اخیرا گیاه آزولا به دلیل سرعت بالای تکثیر، ارزش غذایی بالا و هزینه پایین تولید آن توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. به منظور انجام مطالعات مولکولی در این گیاه و شناسایی مولکولی گونه مورد مطالعه، استخراج dna ژنومی با سه روش بهینه شده ctab، ste و dellaporta صورت گرفته و کمیت و کیفیت دی ان ای استخراجی با استفاده از الکتروفورز با ژل اگارز، اسپکتروفتومتری و واکنش زنجیره ای پلی مراز، کیفیت بالای دی ان استخراجی با روش ste را تایید نمود که به عنوان الگو جهت انجام واکنش زنجیره ای پلیمراز (pcr) انتخاب شد. از مجموع 6 جفت آغازگر طراحی شده با نرم افزار oligo ver 7.0 تعداد 4 جفت آغازگر رفت و برگشت f27 و r781، fg1 و rg1، fg3و rg3، fg4 و rg4 تکثیر قابل قبولی از نواحی ژنی مورد هدف در ژنوم گیاه آزولا نشان دادند که توالی های حاصله از این نشانگرها مبنای آنالیز ژنتیکی این پژوهش در نظر گرفته شد. بدین ترتیب که این نواحی ژنی با استفاده از تکنیک ta cloning در ناقل ptz57r/t الحاق گردیده و پس از تراریختگی در سویه باکتریایی dh5? تکثیر شدند. پلاسمید های استخراجی پس از خالص سازی از روی ژل با استفاده از کیتroche ، جهت توالی یابی به شرکت بیونیر(bioneer) کره جنوبی ارسال شد. توالی های به دست آمده با استفاده از نرم افزارvector nti ver. 11 ویرایش گردیده در پایگاهداده های ژنتیکی (ncbi) بلاست گردیدند. توالی های با تشابه بالاتر از 70% با توالی های ژنی تکثیر یافته در گیاه آزولا انتخاب و با استفاده از افزونه clustal w در نرم افزار bioedit ver 7.09 همردیفی چندگانه انجام شده و مقایسه فاصله مولکولی داده ها با استفاده از طریق نرم افزار mega6 و تحلیل های فیلوژنتیک، با محاسبه درخت های مولکولی میانبرترین (maximum parsimony, mp) و محتمل ترین (maximum likelihood, ml) برای توالی ژنهای مورد مطالعه انجام، و برای آزمون میزان صحت گره ها از شاخص بوت استرپ 1000 برای تحلیل ها استفاده شد. نتایج حاصل از رسم درخت فیلوژنی و ماتریس تشابه با روش maximum composite likelihood برای هر 4 ناحیه ژنی نشان داد که گونه مورد مطالعه کمترین فاصله ژنتیکی را به ترتیب نسبت به گونه های azolla. sp و azolla pinnata دارد. در بخش دوم تحقیق حاضر، به بررسی تغییرات آپوکارتنوئیدهای موجود در بافتهای گیاه آزولا، طی آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی با تعداد 8 تیمار ترکیبی از عناصر ازت، فسفر و پتاسیم در سه تکرار مختلف آزمایشی صورت پذیرفت. طی دوره های مختلف رشدی (مرحله سبزی و قرمزی برگها) جهت سنجش میزان متابولیت های مورد مطالعه نمونه برداری شد. هیدرولیز دیواره سلولی با هیدروکسید سدیم در تیمار دمایی 55 درجه سانتی گراد و استخراج متابولیت ها با حلال dmso صورت گرفت. نتایج حاصل از مقایسات میانگین با آزمون فیشر حفاظت شده در سطح احتمال 5% (p<0.05) با استفاده از نرم افزار genstat 12.1 نشان داد که تغییرات حاصله در میزان رنگدانه های کلروفیل a و b، بتاکاروتن، آستاگزانتین، لیکوپن، و فئوفتین در محتویات عصاره حاصله از گیاه آزولا تحت تیمارهای مختلف از عناصر ازت، پتاسیم و فسفر در هر دو مرحله سبزی و قرمزی نسبت به تیمار شاهد افزایش معنی داری را نشان می دهد. به طوریکه میزان این متابولیت ها در مرحله سبزی گیاه آزولا به ترتیب 5/112، 23، 8/74، 7/30، 0255/14 و 18و برای مرحله قرمزی 6/20، 191، 180، 9/169، 5/37 و 67 میکرو گرم در مقدار هر گرم ماده خشک و در حجم ثابت عصاره برگی اندازه گیری شدند. نتایج به دست آمده از این آزمایش در مقایسه با نتایج حاصله از سویه جلبکی haematococcus pluvialis که در حال حاضر به عنوان اصلی ترین منبع تولید متابولیت های آپوکارتنوئیدی می باشد نشان می دهد گیاه آزولا با توجه به تولید حجم زیادی از بیوماس در واحد سطح می تواند پس از مطالعات مرتبط با کیفیت سنجی، به عنوان جایگزین این سویه جلبکی استاندارد جهت تولید رنگدانه های طبیعی به کار گرفته شود.