بررسی و شناسایی ملکولی جلبک های هم زیست زوگزانتله با آبسنگ های مرجانی غالب جزیره کیش، خلیج فارس

1- پرگل قوام مصطفوی، 1- سیدمحمدرضا فاطمی، 2- محمدحسن شا هحسینی، 3- غلامحسین وثوقی

1- دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، گروه بیولوژی دریا حصارک، تهران

2- دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرقدس، گروه میکروبیولوژی

3- دانشکده دامپزشکی، دانشگاه تهران، تهران

نویسنده مسؤول: دکتر پرگل قوام مصطفوی، گروه بیولوژی دریا واحد علوم و تحقیقات mostafavi_pa@srbiau.ac.ir 

چکیده

سابقه و هدف: مرجان های خلیج فارس همواره در معرضشرایط سخت محیطی شامل شوری بالا و تغییرات فصلی درجه حرارت می باشند. مطالعات قبلی در سراسر جهان نشان داده است که برخی از گروه های Symbiodinium مانند کلاد D نسبت به استرس های شدید حرارتی مقاوم تر می باشند . در این تحقیق برای اولین بار شناسایی کلادهای Symbiodinium به روش ملکولی در آبسنگ های مرجانی سواحل ایرانی خلیج فارس انجام گرفته است.

روش بررسی: در  نمونه های 8 گونه مرجان در 2 عمق مختلف ( 5-3 متر و 10-7 متر) از ساحل شرقی جزیره کیش در شمال خلیج فارس جمع آوری شده است: زیر واحد بزرگ ریبوزومی 28s با استفاده از واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) تکثیر شده و سپس با استفاده از روش پلی مورفیسم تأییدی تک رشته ای (SSCP) و آنالیز فیلوژنی سکانس زیر واحد بزرگ ریبوزومی DNA مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

یافته ها: بر روی مرجان های مورد مطالعه تنها دو کلاد متفاوت شناسایی شده است که کلاد D در 8 گونه مرجان و کلاد C تنها در 2 گونه شناسایی شده است.

نتیجه گیری: غالب بودن کلاد D به علت درجه حرارت بالای خلیج فارس قابل توجیه است.

واژگان کلیدی: Symbiodinium ، آبسنگ مرجانی ، خلیج فارس، کلاد D

مقدمه

زوگزانتله همزیست با مرجان های آبسنگ ساز یک جلبک تک سلولی دوتاژکی متعلق به جنس Symbiodinium می باشد. این همزیست های درون سلولی بخش عمده ای از انرژی مورد نیاز مرجان میزبان را از طریق عمل فتوسنتز تأمین می کنند تا جایی که برخی مرجان ها برای بقاء خود وابسته به تولید اولیه این همزیست ها هستند. Symbiodinium و مرجان
میزبان نسبت به استرس های محیطی شامل شوری ( 3) درجه حرارت های بالا، درجه حرارت های پایین ، سطح نوری بالا ( 4) و کدورت ( 5) حساس بوده، لذا بررسی موقعیت آبسنگ های مرجانی معمولاً شاخص سلامت آبسنگ است ( 6). امروزه روش های تشخیص ملکولی برای شناسایی انواع Symbiodinium مورد استفاده قرار گرفته و بر این اساس 8 کلاد ژنتیکی به صورت کلادهای (7- 9) A-B-C-E-F-G-H مشخص شده است. مارکرهای ژنتیکی به کار گرفته شده برای شناسایی انواع Symbiodinium عبارتند از فضاهای تعریف شده درون سلول 1,2 ITS همراه با نواحی ( 10 و 11 ) 5/8S ژن زیر واحد کوچک ریبوزومی (SSU) بخشی از ژن زیر واحد بزرگ ریبوزومی (LSU) می باشند. انواع مختلف Symbiodinium، فیزیولوژی مختلفی داشته و این مسأله نقش مهمی در بقاء مرجان ها ایفا می کند. پدیده سفیدشدگی مرجان که عمدتاً نسبت تأثیر بالا رفتن بیش از حد درجه حرارت سطح آب دریا در طی پدیده (El- ENSO Niño Southern Oscillation) است، باعث مرگ و میر وسیع مرجان ها شده است. درجه حرارت های بالاتر از حد نرمال یک محیط می تواند بر مکانیسم فتوسنتزی Symbiodinium تأثیر گذاشته، منجر به آسیب و از
دست دادن این جلبک های همزیست و در نتیجه پدیدهسفیدشدگی  شود. در جایی که تنوع ژنوتیپی وسیعی از Symbiodinium وجود دارد امکان حضور ژئوتیپ های مقاوم به حرارت و به دنبال آن کاهش مرگ ومیر مرجان بیشتراست. اما شواهد زیادی وجود دارد که کلادD نسبت به استرس های ناشی از درجه حرارت بالا مقاومت بیشتری داشته و شرایطی که معمولاً رشد مرجان ها را به خطر می اندازد، بهتر تحمل می کند. امروزه، بیشتر مطالعات مربوط به تنوع زیستی Symbiodinium در دریای کارائیب و اقیانوس آرام انجام شده است و مطالعات نسبتاً کمی در اقیانوس هند صورت گرفته است که بر روی مرجان های شرق آفریقا (کلاد
D , C )، دریای سرخ (کلاد C, A )  و ساحل جنوبی خلیج فارس در ناحیه عربستان سعودی (کلاد D و C ،A) می باشد.

