تنوع ژنتیکی قارچ‌های اندوفیت درختچه شیرخشت (‏Cotoneaster integerrimus Medik.‎‏) ارسباران‏

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته‎ ‎کارشناسی‎ ‎ارشد، گروه زیست شناسی،‎ ‎واحد تبریز،‎ ‎دانشگاه‎ ‎آزاد اسلامی،‎ ‎تبریز، ایران

2 استادیار، دکترای تخصصی اصلاح نباتات، مؤسسه‎ ‎تحقیقات‎ ‎جنگل‌ها‎ ‎و‎ ‎مراتع‎ ‎کشور،‎ ‎سازمان‎ ‎تحقیقات،‎ ‎آموزش‎ ‎و‎ ‎ترویج‎ ‎کشاورزی،‎ ‎تهران، ایران‏

3 استادیار، دکترای تخصصی ژنتیک مولکولی، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

چکیده

قارچ­های اندوفیت گیاهی نقش مهمی در فعل و انفعالات فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی گیاهان در پاسخ به شرایط محیطی ایفا می­کنند. در همین راستا، شناسایی قارچ­های اندوفیت گونه شیرخشت در ارسباران هدف­گذاری شد. نمونه­های برگ و ساقه از گیاه مذکور جداسازی و پس از ضدعفونی سطحی، در محیط کشت PDA حاوی استرپتومایسین کشت شدند. پس از رشد هیف­های قارچی و واکشت کردن آن­ها، از محیط کشت PDB برای ادامه کار استفاده شد. برای شناسایی ایزوله­های قارچی رشد­کرده، استخراج DNA و واکنش زنجیره­ای پلیمراز با استفاده از آغازگرهای نواحی فاصله­انداز رونویسی­شونده داخلی (Internal Transcribed Spacer) انجام شد. نتایج حاصل از PCR، نشان داد که از 15 ایزوله جداسازی- شده، در 9 ایزوله قطعه ITS تکثیر شد. به­طوری که 3 ایزوله در گونه Penicillium sizovae، 3 ایزوله در گونه Alternaria alternate، 2 ایزوله در جنس Penicillium و ایزوله آخر به­دلیل شباهت کم توالی ITS آن با داده پایگاه، نامگذاری نشد و احتمالا گونه جدیدی باشد و نیاز به پژوهش­های تکمیلی دارد. تجزیه­وتحلیل فیلوژنتیک، 4 گونه مورد نظر را در 2 کلاد کاملا متمایز قرار داد، به­طوری که کمترین فاصله ژنتیکی بین 2 گونه Penicillium و بیشترین فاصله نیز بین 2 ایزوله Penicillium sp و Fungal sp وجود دارد. این بررسی اولین گزارش در ارتباط با قارچ­های اندوفیت شیرخشت بوده و نشان می­دهد که این گونه گیاهی میزبان تعداد و طیف کمی از قارچ­های اندوفیت است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Genetic diversity of endophytic fungi of Arasbaran Cotoneaster integerrimus

نویسندگان [English]

  • , Sahar Saiidi 1
  • Yousef Mohammadi 2
  • Mohammad Reza Mashayekhi, 3
1 MSc of Biology, Tabriz Branch, Islamic Azad university, Tabriz, I. R. Iran‎
2 Assitant Professor, Plant breeding, Research institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, ‎Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, I. R. Iran
3 Assitant Professor, Molecular Genetics, Department of Biology, Tabriz Branch, Islamic Azad university, ‎Tabriz, I. R. Iran
چکیده [English]

Plant endophytic fungi play an important role in the physiological and biochemical interactions of plants in response to environmental conditions and by producing specific secondary metabolites. In addition to preserving the host plant, they also gain economic importance. In this regard, the identification of endophytic fungi of Arasbaran Cotoneaster integerrimus shrub was targeted. Leaf and stem samples were isolated from the plant and, after surface disinfection, were cultured in a PDA medium containing Streptomycin. After growing fungal hyphae and culturing them, the PDB medium was used to continue the work. To identify the grown fungal, DNA extraction was performed and Polymerase Chain Reaction was performed using Internal Transcribed Spacer (ITS) primers. PCR results showed that out of 15 isolated isolates, the ITS fragment was amplified in 9 isolates. As 3 isolates in Penicillium sizovae, three isolates in Alternaria alternate, two isolates in Penicillium and the last isolate were not named due to the low similarity of its ITS sequence with the database data and it is probably a new species and needs further studies. Phylogenetic analysis identified the four species in two completely distinct clades, so that the lowest genetic distance observed between the two Penicillium species and the maximum distance observed between the Penicillium sp and Fungal sp. The present study is the first report on Cotoneaster integerrimus endophytic fungi and shows that this plant hosts a small number and range of endophytic fungi.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arasbaran
  • Symbiotic relationship
  • Secondary metabolites
  • ITS

