مطالعه بیوانفورماتیک و روابط فیلوژنتیک جدایه‌های ایرانی باکتری باسیلوس تورینجینسیس با استفاده از توالی ژن srdna16 16

سابقه و هدف: باکتری گرم مثبت باسیلوس تورینجینسیس بلور‌های پروتین‌ با خاصیت حشره‌کشی تولید ‌می‌کند. تحلیل توالی‌های کوچک ژنrdna  برای مطالعه تکامل و رده‌بندی موجودات زنده به‌کار‌ می‌رود. این مطالعه با استفاده از تکنیک واکنش زنجیره‌ای پلیمراز ‌روی توالی s rdna 16 از پنج جدایه‌ بومی باسیلوس تورینجینسیس انجام‌ شد. مواد و روشها: بررسی ویژگی‌ها و روابط فیلوژنتیک میان پنج توالی جدایه‌های بومی همراه با جدایه‌های دیگر موجود در بانک ژن و سایر گونه‌های جنس باسیلوس، با نرم‌افزار مسکوئیت و پایگاه lebibiqbpp انجام‌ شد. یافته ها: پنج جدایه بومی به میزان 92/06 تا 99/93 درصد با یکدیگر و به میزان 99/73 تا 100 درصد با سایر جدایه‌های باسیلوس تورینجینسیس شباهت داشتند. درخت فیلوژنتیک نشان ‌داد bt 1019،bt 1020  وbt 1039  در گروه اول وbt 1001  وbt 1091  در گروه دوم قرار‌گرفتند. بر اساس تحلیل توالیbt 1001  با کمک lebibiqbpp، کمترین فاصله با با‌سیلوس فریگوریتولرانس بدست ‌آمد، همچنین توالیbt 1091  نیز بیشترین شباهت را با باکتری مذکور نشان‌ داد. توالی باسیلوس آنتراسیس به bt 1019 نزدیک بود. توالیbt 1020  بیشترین نزدیکی را با باسیلوس سرئوس داشت. در مورد bt 1039 علاوه بر باسیلوس سرئوس، کمترین فاصله با باسیلوس مارکورستینکتوم مشاهده ‌شد. نتیجه گیری: بلور‌های پروتینی در باکتری‌های بومی مشاهده ‌شدند. بلاست توالی ژن s rdna 16 در جدایه‌های بومی بیشترین شباهت را به جدایه‌های باسیلوس تورینجینسیس موجود در بانک ژن نشان ‌داد. همچنین به دلیل استخراج بلورهای سم از جدایه ها، نتایج پیش‌بینی‌ کرد سه جدایه بومی bt 1019،bt 1020   وbt 1039  علیه آفات بالپولکداران و دو جدایهbt 1001  وbt 1091  علیه آفات سخت‌ بالپوش می‌توانند موثر و سمی باشند.

Study of bioinformatics and phylogenetic relationship of Iranian Bacillus thuringiensis strains by using 16S rDNA gene sequence

Background Objectives: Gram-positive bacterium, Bacillus thuringiensis, produces protein crystals with insecticidal properties. Partial rDNA sequence analysis is used to study the evolution and classification of living organisms. The study was conducted on 16S rDNA sequence of five native isolates of Bacillus thuringiensis using the polymerase chain reaction technique.Materials Methods: Characteristics and phylogenetic relationships between five sequences of native isolates along with other isolates in the gene bank and other species of the genus Bacillus were performed with Mesquite software and leBIBIQBPP database. Results: The five native isolates were 92.06 to 99.93% similar to each other and 99.73% to 100% similar to other isolates of Bacillus thuringiensis. Phylogenetic trees showed Bt 1019, Bt 1020 and Bt 1039 in the first group and Bt 1001 and Bt 1091 in the second group. Based on Bt 1001         sequence analysis using leBIBIQBPP, the minimum distance with Bacillus frigoritolerans was     obtained. The sequence of Bacillus anthracis was close to Bt 1019. The Bt 1020 sequence was closest to Bacillus cereus. In the case of Bt 1039, in addition to Bacillus cereus, the lowest          distance was observed with Bacillus marcorinectum. The Bt 1091 sequence showed the most     similarity with Bacillus frigoritolerans.Conclusion: Protein crystals were observed in the native bacteria. Toxic crystals are produced only by Bacillus thuringiensis. BLAST program for 16S rDNA gene sequence in the native        isolates also showed the most similarity to Bacillus thuringiensis isolates in the gene bank.      Moreover, the results predicted that the three native isolates Bt 1019, Bt 1020 and Bt 1039 could be toxic against lepidopteran pests and two isolates Bt 1001 and Bt 1091 could be toxic against coleopteran pests.