بررسی تنوع متاژنوم قارچی سیستم مداربسته و بیوفلاک پرورش ماهی کپورمعمولی (Cyprinus carpio) با استفاده از ITS2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیلات، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

2 گروه زیست شناسی دریا، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

3 گروه میکروبی، پژوهشگاه بیوتکنولوژی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 گروه محیط‌ زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران

10.22034/aej.2021.133827

چکیده

استفاده از روش ­های فیلوژنتیک مولکولی جهت پیشرفت علم سیستماتیک و شناسایی تنوع قارچی بسیار پرکاربرد است. در میان مارکرهای فیلوژنتیک، ژن ITS به دلیل مناسب بودن برای بارکد کردن و داشتن اطلاعات زیاد به­ عنوان یکی از برجسته ­ترین روش­ های مطالعه جوامع قارچی معرفی شده است. هدف از این تحقیق ایجاد چارچوبی فیلوژنتیک به عنوان آغازی برای طبقه ­بندی قارچ ­ها و تجزیه و تحلیل جوامع آن ­ها در سیستم ­های آبزی پروری است. در این مطالعه بعد از یک دوره دو ماهه پرورش ماهی کپور معمولی (0/3 ± 21/5 گرم)، کیفیت آب و جامعه قارچی سیستم ­های پرورشی شامل بیوفلاک و مداربسته مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج حاصل از پارامترهای کیفی آب اختلاف معنی دار نشان داد (0/05>p) هم چنین از لحاظ کیفیت آب هر دو سیستم شرایط مطلوبی را برای زیست ماهی فراهم نمودند. از لحاظ شناسایی جمعیت قارچی قسمت بزرگی از این جمعیت ­ها ناشناخته است و تنها گونه شناخته شده و غالب در هر دو سیستم مورد بررسی Homophron spadiceum است. بنابراین از لحاظ جوامع و گونه­ های شناخته شده تفاوتی مشاهده نگردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  1. عبدلی، ا. و نادری، م.، 1387. تنوع زیستی ماهیان حوضه­ جنوبی دریای خزر. تهران انتشارات علمی آبزیان. صفحات 242 تا 244.
  2. محمودی، م.؛ حاجی ­مرادلو، ع. و دستار، ب.، 1397. بررسی کیفیت آب و رشد بچه ­ماهی کپورمعمولی (Cyprinus carpio) تحت تغذیه با جیره­ های حاوی سطوح مختلف پروتئین در سیستم بیوفلوک. فصلنامه محیط زیست­ جانوری. سال 10، شماره 3، صفحات 191 تا 198.
  3. رفیعی، ر.، 1397. تنظیم نسبت­ های مختلف کربن به نیتروژن ورودی به سازگان مدار بسته پرورش از طریق غذا و ملاس برای تولید بیوفلاک و بررسی شاخص ­های رشد ماهی فیتوفاگ و کیفیت آب. فصلنامه محیط زیست جانوری. سال 10، شماره 3، صفحات 199 تا 206.
  4. Acosta-Martınez, V.; Dowd, S.; Sun, Y. and Allen, V., 2008. Tagencoded pyrosequencing analysis of bacterial diversity in a single soil type as affected by management and land use. Soil Biol Biochem. Vol. 40, pp: 2762-2770.
  5. Anderson, I.C. and Cairney, J.W.G., 2004. Diversity and ecology of soil fungal communities: increased understanding through the application of molecular techniques. Environ Microbiol. Vol. 6, pp: 769-779.
  6. Avnimelech, Y., 2006. Bio-filters: the need for a new comprehensive approach. Aquacultural Engineering. Vol. 34, No. 3, pp: 172-178.
  7. Avnimelech, Y., 2009. Biofloc technology: a practical guide book. The World Aquaculture Society, Baton Rouge, Louisiana, USA. 182 p.
  8. Azim, M.E. and Little, D.C., 2008. The biofloc technology (BFT) in indoor tanks: water quality, biofloc composition, and growth and welfare of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture. Vol. 283, No. 1-4, pp: 29-35. doi: https://doi.org/10.1016/ j.aquaculture.2008.06.036.
  9. Blaalid, R.; Carlsen, T.O.R.; Kumar, S.; Halvorsen, R.; Ugland, K.I.; Fontana, G. and Kauserud, H., 2012. Changes in the rootassociated fungal communities along a primary succession gradient analysed by 454 pyro sequencing. Mol Ecol. Vol. 21, pp: 1897-1908.
  10. Brunty, J.; Bucklin, R.; Davis, J.; Baird, C. and Nordstedt, R., 1997. The influence of feed protein intake on tilapia ammonia production. Aquacultural Engineering. Vol.16, pp: 161-166. https://doi.org/10.1016/S0144-8609 (96) 01019-9.