مراجع

Arnold, A. E.; Herre, E. A., Canopy cover and leaf age affect colonization by tropical fungal endophytes: ecological pattern and process in Theobroma cacao (Malvaceae). Mycologia 2003, 95 (3), 388-398.
Chauhan, N. M.; Gutama, A. D.; Aysa, A., Endophytic fungal diversity isolated from different agro-ecosystem of Enset (Ensete ventericosum) in Gedeo zone, SNNPRS, Ethiopia. BMC Microbiology 2019, 19 (1), 1-10.
Clay, K.; Schardl, C., Evolutionary origins and ecological consequences of endophyte symbiosis with grasses. The American Naturalist 2002, 160 (S4), S99-S127.
Deng, B. W.; Liu, K. H.;  Chen, W. Q.;  Ding, X. W.; Xie, X. C., Fusarium solani, Tax-3, a new endophytic taxol-producing fungus from Taxus chinensis. World Journal of Microbiology and Biotechnology 2009, 25 (1), 139-143.
Ghanbari, S., Study on bio-economic aspects of reddish blackberry (Ribes biberistentii Berl. & DC) in Ilgene chay watershed of the Arasbaran forests Iran Journal of Forest Research and Development 2021, 7 (1), 45-62. (In Persian)
Ghasemi Esfahlan, S.; Arzanlou, M.; Babayahri, A.; Torbati, M.; Narmani, A., Morphological and molecular characterization of endophytic fungi from oak trees in Arasbaran forests. Journal of Applied Research in Plant Protection 2019, 8 (1), 1-17. (In Persian)
Ghasemi Esfahlan, S.; Arzanluou, M.; Babaei Ahari, A., Identification of endophytic Trichoderma species from oak trees in Arasbaran forests using morphological and molecular characteristics.  Journal of Applied Research in Plant Protection 2017, 6 (3), 53-66. (In Persian)
Hajizadeh, A.; Amini, J.; Abdollahzadeh, J., New records of endophytic fungi isolated from oak trees in Kurdistan province (Iran) Rostaniha 2015, 16 (1), 109-122. (In Persian)
Janatbabaei, M.; Moradi, G.; Feghhi, J., Effect of soil and topography characteristics on distribution of plant types in the Arasbaran forests, Iran. Forest Research and Development 2019, 5 (4), 583-597.
Jonbozorgi, S.; Mehrabi-Koushki, M.; Farokhinejad, R., Isolation and identification of fungal endophytes of the cowpea in Khuzestan province. Biological Journal of Microorganism 2019, 8 (29), 97-115.
Kim, W.; Mauthe, W.; Hausner, G.; Klassen, G., Isolation of high molecular weight DNA and double-stranded RNAs from fungi. Canadian Journal of Botany 1990, 68 (9), 1898-1902.
Larkin, M. A.; Blackshields, G.; Brown, N. P.; Chenna, R.; McGettigan, P. A.; McWilliam, H.;  Valentin, F.;  Wallace, I. M.;  Wilm, A.; Lopez, R., Clustal W and Clustal X version 2.0. Bioinformatics 2007, 23 (21), 2947-2948.
Meena, H.; Hnamte, S.; Siddhardha, B., Secondary metabolites from endophytic fungi: chemical diversity and application. In Advances in Endophytic Fungal Research, Springer: 2019; pp 145-169.
Nasiri Madiseh, Z.; Mofid, M.; Ebrahimi, M.; Khyam Nekouee, S.M.; Khosravi Ahahli, M., Isolation of Taxol-producing endophytes fungi from Iranian yew (Taxus baccata L.) Journal of Shahrekord Uuniversity of Medical Sciences 2010, 11 (4), 101-106. (In Persian)
Patil, R. H.; Patil, M. P.; Maheshwari, V. L., Bioactive secondary metabolites from endophytic fungi: a review of biotechnological production and their potential applications. Studies in Natural Products Chemistry 2016, 49, 189-205.
Roopa, G.; Madhusudhan, M.; Sunil, K.; Lisa, N.; Calvin, R.;  Poornima, R.;  Zeinab, N.;  Kini, K.;  Prakash, H.; Geetha, N., Identification of Taxol-producing endophytic fungi isolated from Salacia oblonga through genomic mining approach. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 2015, 13 (2), 119-127.
Roughanian, M.; Amini, J.; Zafari, D.; Abdollahzadeh, J., Drechslera triseptata, a new record for Iranian mycoflora. Rostaniha 2012, 13 (1), 109-110.
Taechowisan, T.; Peberdy, J. F.; Lumyong, S., Isolation of endophytic actinomycetes from selected plants and their antifungal activity. World Journal of Microbiology and Biotechnology 2003, 19 (4), 381-385.
Xiong, Z.-Q.; Yang, Y.-Y.; Zhao, N.; Wang, Y., Diversity of endophytic fungi and screening of fungal paclitaxel producer from Anglojap yew, Taxus x media. BMC Microbiology 2013, 13 (1), 1-10.
Yang, Y.;  Zhao, H.;  Barrero, R. A.;  Zhang, B.;  Sun, G.;  Wilson, I. W.;  Xie, F.;  Walker, K. D.;  Parks, J. W.; Bruce, R., Genome sequencing and analysis of the paclitaxel-producing endophytic fungus Penicillium aurantiogriseum NRRL 62431. BMC Genomics 2014, 15 (1), 1-14.
 
پژوهش و توسعه جنگل
دوره 8، شماره 4
آذر 1401
صفحه 415-424

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار