology laboratory located at the Sugar can Research and Training Institute of Khuzestan. For isolation of endophytic bacteria, the sugar cane leaves are separated from the stem, and macerated in 100 ml sterilized distilled water containing 1 gr gelatin and 1 gr NaCl, shacked for 30 min at 120-rpm. A loopful of the bacterial sample suspension was streaked on yeast peptone glucose agar (YPGA) medium. The plates were incubated at 25– 27°C for 48–72h. Single colonies were selected and purified. Biochemical and molecular characteristics were determined based on standard bacteriological methods. All isolates were tested for Gram reaction, catalase, oxidase, levan, potato rot, protease, O/F, fluorescent pigment and growth at 40°C. Results showed that bacterial strains were 10 groups which their representatives selected for molecular analysis. The 16S rRNA of the representative were amplified and subjected to sequencing. Phylogenetic analysis the target gene sequences showed a significant variation among sugarcane bacteria. A total of 14 bacterial species belonging to 7 genera were identified. They include Burkholderia and Ralstonia from β-Proteobacteria, Mesorhizobium and Ochrobactrum from α-Proteobacteria, Microbacterium and Curtobacterium from Actinobacteria and Xanthomonas from γ-Proteobacteria. The most prevalent bacterium was Burkholderia and the least frequent was Xanthomonas. This is the first study to determine the diversity of sugarcane bacteria in Iran.
Keywords
Phylogenetic analysis, endophytic bacteria, 16S rRNA