| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شمارهها | 3,168 |
| تعداد مقالات | 35,197 |
| تعداد مشاهده مقاله | 50,944,193 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 90,949,644 |
Molecular and phylogenetic characterization of two Nostoc strains isolated from Alagol and Ajigol soils (Golestan Province), Iran | ||
| The Iranian Journal of Botany | ||
| دوره 31، شماره 2 - شماره پیاپی 62، اسفند 2025، صفحه 277-288 اصل مقاله (1.01 M) | ||
| نوع مقاله: Research Paper | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijb.2025.369558.1527 | ||
| نویسندگان | ||
| Bahareh Nowruzi* ؛ Marzieh Samadipoor؛ Zahra Nasiri؛ Fatemeh Ghanbarpour؛ Aeen Nasri؛ Negin Dehghan | ||
| Department of Biology, SR.C., Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| چکیده | ||
| Accurate identification and phylogenetic characterization of cyanobacterial strains are essential for understanding their diversity and ecological roles. In this study, Nostoc strains isolated from lake-adjacent soils of Alagol and Ajigol (Golestan province) were analyzed by amplifying functional, structural, and palindromic genes. Considering the content of this article, it is important to acknowledge the problems and inefficiencies of relying solely on morphological traits for the accurate identification of cyanobacteria. Morphological features alone often fail to distinguish closely related strains due to their variability and overlap. Therefore, new molecular techniques and polyphasic studies are justified to achieve more reliable identification. The sampling results revealed two strains belonging to the Nostocaceae family. The two strains were designated as Nostoc sp. 1981 and Nostoc sp. 1982. The phylogenetic tree constructed using the 16S rRNA gene correlated with the morphological characteristics of the studied strains, placing both in a separate clade within Nostocaceae with strong bootstrap support of 83.2%. Comparative analysis of the ITS regions revealed differences in length and in the secondary structure of the D1-D1 and BOX B helices compared to other strains. Amplification of palindromic sequences also distinguished the two strains. Phylogenetic analysis using the rpoC1 gene demonstrated its suitability as a marker for discriminating closely related strains. This study combines fingerprinting techniques and gene analysis to effectively differentiate closely related Nostoc strains, providing new molecular and phylogenetic insights. | ||
| کلیدواژهها | ||
| Cyanobacteria؛ molecular phylogeny؛ palindromic genes؛ rpoC1؛ structural genes | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| شناسایی مولکولی و فیلوژنتیکی دو سویه Nostoc جدا شده از خاکهای اطراف دریاچه های آلاگل و آجیگل (استان گلستان) ایران | ||
| نویسندگان [English] | ||
| بهاره نوروزی؛ مرضیه صمدی پور؛ زهرا نصیری؛ فاطمه قنبرپور؛ آیین نصری؛ نگین دهقان | ||
| دپارتمان زیست شناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| چکیده [English] | ||
| شناسایی دقیق و تعیین جایگاه فیلوژنتیکی سویههای سیانو باکتریایی برای درک تنوع و نقشهای اکولوژیکی آنها بسیار حیاتی است. در این مطالعه، سویههای Nostoc که از خاکهای حاشیه تالابهای آلاگل و آجی گل جدا شده بودند، با تکثیر ژنهای عملکردی، ساختاری و نشانگرهای به شدت تکراری مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به ناکارآمدی تکیه بر صفات ریختشناسی به دلیل تغییرپذیری آنها برای شناسایی دقیق سیانوباکتریها و تمایز سویههای نزدیک به هم، استفاده از روشهای مولکولی و مطالعات پلی فازیک برای شناسایی قابل اعتمادتر ضروری است. نتایج حاصل از نمونهبرداری، دو سویه متعلق به تیره Nostocaceae را نشان داد. دو سویه به نامهای Nostoc sp. 1982 و Nostoc sp. 1981 نامگذاری گردیدند. نتیجه حاصل