جداسازی، خالص‌سازی و شناسایی ریختی و مولکولی دو گونه ریزجلبک نمک‌دوست از کشندان پشت سدی لیپار (سواحل دریای عمان، چابهار)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات شیلاتی آب های دور، موسسه تحقیقات علوم شیلاتی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، چابهار، ایران.

2 سازمان شیلات ایران، ایران، تهران.

3 مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران، بانک میکروارگانیسم‌ها، جهاد دانشگاهی، تهران، ایران.

چکیده

جداسازی و شناسایی میکروارگانیسم ­های ناشناخته بومی کشورمان و حفظ و نگهداری از آن‌ها در کلکسیون­ های ذخایر ژنتیکی به‌منظور بهره‌برداری از ظرفیت ­های زیستی آن‌ها از اهمیت و ضرورت ویژه‌ای برخوردار است. این مطالعه با هدف شناخت ریزجلبک­‌های نمک‌دوست ساکن در کشندان پشت سدی لیپار واقع در سواحل دریای عمان در استان سیستان و بلوچستان انجام شد. نمونه‌برداری از آب و فیتوپلانکتون­ های کشندان پشت سدی در سال ­های 1399-1398 صورت گرفت. جداسازی و خالص‌سازی ریزجلبک­ های جمع آوری شده با روش‌ تهیه‌ رقت­‌های سریالی و کشت در محیط­ های کشت آگار و محیط کشت مایع F2 به صورت متوالی صورت گرفته و در نهایت تک کلونی‌­های خالص به دست آمد. شناسایی اولیه جدایه‌ها از طریق مشاهدات میکروسکوپی و مقایسه با کلید­های طبقه‌بندی معتبر از لحاظ ریخت‌شناسی انجام شد. برای تایید و صحت بیشتر از شناسایی با روش مولکولی و توالی یابی ژن 18S rRNA و 16S rRNA استفاده شد. آنالیز داده‌های ریخت‌شناسی و توالی‌یابی مولکولی نشان داد که دو جدایه خالص شده ریزجلبک سبز Dunaliella salina و ریزجلبک سبز-آبی .Cyanothece sp می‌باشند که برای نخستین بار از کشندان پشت سدی شناسایی شدند. این دو ریزجلبک از نظر ظرفیت زیستی و تجاری جزء گونه‌های مناسب برای تولید انبوه و بسیار پرکاربرد در صنعت شناخته شده‌اند. سویه‌های خالص شده جهت نگهداری به بانک ملی ذخایر ژنتیک ایران اهدا شده تا جهت استفاده در تحقیقات و یا بهره‌برداری در مقیاس صنعتی در آینده به کار گرفته شوند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Isolation, purification and morphological and molecular identification of two halophyte microalgae species from Lipar back barrier (Oman Sea, Chabahar)

نویسندگان [English]

  • Zahra Aminikhoei 1
  • Mahsa Naderi Samani 2
  • Saaedeh Taherpanah 3
  • Ghasem Rahimi Gharemirshamloo 1
1 Off-shore Fisheries Research Center-Chabahar, Iranian Fisheries Science Research, Institute (IFSRI), Agricultural Research Educations and Extension Organization (AREEO), Chabahar, Iran.
2 Iran Fisheries Organization, Tehran, Iran.
3 Iranian Biological Resource Center, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Isolation and identification of unknown microorganisms native to our country and their preservation in the collections of genetic resources in order to exploit their biological capacity are of special importance and necessity. This study aimed to identify halophyte microalgae living in the back-barrier Lipar located on the shores of the Oman Sea in Sistan and Baluchestan Province. Water and phytoplankton sampling was carried out from the back-barrier in 2019-2020. Isolation and purification of the collected microalgae were performed by serial dilution and F2 medium culture in agar and liquid media, and finally, pure single colonies were obtained. Then, the initial identification of isolates was done through microscopic observations and comparison with morphologically valid classification keys. In the next step, 18S rRNA and 16S rRNA genes were used for further verification and identification by molecular method and sequencing. Analysis of morphological data and molecular sequencing showed that two purified isolates were green microalgae Dunaliella salina and green-blue microalgae Cyanothece sp., which was identified for the first time from the back-barrier. In terms of biological and commercial capacity, these two microalgae are suitable species for mass production and are widely used in industry. The purified strains have been donated to the National Bank of Iran Genetic Resources for future research or industrial-scale exploitation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microalgae
  • Lipar back barrier
  • Sequencing
  • Morphology
  • Cyanothece sp
  • Dunaliella salina
اربابی س.، اکبری پ.، امینی خوئی ز. 1399. بررسی تاثیر روش لخته سازی بر راندمان برداشت زی‌‌توده و محتوی اسیدهای چرب ریزجلبک Dunaliella salina، جداسازی شده از تالاب لیپار، چابهار. مجله علمی شیلات ایران، (6): 120-109.
امینی خوئی ز.، عرفانی فر ا.، اژدری ا.، ابیر س. 1400. بررسی اثرات شوری‌‌‌های مختلف بر میزان رنگدانه‌‌‌های ارزشمند ریزجلبک نمکدوستCyanothece sp.  شناسایی شده از کشندان پشت سدی لیپار (چابهار) در شرایط آزمایشگاهی. مجله علمی شیلات ایران، ۵: 133-121.
صدقی م.، فرخنده ص.، نوروزی م.، آموزگار م.، شاهزاده فاضلی ا. 1395. جداسازی و شناسایی ریخت شناسی و مولکولی گونه‌های جلبک Dunaliella از دریاچه‌های شور حوض سلطان و آران و بیدگل. رستنی‌ها، 17(1): 77-70.
قربانی س.، مناف‌فر ر.، رامین طاعی ا.، ملک‌زاده ر. 1392. بررسی تنوع مولکولی گونه‌های جلبک Dunaliella در تعدادی از ایستگاه‌های دریاچه ارومیه. زیست‌‌شناسی گیاهی ایران،  5(17): 98-89.
Amann R.I., Ludwig W., Schleifer K.H. 1995. Phylogenetic identification and in situ detection of individual microbial cells without cultivation. Microbiological Reviews 59(1), 143-169.
Amorim M.L., Soares J., Coimbra J.S.D.R., Leite M.D.O., Albino L.F.T., Martins M.A. 2021. Microalgae proteins: Production, separation, isolation, quantification, and application in food and feed. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 61(12), 1976-2002.
Andersen R.A., Kawachi M. 2005. Traditional Microalgae Isolation Techniques. In: Andersen R.A. (Ed) Algal Culturing Techniques. Elsevier, Amsterdam 83-100
Apt K., Gibor A. 1989. Development and induction of bacteria-associated galls on Prionitis lanceolate (Rhodophyta). Diseases of Aquatic Organisms 6(2), 151-156.
Bellinger E.G., & Sigee D.C. 2010. Freshwater Algae: Identification and Use as Bioindicators, 6th Edn. Hoboken.
Ben-Amotz A., Avron M. 1990. The biotechnology of cultivating the halotolerant alga Dunaliella. Trends in Biotechnology 8, 121-126.
Bharadvaja N., Kumar L. 2021. Algal Biorefinery for the Extraction of Bioactive Compounds. Current Bioactive Compounds 17(4), 280-288.
Borowitzka L.J., & Brown A.D. (1974). The salt relations of marine and halophilic species of the unicellular green alga, Dunaliella. Archives of Microbiology 96(1), 37-52.
Cakmak Y.S., Kaya M., Asan-Ozusaglam M. 2014. Biochemical composition and bioactivity screening of various extracts from Dunaliella salina, a green microalga. EXCLI Journal 13, 679.
Chai W.S., Tan W.G., Munawaroh H.S.H., Gupta V.K., Ho S.H., Show P.L. 2020. Multifaceted roles of microalgae in the application of wastewater biotreatment: A review. Environmental Pollution 269, 116-236.
Doan Q.C., Moheimani N.R., Mastrangelo A.J., Lewis D.M. 2012. Microalgal biomass for bioethanol fermentation: implications for hypersaline systems with an industrial focus. Biomass and Bioenergy 46, 79-88.
Garcia-Pichel F., López-Cortés A., Nübel U. 2001. Phylogenetic and Morphological Diversity of Cyanobacteria in Soil Desert Crusts from the Colorado Plateau. Applied and Environmental Microbiology 67(4), 1902-1910.
Goldberg I., & Hasler C.M. 1996. Functional Foods--Designer Foods, Pharmafoods, Nutraceuticals. American Journal of Clinical Nutrition 64(2), 255-255.
Guillard R.R.L., Sieracki M.S. 2005. Counting Cells in Cultures with the Light Microscope. In: Andersen R.A. (Ed) Algal culturing techniques. Elsevier Academic Press, London, 239-252.
Hejazi M.A., Barzegari A., Gharajeh N.H., Hejazi M.S. 2010. Introduction of a novel 18S rDNA gene arrangement along with distinct ITS region in the saline water microalga Dunaliella. Saline Systems 6(1), 1-11.
Komárek J. 1976. Taxonomic review of the genera Synechocystis Sauv. 1892, Synechococcus Nag. 1849, and Cyanothece gen. nov. (Cyanophyceae). Archiv fur Protistenkunde.
Mogany T., Swalaha F.M., Kumari S., Bux, F. 2018. Elucidating the role of nutrients in C-phycocyanin production by the halophilic cyanobacterium Euhalothece sp. Journal of Applied Phycology 30(4), 2259-2271.
Olmos J., Paniagua J., Contreras R. 2000. Molecular identification of Dunaliella sp. utilizing the 18S rDNA gene. Letters in Applied Microbiology 30(1), 80-84.
Rippka R., & Cohen-Bazire G. 1983. The Cyanobacteriales: a legitimate order based on the type strain Cyanobacterium stanieri?. In Annales de l'Institut Pasteur/Microbiologie, 134, 121-36.
Shadrin N., Balycheva D., Anufriieva E. 2021. Microphytobenthos in the Hypersaline Water Bodies, the Case of Bay Sivash (Crimea): Is Salinity the Main Determinant of Species Composition?. Water 13(11), 1542.
Vinogradova O., & Darienko T. 2008. Terrestrial algae of hypersaline environments of the Central Syvash islands (Kherson Region, Ukraine). Biologia 63(6), 813-823.
Wang J., Zhang G., Ding C. 2018. Morphology, ultrastructure and phylogeny of Cyanothece sp. (Cyanobacteriaceae: Cyanophyceae) isolated from the eastern Indian Ocean. Acta Oceanologica Sinica 37(10), 4 -10.
Yaiche-Achour H., Doumandji A., Bouras N., Sabaou N., Assunҫão P. 2018. Isolation, molecular identification and the carotenogenesis process of the microalgae Dunaliella salina strain Duna DZ1 isolated from an Algerian Salt Lake. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 19(5), 399-407.
Zhang X., Yang S., Sun J., Wu C., Wang J., Zhang G. & Ding C. 2018. Morphology, ultrastructure and phylogeny of Cyanothece sp. (Cyanobacteriaceae: Cyanophyceae) isolated from the eastern Indian Ocean. Acta Oceanologica Sinica 37(10), 4-10.