توصیف ریخت شناختی و مولکولی قـارچ بیمارگر حشراتCordyceps farinosa و تجزیه و تحلیل تبارشناسی جنس بر اساس ترادف نواحی ITS-rDNA و –tubulinß

نوع مقاله : مقاله کامل، فارسی

نویسندگان

گروه گیاه پزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

چکیده

طی نمـونه ­برداری از خاک، جــدایه­­ای از قـارچ­ های بیمـارگر حشـرات با استفاده از تــله­ گذاری با لارو سن آخر Galleria mellonella جداسازی و با استفاده از ویژگی­ های ریخت ­شناختی و تجزیه و تحلیل تبارشناسی مبتنی بر ترادف ­های ناحیه ITS-rDNA و ß-tubulin طبق روش­ های بیشینة پارسیمونی ((Maximum Parsimony شناسایی شد. در کنار بررسی­ های ریخت ­شناختی و ریخت­ سنجی، نتایج تجزیه و تحلیل تبارشناسی مبتنی بر هر دو ناحیه ژنومی درستی شناسایی گونه، به نام Cordyceps farinosa را تایید کرد. در جدایه مورد بررسی، کنیدیوم­ ها با میانگین طولی 83/3 و عرض 98/1 میکرومتر و بیضوی و کنیدی ­زاها با میانگین طولی 98/4 و عرض 21/2 با گلوبوز عریض در بخش قاعده­ای می ­باشند. طول قطعه تکثیر شده طی PCR برای ناحیه ITS، 615 و برای ناحیه ژنی بتاتوبولین 355جفت باز بود. در تمامی درختان تبارشناسی مبتنی بر هر دو ناحیه ژنی، C. farinosa KJ3 با جدایه C. farinosa CBS 541.81 در یک گروه تک­نیایی قرار گرفتند. در درخت تبارشناسی مبتنی بر ترادف ITS-rDNA، گروه متشکل از C. albocitrina وC. coccidioperitheciata و در درخت مبتنی بر ترادف ژنی بتاتوبولین، C. confrogasa به عنوان گروه­های خواهری C. farinosa ظاهر شدند. با هدف بررسی کارایی نواحی ژنومی مورد استفاده در مطالعات تبارشناختی جنس به صورت تنها و در ترکیب با هم، درختان تبارشناسی با گونه­ های مشابه ترسیم و از نظر شاخص ثبات، شاخص بازداری و توپولوژی با هم مقایسه شدند. توپولوژی درخت تبارشناسی حاصل از تلفیق هر دو مکان ژنی پلیتومی کمتر و وضوح بیشتری در بیان روابط گونه­ ها در مقایسه با درخت مبتنی بر ترادف ITS-rDNA داشت. در مجموع نتایج نشان داد که ترادف ناحیه ژنی بتاتوبولین در مقایسه با ناحیه ITS-rDNA از کارایی بیشتری در مطالعات تبارشناسی در جنس Cordyceps برخوردار می­ باشد.  

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Morphological and molecular characterization of an entomopathogenic fungus, Cordyceps farinosa and phylogenetic analysis of the genus based on the ITS-rDNA and ß-tubulin sequences

نویسندگان [English]

  • Zhila Alizadeh
  • Naser Eivazian Kary
  • Davoud Mohammadi
  • Ali Mehrvar
Department of Plant Protection, Faculty of Agriculture, Azarbaijan Shahid Madani University
چکیده [English]

An isolate of entomopathogenic fungus was isolated from the soil samples by using the Galleria bait method. Species identification was carried out using morphology and phylogenetic analysis of ITS-rDNA region and ß-tubulin gene sequences by Maximum parsimony (MP) method. Based on the both morphological and molecular characterization, the isolate KJ3 was identified as Cordyceps farinosa. The isolates showed an ellipsoidal conidial shape with overall dimensions of 3.83 × 1.98 µm (length ×width). The phialide of the isolate was characterized by a wide globose basal portion and overall dimensions of 4.98 × 2.21 µm. The PCR-amplified ITS and ß-tubulin regions were 615and 355 bp, respectively. In all constructed phylogenetic trees, C. farinosa isolate KJ3 grouped together with C. farinosa CBS 541.81 as a monophyletic group. Based on the ITS-rDNA sequence, in reconstructed phylogenetic tree, a group including C. albocitrina and C. coccidioperitheciata appeared as sister group of C. farinose. Cordyceps confrogasa was the genealogically closest species to I. farinosa based on the ß-Tubulin sequence. With the aim of comparing the efficiencies of ITS-rDNA and ß-Tubulin sequences for Cordyceps spp. genealogic studies, MP phylogenetic trees with the similar sets of species were reconstructed based on the both genomic regions in combination and alone and then compared in terms of consistency index, retention index and topology. The results showed that phylogenetic analysis based on the ß-Tubulin sequence is more efficient way for genealogical studies in Cordyceps spp..