  11. Cardenas, E. and Tiedje, J.M., 2008. New tools for discovering and characterizing microbial diversity. Curr Opin Biotechol. Vol. 19, pp: 544-549.
  12. Deng, M.; Chen, J.; Gou, J.; Hou, J.; Li, D. and He, X., 2018. The effect of different carbon sources on water quality, microbial community and structure of biofloc systems. Aquaculture. Vol. 482, pp: 103-110. 10.1016/j.aquaculture. 2017.09.030.
  13. Ebeling, J.M.; Timmons, M.B. and Bisogni, J., 2006. Engineering analysis of the stoichiometry of photoautotrophic, autotrophic, and heterotrophic removal of ammonia–nitrogen in aquaculture systems. Aquaculture. Vol. 257, pp: 346-358. 10.1016/j.aquaculture.2006.03.019.
  14. Ekasari, J. and Maryam, S., 2012. Evaluation of biofloc technology application on water quality and production performance of red tilapia Oreochromis sp. cultured at different stocking densities. Hayati Journal of Biosciences. Vol. 19, pp: 73-80. 10.4308/hjb.19.2.73.
  15. Fell, J.W.; Boekhout, T.; Fonseca, A. and Sampaio J.P., 2001. Basidiomycetous yeasts. pp: 1-36. In: The Mycota VII. Systematics and Evolution. Part B. (Mclaughlin, D.J.; McLaughlin, E.G. and Lemke, P.A., eds.). Springer-Verlag, Berlin.
  16. Gardes, M. and Bruns, T.D., 1993. ITS primers with enhanced specificity for Basidiomycetes application to the identification of mycorrhizae and rusts. Mol Ecol. Vol. 2, pp: 113-118.
  17. Green, J.L.; Holmes, A.J.; Westoby, M.I.; Oliver, Briscoe, D.; Dangerfield, M.; Gillings, M. and Beattie A.J., 2004. Spatial scaling of microbial eukaryote diversity. Nature. Vol. 432, pp: 747-750, 10.1038/nature03034.
  18. Griffiths, R.I.; Whiteley, A.S.; O’Donnell, A.G. and Bailey, M.J., 2000. Rapid method for coextraction of DNA and RNA from natural environments for analysis of ribosomal DNA & rRNA based microbial community composition. Appl environ microbiol. Vol. 66, pp: 5488-5491.
  19. Hibbett, D.S. and Binder, M., 2001. Evolution of marine mushrooms. Biol. Bull. Vol. 201, pp: 319-322.
  20. Horton, T.R. and Bruns, T.D., 2001. The molecular revolution in ectomycorrhizal ecology: peeking into the black-box. Mol Ecol. Vol. 10, pp: 1855-1871.
  21. Iwen, P.C.; Hinrichs, S.H. and Rupp, M.E., 2002. Utilization of the internal transcribed spacer regions as molecular targets to detect and identify human fungal pathogens. Med Mycol. Vol. 40, pp: 87-109.
  22. Ju, Z.Y.; Forster, I.; Conquest, L. and Dominy, W., 2008. Determination of microbial community structures of shrimp floc cultures by biomarkers and analysis of floc amino acid profiles. Aquaculture Research. Vol. 39, pp: 118-133. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-2109.2007.01856.x.
  23. Kasan, A.N.; Ghazali, A.N.; Hashim, F.N. and Jouhari, H., 2018. 18s rDNA Sequence Analysis of Microfungi from Biofloc-based System in Pacific Whiteleg Shrimp, Litopenaeus vannamei Cultur. Biotechnology. Vol. 17, pp: 135-141.
  24. Kirk, P.M.; Cannon, P.F.; David, J.C.; Stalpers, J., 2001. Ainsworth and Bisby’s Dictionary of the Fungi. 9th ed. CAB International, Wallingford, UK.
  25. Kohlmeyer, J. and Kohlmeyer, E., 1979. Marine mycology: the higher fungi. New York: Academic.
  26. Kõljalg, U.; Nilsson, R.H.; Abarenkov, K. and Tedersoo, L., 2013. Towards a unified paradigm for sequence based identification of fungi. Molecular Ecology. Vol. 22, pp: 5271-5277. https://doi.org/10.1111/mec.12481.
  27. Legarda, E.C.; Poli, M.A.; Martins, M.A. and Pereira, S.A., 2019. Integrated recirculating aquaculture system for mullet and shrimp using biofloc technology. Aquaculture. Vol. 512, pp:734308. 10.1016/j.aquaculture. 2019.734308.
  28. Luo, G.; Gao, Q.; Wang, C. and Liu, W., 2014. Growth, digestive activity, welfare, and partial cost-effectiveness of genetically improved farmed tilapia (Oreochromis niloticus) cultured in a recirculating aquaculture system and an indoor biofloc system. Aquaculture. Vol. 422, pp: 1-7. 10.1016/j. Aquaculture.2013.11.023.
  29. Luque-Almagro, V.M.; Gates, A.J.; Moreno-Vivián, C. and Ferguson, S.J., 2011. Bacterial NO3-N assimilation: gene distribution and regulation. Portland Press Limited.
  30. Manter, D.K. and Vivanco, J.M., 2007. Use of ITS primers, ITS1F and ITS4, to characterize fungal abundance and diversity in mixed-template samples by qPCR and length heterogeneity analysis. J Microbiol Methods. Vol. 71, pp: 7-14.
  31. Martínez‐Córdova, L.R.; Emerenciano, M.; Miranda Baeza, A. and Martínez‐Porchas, M., 2015. Microbial‐based systems for aquaculture of fish and shrimp: an updated review. Reviews in Aquaculture. Vol: 7, pp: 131-148. doi: https://doi.org/10.1111/raq.12058.
  32. Michaud, L., 2007. Microbial communities of recirculating aquaculture facilities: interaction between heterotrophic and autotrophic bacteria and the system itself. Scienze Ambientali: Ambiente Marino e Risorse”(XVIII CICLO): University of Messina.
  33. Örstadius, L.; Ryberg, M. and Larsson, E., 2015. Molecular phylogenetics and taxonomy in Psathyrellaceae (Agaricales) with focus on psathyrelloid species: introduction of three new genera and 18 new species. Mycological Progress. Vol. 14, No. 25, pp: 1-42.
  34. Peltoniemi, K.; Fritze, H. and Laiho, R., 2009. Response of fungal and actinobacterial communities to water-level drawdown in boreal peatland sites. Soil Biol Biochem. Vol. 41, pp: 1902-1914.
  35. Piedrahita, R.H., 2003. Reducing the potential environmental impact of tank aquaculture effluents through intensification and recirculation. Aquaculture. Vol. 226, pp: 35-44.
  36. Roesch, L.F.W.; Fulthorpe, R.R.; Riva, A. and Casella, G., 2007. Pyrosequencing enumerates and contrasts soil microbial diversity. ISME J. Vol. 1, pp: 283-290.
  37. Schneider, O.; Blancheton, J.P.; Varadi, L.; Eding, E.H. and Verreth, J.A.J., 2007. Cost price and production strategies in European recirculation systems. Linking Tradition & Technology Highest Quality for the Consumer, Firenze, Italy, WAS.
  38. Schoch, C.L.; Seifert, K.A.; Huhndorf, S.; Robert, V. and Spouge, J.L., 2012. Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi. P Natl Acad Sci USA. Vol. 109, pp: 6241-6246.
  39. Tacon, A.G.J. and Forster, I.P., 2003. Aqua feed and the environment: policy implications. Aquaculture. Vol: 226, pp: 181-189.
  40. Vega, F.E.; Simpkins, A. and Aime, M.C., 2010. Fungal endophyte diversity in coffee plants from Colombia, Hawaii, Mexico and Puerto Rico. Fungal Ecol. Vol. 3, pp: 122-138.
  41. Vilgalys, R. and Gonzalez, D., 1990. Organization of ribosomal DNA in the basidiomycete Thanatephorus praticola. Curr Genet. Vol. 18, pp: 277-280.
  42. Wallander, H.; Johansson, U. and Sterkenburg, E., 2010. Production of ectomycorrhizal mycelium peaks during canopy closure in Norway spruce forests. New Phytol. Vol. 187, pp: 1124-1134.
  43. Wasielesky, W.Jr.; Atwood, H.; Stokes, A. and Browdy, C.L., 2006. Effect of natural production in a zero exchange suspended microbial floc based super-intensive culture system for White shrimp Litopenaeus vannamei. Aquaculture. Vol. 258, pp :396-403.
  44. White, T.J.; Bruns, T.D.; Lee, S.B. and Taylor, J.W., 1990. Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. PCR Protocols A Guide to Methods and Applications (Innis, M.A.; Gelfand, D.H.; Sninsky, J.J. and White, T.J., eds), pp: 315-322. Academic Press, San Diego, CA.