از ساخت درخت فیلوژنتیک با استفاده از توالی نوکلئوتیدی ناحیه ژنی S rRNA16، با شناسایی مورفولوژیک دو سویه مورد مطالعه همبستگی داشت. به طوریکه هر دو سویه با حمایت بالای بوت استرپ 2/83 درصد با سایر جنسهای Nostoc در یک کلاد جداگانه قرار گرفتند. نتایج حاصل از آنالیز مقایسه طول مناطق ITS نشان داد که طول منطقه و همچنین ساختار مارپیچ های D1-D1 و BOX B با سایر سویه ها متفاوت است. نتایج به دست آمده از تکثیر توالیهای پالیندرومیک نیز منجر به تفکیک دو سویه شد. حاصل از رسم درخت بر اساس ژن rpoC1 نشان داد، که استفاده از ژن rpoC1 می تواند معیار مناسبی برای تفیک دو سویه نزدیک به هم تلقی گردد. این مطالعه تکنیکهای انگشت نگاری و تحلیل ژنی را ترکیب میکند تا سویههای نزدیک Nostoc را بهطور مؤثر متمایز کند و بینشهای جدیدی درباره ویژگیهای مولکولی و فیلوژنتیکی ارائه دهد. | ||
| مراجع | ||
|
Allen, M.B. & Arnon, D.I. 1955: Studies on nitrogen-fixing blue-green algae. I. Growth and nitrogen fixation by Anabaena cylindrica Lemm. -Plant Physiol. 30: 366. https://doi.org/10.1104/pp.30.4.366 Bohunická, M., Pietrasiak, N., Johansen, J.R., Gómez, E.B., Hauer, T., Gaysina, L.A. & Lukešová, A. 2015: Roholtiella, gen. nov. (Nostocales, Cyanobacteria)—a tapering and branching cyanobacterium of the family Nostocaceae. -Phytotaxa. 197: 84–103. Gaget, V., Keulen, A., Lau, M., Monis, P. & Brookes, J. 2017: DNA extraction from benthic cyanobacteria: comparative assessment and optimization. -J. Appl. Microbiol. 122: 294-304. https://doi.org/10.1111/jam.13332 Kabirnjad, S., Nematzadeh, G. A., Talebi, A. F., Saraf, A., Suradkar, A., Tabatabaei, M. & Singh, P. 2020: Description of novel species of Aliinostoc, Desikacharya, and Desmonostoc using a polyphasic approach. -Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 70: 3413-3426. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004188 Kabirnejad, S., Nematzadeh, G.A., Talebi, A.F., Tabatabaei, M. & Singh, P. 2018: Neowestiellopsis gen. nov, a new genus of true branched cyanobacteria with the description of Neowestiellopsis persica sp. nov. and Neowestiellopsis bilateralis sp. nov., isolated from Iran. -Plant Syst. Evol. 304: 501-510. https://doi.org/10.1007/s00606-017-1488-6 Komárek, J. 2016: A polyphasic approach for the taxonomy of cyanobacteria: principles and applications. -Eur. J. Phycol. 51: 346-353. https://doi.org/10.1080/09670262.2016.1163738 Kotai, J. 1972. Instructions for the preparation of modified nutrient solution Z8 for algae. Norwegian Institute for Water Research, Oslo, 11(69): 5-11. Liaimer, A., Jensen, J.B. & Dittmann, E. 2016: A Genetic and Chemical Perspective on Symbiotic Recruitment of Cyanobacteria of the Genus Nostoc into the Host Plant Blasia pusilla L. -Front. microbiol. 7: 161.169. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01693. Liu, A.W., Villar-briones, A., Luscombe, N.M. & Plessy, C. 2022. Automated phenol-chloroform extraction of high molecular weight genomic DNA for use in long-read single-molecule sequencing. F1000Research, 11, 240-261. https://doi.org/10.12688/f1000research.109251.1. Nowruzi, B., Becerra-Absalón, I. & Metcalf, J.S. 2023: A novel microcystin-producing cyanobacterial species from the genus Desmonostoc, Desmonostoc alborizicum sp. nov., isolated from a water supply system of Iran. -Curr. Microbiol. 80: 49-61. https://doi.org/10.1007/s00284-022-03144-5 Nowruzi, B. & Fahimi, H. 2022: Fingerprinting and molecular phylogeny of some heterocystous cyanobacteria using 16S rRNA, ITS regions, and highly iterated palindromes as molecular markers. -Rostaniha. 23: 79-104. Nowruzi, B., Fahimi, H. & Ordodari, N. 2017: Molecular phylogenetic and morphometric evaluation of Calothrix sp. N42 and Scytonema sp. N11. -Rostaniha. 