کلیدواژه‌ها [English]

  • ß-Tubulin
  • Great Wax Moth
  • ITS-rDNA
  • Phylogenetic tree

مراجع

Chromas version 2.6.6,  (2018) South Brisbane, Queensland, Australia: Technelysium Pty Ltd.
Eriksson, O., Baral, H. O., Currah, R. S., Hansen, K., Kurtzman, C., Rambold, G. & Laesoe T. (2004) Outline of Ascomycota - 2004. Myconet 10, 1-99.
Ghazavi, M., Abaii, M. & Zangeneh, S. (2006)New Records of Some Entomopathogenic Fungi from Iran. Rostaniha 6(2), 119-130.
Glass, N. L. & Donaldson, G. C. (1995) Development of Primer Sets Designed for Use with the PCR to Amplify Conserved Genes from Filamentous Ascomycetes. Applied and Environmental Microbiology 61, 1323-1330.
Hall, T. A. (1999) BioEdit: a user-friendly biological sequence alignment editor and analysis program for Windows 95/98/NT. Nucleic Acids Symposium 41, 95-98.
Humber, R. A. (1997) Fungi: Identification. In L. A. Lacey (Ed.), Manual of Techniques in Insect Pathology 135-185 pp. San Diego: Academic Press.
Kendrick, B. (2003) Ainsworth & Bisby's Dictionary of the Fungi. Mycologist 17, 17-19.
Li, Y. P., Chen, W., Liang, J. D. & Liang, Z. Q. (2020) Cordyceps yinjiangensis, a new ant-pathogenic fungus. Phytotaxa 453, 284-292.
Meyling, N. V. (2008) Ecology of entomopathogenic fungi in agroecosystems, Available from: http://topics.scirus.com/Ecology of entomopathogenic fungi in agroecosystems. html(Accessed 30 December 2020).
Parsi, F. (2019) Entomopathogenic Fungi Collected from Sunn Pest, Eurygaster integriceps Puton (Hemiptera: Scutelleridae), Overwintering Sites in Central Iran. Journal of Biology and Today's World 8 (10), 210. 
Rehner, S. A. & Buckley, E. (2005) A Beauveria phylogeny inferred from nuclear ITS and EF1-alpha sequences: evidence for cryptic diversification and links to Cordyceps teleomorphs. Mycologia 97(1), 84-98.
Rehner, S. A., Minnis, A. M., Sung, G. H., Luangsa-ard, J. J., Devotto, L. & Humber, R. A. (2011) Phylogeny and systematics of the anamorphic, entomopathogenic genus Beauveria. Mycologia 103(5), 1055-1073.
Rohlf, F. (2005) J. Felsenstein, Inferring Phylogenies, Sinauer Assoc., 2004, pp. xx + 664. Journal of Classification 22, 139-142.
Samson, R. A., Evans, H. C. & Latge, J. P. (1988) Atlas of entomopathogenic fungi,  Springer Heidelberg, Berlin.
Shipp, J. L., Zhang, Y., Hunt, D. W. A. & Ferguson, G. (2003) Influence of humidity and greenhouse microclimate on the efficacy of Beauveria bassiana (Balsamo) for control of greenhouse arthropod pests. Journal of Enviromental Entomology 32, 1154-1163.
Sung, G. H., Hywel-Jones, N., Sung, J. M., Luangsa-Ard, J., Shrestha, B. & Spatafora, J. (2007) Phylogenetic classification of Cordyceps and the clavicipitaceous fungi. Stud Mycol. Studies in mycology 57: 5-59.
Thompson, J. D., Gibson, T. J., Plewniak, F., Jeanmougin, F. & Higgins, D. G. (1997) The CLUSTAL_X windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. Nucleic Acids Res 25(24), 4876-4882.
Tian, L. H., Hu, B. Zhou, H. Zhang, W. M., Qu, L. & Chen. Y. Q. (2010) Molecular phylogeny of the entomopathogenic fungi of the genus Cordyceps (Ascomycota: Clavicipitaceae) and its evolutionary implications. Journal of Systematics and Evolution 48, 435-444.
White, T. J., Bruns, T., Lee, S. & Taylor, J. (1990) Amplification and direct sequencing of fungal ribosomal RNA genes for phylogenetics. pp. 315-322 in Innis, M. A., Gelfand, D. H., Sninsky, J. J., White, T. J. (Eds) PCR Protocols: Genes for phylogenetics. San Diego: Academic Press.
Zhu, H. Qu, F. & Zhu, L. (1993) Isolation of genomic DNA from plants, fungi and bacteria using benzyl chloride. Nucleic Acids Research 21, 5279-5280.
Zimmermann, G. (1986) The ‘Galleria bait method’ for detection of entomopathogenic fungi in soil. Journal of Applied Entomology 102, 213-215.
Zimmermann, G. (2008) The entomopathogenic fungi Isaria farinosa (formerly Paecilomyces farinosus) and the Isaria fumosorosea species complex (formerly Paecilomyces filmosoroseus): biology, ecology and use in biological control. Biocontrol Science and Technology 18, 865-901. 
نامه انجمن حشره شناسی ایران
دوره 40، شماره 4 - شماره پیاپی 84
زمستان 1399
اسفند 1399
صفحه 419-431

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار