شناسایی ریزوبیوم های همزیست با گونه های اسپرس

ریزوبیوم ها از جمله مهم ترین باکتری های خاک زی اند که با ایجاد یک رابطه همزیستی کاملاً اختصاصی با گیاهان خانواده لگومینوز، به تثبیت نیتروژن مولکولی می پردازند. برقراری رابطه همزیستی ریزوبیوم- لگوم مستلزم تبادل یکسری از سیگنال های بیوشیمیایی از دو طرف رابطه همزیستی می باشد که به شناسایی آنها توسط یکدیگر منجر می شود. از آنجایی که خصوصیات ژنتیکی ریزوبیوم های همزیست و میزان سازگاری آن ها با گیاهان لگوم میزبان مهم ترین عامل تعیین کننده رقابت نژادهای مختلف برای گره زایی می باشد، اطلاع از تنوع میان جمعیت نژادهای موجود در خاک های مختلف، میزان فراوانی نژادها و شناسایی نژادهای سازگار با گونه-های مختلف میزبان، اهمیت بالایی دارد. اسپرس به دلیل ویژگی های مطلوب نظیر ارزش غذایی بالا، عدم ایجاد نفخ در دام، حفظ حاصلخیزی خاک، مقاومت به خشکی، شوری، سرما و آفاتی نظیر سرخرطومی در مناطقی که امکان کشت یونجه و شبدر وجود ندارد، کشت می شود. مطالعات اندک انجام گرفته نشان داد که ریزوبیوم های همزیست با اسپرس از ناهمگونی بالایی برخوردارند. علاوه بر این، تاکنون نیز تحقیقات چندانی در مورد رابطه بین سویه های ریزوبیومی همزیست اسپرس با گونه میزبان و منطقه جغرافیایی صورت نگرفته است. با توجه به این که منطقه غرب استان اصفهان (فریدن و فریدون شهر) و مناطق مجاور آن در استان لرستان (ازنا و الیگودرز) از جمله مناطق مهم کشت اسپرس محسوب می شوند، به این لحاظ ضروری است گونه های ریزوبیومی همزیست با اسپرس در این نواحی مشخص شوند و رابطه این ریزوبیوم ها با گونه های مختلف اسپرس تعیین گردد. بدین منظور، در این پژوهش طبقه بندی جدایه های همزیست با گونه های متفاوت اسپرس (شش گونه و از یکی از گونه ها پنج توده) بر اساس روش های مورفولوژیکی و pcr-rflp ناحیه ژنی 16s-rdna صورت گرفت که بر این اساس جدایه های همزیست با اسپرس در چهار گروه اصلی قرار گرفتند. سپس جهت افزایش دقت در گروه بندی و تعیین تنوع ژنتیکی، نماینده هایی از گروه های حاصله، انتخاب و با کمک انگشت نگاری rep-pcr با آغازگر box-a?r و سپس eric بررسی شدند و نتایج آن گروه بندی روش های قبلی را تأیید نمود. نتایج توالی یابی ناحیه ژنی 16s-rdnaجدایه های منتخب نشان داد که اکثر جدایه های همزیست با گونه های اسپرس مورد بررسی در هر دو خاک اصفهان و لرستان، از دو گونه rhizobium gallicum و sinorhizobium meliloti هستند که این دو گونه ریزوبیومی در بین گونه های اسپرس کشت شده در هر دو خاک اصفهان و لرستان وجود داشتند و غالبیت گونه r. gallicum مشهود بود. حضور s. meliloti در همزیستی با اسپرس تاکنون گزارش نشده است. در این پژوهش جدایه هایی از agrobacterium tumefaciens نیز در گره های اسپرس مشاهده شد. ردیابی ژن های موثر در همزیستی (nifh و nodc)، نشان دهنده حضور ژن گره سازی nodc در تمامی این جدایه ها بود ولی ژن تثبیت نیتروژن nifh در جدایه های a. tumefaciens مشاهده نشد. توانایی گره سازی مجدد و رقابت بین دو جدایه از گونه های r. gallicum و s. meliloti مورد بررسی قرار گرفت که توانایی گره سازی مجدد در هر دو جدایه مورد تأیید قرار گرفت و برتری جدایه r. gallicum در همزیستی با گیاه اسپرس مشاهده شد. بررسی توان تولید ملانین جدایه های ریزوبیومی در بین تمامی 236 جدایه ریزوبیومی جداسازی شده از گونه های متفاوت، بیانگر این بود که هیچ یک از جدایه های ریزوبیومی مورد مطالعه، قادر به تولید ملانین نیستند. شناسایی r. gallicum به عنوان گونه همزیست با گیاه اسپرس با توجه به تحقیقات انجام شده، کاملاً مورد انتظار بود و برتری آن در رقابت مستقیم با s. meliloti می تواند به دلیل اختصاصی تر بودن این همزیستی باشد. به نظر می رسد اثر مهارکنندگی a. tumefaciens بر جدایه های گونه r. gallicum که نسبت به s. meliloti خیلی بیشتر است، باعث کاهش درصد غالبیت r. gallicum در همزیستی با اسپرس در شرایط طبیعی شده است.