18: 210-221. Nowruzi, B., Ghazi, S., Norouzi, R. & Norouzi, R. 2024a: The impact of plasma-activated water on the process of nickel bioremediation by Neowestiellopsis persica A1387. -Ecotoxicol. Environ. Saf. 285: 117-128. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2024.117101 Nowruzi, B., Hutarova, L., Vešelenyiova, D. & Metcalf, J.S. 2024b: Characterization of Neowestiellopsis persica A1387 (Hapalosiphonaceae) based on the cpc A, psb A, rpo C1, nif H and nif D gene sequences. -BMC Ecol. Evol. 24: 57-65. https://doi.org/10.1186/s12862-024-02244-z Nowruzi, B., Khavari-nejad, R.-A., Nejadsattari, T., Sivonen, K. & Fewer, D. 2016: A proposal for the unification of two cyanobacterial strains of Nostoc as the same species. -Rostaniha. 17: 161-172. Nowruzi, B. & Shalygin, S. 2021: Multiple phylogenies reveal a true taxonomic position of Dulcicalothrix alborzica sp. nov. (Nostocales, Cyanobacteria). -Fottea. 21: 235-246. https://doi.org/10.5507/fot.2021.008 Nowruzi, B. & Soares, F. 2021: Alborzia kermanshahica gen. nov., sp. nov. (Chroococcales, Cyanobacteria), isolated from paddy fields in Iran. -Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 71-89. https://doi.org/10.1099/ijsem.0.004828 Nowruzi, B. & Zakerfirouzabad, M. 2024: Antifungal activity of Neowestiellopsis persica against Rhizoctonia solani in root and crown of Faba bean cultivated under modified BG-110 medium composition. -The Microbe. 4: 100-112. Nübel, U., Garcia-Pichel, F., & Muyzer, G. 1997. PCR primers to amplify 16S rRNA genes from cyanobacteria. AFM, 63(8): 3327-3332. https://doi.org/10.1128/aem.63.8.3327-3332.1997 Rasouli-dogaheh, S., Komárek, J., Chatchawan, T. & Hauer, T. 2022: Thainema gen. nov.(Leptolyngbyaceae, Synechococcales): A new genus of simple trichal cyanobacteria isolated from a solar saltern environment in Thailand. -PLoS One. 17: 261-311. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0261682 Rivandi, M., Nowruzi, B. & Fahimi, H. 2021: Molecular phylogenetic study of toxic cyanobacterium Anabaena sp. strain B3 isolated from Lavasan Lake, Tehran (Iran). -Rostaniha. 22: 120-133. Ronquist, F., Teslenko, M., Van der mark, P., Ayres, D.L., Darling, A., Höhna, S., Larget, B., LIU, L., Suchard, M.A. & Huelsenbeck, J.P. 2012: MrBayes 3.2: Efficient Bayesian Phylogenetic Inference and Model Choice Across a Large Model Space. -Syst. Biol. 61: 539-542. https://doi.org/10.1093/sysbio/sys029 Sánchez-baracaldo, P., Bianchini, G., Wilson, J.D. & Knoll, A.H. 2022: Cyanobacteria and biogeochemical cycles through Earth history. -Trends Microbiol. 30: 143-157. https://doi.org/10.1016/j.tim.2021.05.008 Sarchizian, I. & Ardelean, I. 2010: Axenic culture of a diazotrophic filamentous cyanobacterium isolated from mesothermal sulfurous springs (Obanul Mare-Mangalia). -Plant Biol. 55: 47-59. Singh, P., Singh, S.S., Aboal, M. & Mishra, A. K. 2015: Decoding cyanobacterial phylogeny and molecular evolution using an evonumeric approach. -Protoplasma. 252: 519-535. https://doi.org/10.1007/s00709-014-0699-8 Strunecký, O., Ivanova, A.P. & Mareš, J. 2023: An updated classification of cyanobacterial orders and families based on phylogenomic and polyphasic analysis. -J. Phycol. 59: 12-51. https://doi.org/10.1111/jpy.13304 Valerio, E., Chambel, L., Paulino, S., Faria, N., Pereira, P., & Tenreiro, R. 2009: Molecular identification, typing, and traceability of cyanobacteria from freshwater reservoirs. -Microbiology, 155 (2): 642-656. https://doi.org/10.1099/mic.0.022848-0 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 186 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 93 |
||