در این مطالعه کار بر روی مرجان های خلیج فارس انجام شده است. خلیج فارس دریای نیمه بسته ای است که در شمال غربی اقیانوس هند و در ناحیه نیمه گرمسیری واقع شده است و از طریق تنگه هرمز به طور محدود با دریای باز تبادل آب دارد . به این دلیل و به دلیل بالا بودن درجه حرارت سطح دریا که می تواند به بیش از 30 درجه در تابستان و زیر 16°C در زمستان برسد، شرایط آب های خلیج فارس برای تشکیل آبسنگ های مرجانی، شرایط مناسبی نمی باشد . مرگ و میر مرجانی در آب های ایران در شمال خلیج فارس، اغلب مرتبط به درجه حرارت های بالای آب دریا می باشد.در شمال خلیج فارس، 17جزیره دور از خط ساحلی وجود دارد که دارای مرجان های حاشیه ای هستند. از میان این جزایر، جزیره کیش در آب های بسیار شور و الیگوتروف داخل خلیج فارس قرار گرفته
است. در سواحل ایرانی نسبت به حاشیه جنوبی خلیج فارس مرجان ها از تنوع گونه ای کمتری برخوردار بوده، به طوری که درحاشیه عربستان این تعداد تا 50 گونه گزارش شده است ، در حالی که در اطراف جزیره کیش تنها 21 گونه مرجان شناسایی شده است . که احتمالاً به علت شرایط نامساعد رشد مرجان در آب های شمالی است. در طی پدیده ENSO در 1996 و 1998 ، سفیدشدگی و مرگ و میر شدید مرجان ها در اطراف
جزیره کیش رخ داده که به علت گرم شدن آب دریا بوده است . اگر پدیده سفیدشدگی طبق آنچه که پیش بینی می شود به طور مداوم رخ دهد جمعیت مرجانی سواحل ایران نسبت تنوع پایین گونه ای و شرایط نامساعد موجود، در معرض آسیب جدی قرار خواهند گرفت.

شواهد نشان می دهد که Symbiodinium کلاد D نسبت به سایر کلادهای مشاهده شده در مرجان ها به درجه حرارت بالا مقاوم تر می باشد. مقاوم بودن این کلاد نسبت به حرارت بالا، منجر به این فرضیه شده است که پراکندگی این کلاد در آبسنگ های مرجانی که در معرض سفیدشدگی ناشی از استرس حرارتی قرار داشته اند، بالاتر می باشد. از آنجا که جزیره کیش در طی تابستان در معرض درجه حرارت های بسیار بالا می باشد، به نظر می رسد که مرجان های جزیره کیش دارای این نوع کلاد باشند. هدف از این مطالعه، بررسی تنوع ژنتیکی Symbiodinium در گونه های مرجانی جزیره کیش درمقایسه با Symbiodinium های جوامع مرجانی سراسر جهان است. نتایج حاصل، دیدگاه ارزشمندی برای حفظ حیات آبسنگ های مرجانی ایران و مدیریت آن ها، در برابر خطرات آینده ناشی از گرم شدن کره زمین ارایه خواهد داد.

جهت مطالعه و دانلود این مقاله اینجا کلیک کنید.