Nowruzi, Bahareh, Fahimi, Hossein. (1401). Fingerprinting and molecular phylogeny of some heterocystous cyanobacteria using 16S rRNA, ITS regions and highly iterated palindromes as molecular markers. سامانه مدیریت نشریات علمی, (), -. doi: 10.22092/botany.2022.358594.1306
Bahareh Nowruzi; Hossein Fahimi. "Fingerprinting and molecular phylogeny of some heterocystous cyanobacteria using 16S rRNA, ITS regions and highly iterated palindromes as molecular markers". سامانه مدیریت نشریات علمی, , , 1401, -. doi: 10.22092/botany.2022.358594.1306
Nowruzi, Bahareh, Fahimi, Hossein. (1401). 'Fingerprinting and molecular phylogeny of some heterocystous cyanobacteria using 16S rRNA, ITS regions and highly iterated palindromes as molecular markers', سامانه مدیریت نشریات علمی, (), pp. -. doi: 10.22092/botany.2022.358594.1306
Nowruzi, Bahareh, Fahimi, Hossein. Fingerprinting and molecular phylogeny of some heterocystous cyanobacteria using 16S rRNA, ITS regions and highly iterated palindromes as molecular markers. سامانه مدیریت نشریات علمی, 1401; (): -. doi: 10.22092/botany.2022.358594.1306
Fingerprinting and molecular phylogeny of some heterocystous cyanobacteria using 16S rRNA, ITS regions and highly iterated palindromes as molecular markers
Assistant Professor Department of Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده
This study aimed to investigate phylogenetic relationships of cyanobacteria based on the 16S rRNA, ITS genes and palindromic sequences of HIP, ERIC, and STRR. The use of Internal Transcribed Spacer (ITS) region secondary structures has been proposed for phylogenetic reconstructions. Sampling was done from five Ghanats of shallow aqueducts located at Gonbad Kavous villages (Golestan province, NE of Iran), and purified in Z8 culture medium. After DNA extraction, 16S rRNA and ITS genes were amplified and sequenced. The phylogenetic tree was created using the Likelihood Maximum method and the appropriate model with the help of Iqtree online web server. The secondary structure of ITS was drawn in different parts of helix D1-D1′, D2, D3, tRNAIle, tRNAAla, BOX B, BOX A, and V3 using Mfold program. Then, phylogenetic analysis of fingerprints was converted to binary information with the presence and absence of separate, and reproducible bands in each DNA fingerprint pattern generated by PCR profiles of HIP, ERIC and STRR, and binary information was used to construct a composite dendrograms. The results showed that, the studied strains belonged to four families viz. Aphanizomenonaceae, Nostocaceae, Hapalosiphonaceae, and Calotrichaceae of subsections of order Nostocales. The three studied strains were located in Neowestiellopsis clade, one strain in Calothrix clade, two strains in Anabaena clade, one strain in Aliinostoc clade, one strain in Nodularia clade, and two strains in Desmonostoc clade. In addition, the results of the dendrograms clusters drawn from the proliferation of palindrome sequences confirmed the clustering of phylogenetic trees. However, the results of the variable sections found in sections D1-D1′ and Box-B of the ITS gene revealed unique secondary structures that did not have a similar pattern to their close counterparts. The overall results showed that, the data obtained from genomic fingerprints, in silicoand phylogenetic analysis are very useful for distinguishing closely related strains of cyanobacteria.
انگشتنگاری و فیلوژنی مولکولی برخی از سیانوباکتریهای هتروسیتدار با استفاده از مناطق 16S rRNA، ITS و پالیندرومهای به شدت تکراری به عنوان مارکرهای مولکولی
نویسندگان [English]
بهاره نوروزی؛ حسین فهیمی
استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران
چکیده [English]
هدف از این مطالعه، یافتن روابط فیلوژنتیک سیانوباکتریها براساس ژنهای 16S rRNA و ITS و توالیهای پالیندرومیک HIP، ERIC و STRR بوده است. نمونهبرداری از پنج چشمه از قناتهای کمعمق روستاهای گنبدکاووس (استان گلستان) انجام شد و در محیط کشت Z8 کشت و خالصسازی گردید. پس از استخراج DNA، ژنهای 16S rRNA و ITS تکثیر و توالییابی شدند. درخت فیلوژنتیک با استفاده از روش Likelihood Maximum و مدل مناسب به کمک وب سرور برخط Iqtree server ساخته شد. ساختار ثانویه ITS، در بخشهای مختلف مارپیچ D1-D1′، D2، D3، tRNAIle، tRNAAla، BOX B، BOX A و V3 به کمک برنامه Mfold رسم شد. سپس، آنالیز فیلوژنتیک انگشتنگاریها به کمک حضور و عدم حضور باندهای مجزا و قابل تکثیر در هر الگوی انگشتنگاری DNA تولید شده با پروفایلهای PCR HIP، ERIC و STRR، به اطلاعات دوتایی تبدیل برای ساختن دندروگرام مرکب، استفاده شد. نتایج نشان داد که سویههای مورد بررسی متعلق به چهار تیره به اسامی Aphanizomenonaceae،Nostocaceae،Hapalosiphonaceae و Calotrichaceae از زیربخش راسته Nostocalesبودند. سه سویه مورد بررسی در کلاد Neowestiellopsis، یک سویه در کلاد Calothrix، دو سویه در کلاد Anabaena، یک سویه در کلاد Aliinostoc، یک سویه در کلاد Nodulariaو دو سویه در کلاد Desmonostoc جای گرفتند. به علاوه، نتایج کلاسترهای دندروگرامهای رسم شده حاصل از تکثیر توالیهای پالیندرومی تاییدکننده کلاستربندیهای درختهای فیلوژنتیکی بود. با این حال، نتایج حاصل از بخشهای متغیر در بخشهای D1-D1′ و Box-B ژن ITS، ساختارهای ثانویه منحصر به فردی یافت گردید که الگوی مشابهی با سویههای نزدیک به خود را نداشتند. نتایج کلی حاصل نشان داد که دادههای حاصل از انگشتنگاریهای ژنومیک، آنالیزهای درونرایانهای و فیلوژنتیکی برای تمایز سویههای نزدیک به هم سیانوباکتریها بسیار مفیدند.
کلیدواژهها [English]
سیانوباکتری ها, توالی های پالیندرومیک, آنالیزهای درون رایانه ای, 16S rRNA, ITS انگشت نگاری DNA