شناسایی و بررسی ارزش غذایی دو گونه جلبک تک سلولی Scenedesmus obliquus و Desmodesmus cuneatus تولید‌کننده اسیدهای چرب جدا‌سازی شده از دریاچه سد مهاباد، آذربایجان غربی

نویسندگان

1 پژوهشکده آرتمیا و جانوران آبزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

جلبک‌های تک‌سلولی به عنوان منبع سرشار اسیدهای چرب غیر‌اشباع، رنگیزه‌هایی چون بتاکاروتن و دیگر متابولیت‌های غذایی و دارویی سال‌هاست که مورد توجه محققان علوم زیستی هستند. این جلبک‌ها به عنوان غذای زنده نیز اهمّیت بسیار زیادی در پرورش انواع زئوپلانکتون‌ها، نرم‌تنان و لارو آبزیان دارند. تا کنون گونه‌های زیادی از خانواده و جنس‌های مختلفی از این جلبک‌ها برای پرورش انواع آبزیان معرفی شده است. خانواده Scenedesmaceae از جلبک‌های مهم تک سلولی متعلق به رده Chlorophyceae هستند. این خانواده دارای چندین جنس بوده، کاربرد زیادی در صنعت آبزی‌پروری داشته و به عنوان غذا برای پرورش انواع آرتمیا، روتیفر و دافنی استفاده می‌شوند. در این پروژه تحقیقاتی و در راستای تأمین نیازهای آزمایشگاهی به جلبک‌های تک‌سلولی فوق، یکی از تالاب‌های دایمی و مهم آب شیرین استان به نام تالاب سد مهاباد بررسی شد. این تحقیق شامل بررسی ریخت‌شناسی، مولکولی و ارزش غذایی نمونه‌های جدا شده بود که در نهایت موفق به شناسایی دو گونه Scenedesmus obliquus, Kützing 1833 و Desmodesmus cuneatus, Hegewald 2002 از دو جنس مختلف از این خانواده در منبع آبی فوق شد. جداسازی، کشت انبوه این جلبک‌ها در سیستم پرورش بسته و بررسی اسیدهای چرب نشان داد که این دو گونه پتانسیل رشد مناسبی برای استفاده در صنعت داشته، با دارا بودن ارزش غذایی مناسب می‌توانند کاربرد خوبی در این صنعت داشته باشند. با وجود ویژگی‌های مورفولوژیک و فیزیولوژیک نزدیک این دو گونه نیز مشاهده شد که ارزش غذایی آنها بسیار متفاوت بوده، در کل میانگین ترکیب اسیدهای چرب بهتری برای گونه Desmodesmus cuneatus مشاهده شد (P

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Characterization of two unicellular Algae species Scenedesmus obliquus and Desmodesmus cuneatus from Mahabad dam lake, west Azerbaijan

نویسندگان [English]

  • Zahra Asal Pishe 1
  • Reza Heydari 2
  • Ramin Manaffar 1
1 Artemia and Aquatic Animals Research Institute, Urmia University, Urmia, Iran
2 Department of Biology, Faculty of Sciences, Urmia University, Urmia, Iran
چکیده [English]

During the recent years, unicellular algae have been considered as an important source of unsaturated fatty acids, carotenoids such as beta-carotene and food and drug supplementaries. These algae also play important role as live food in breeding of zooplankton, molluscs and aquatic animals in larval stage. So far many species of different families and generas of unicellular algae have been rightly introduced for aquaculture industry. The family of Scenedesmaceae is known as one of the important microalgae which belongs to Chlorophyceae class. This family is identified with several generas which are all important in aquaculture industry for Artemia, Daphnia and Rotifer breeding. In this research, in order to obtain laboratory demands of unicellular algae, one the most important fresh water sources of west Azerbaijan province, Mahabad dam lake was investigated. This study consisted of morphologic, molecular and nutrition value which resulted in isolation of two species of Scenedesmus obliquus, Kützing 1833 and Desmodesmus cuneatus, Hegewald 2002 of this family. The study of mass and batch culturing potential and also the fatty acid profile of these species revealed efficiency of these species for aquaculture industry. However, in spite of morphologic similarities of the two, the total fatty acids of Desmodesmus cuneatus was found significantly higher than other species (P

کلیدواژه‌ها [English]

  • Algae
  • Desmodesmus cuneatus
  • Scenedesmus obliquus
  • Live food
  • Unicellular algae

 

جلبک‌های تک‌سلولی به عنوان تولید کنندگان نخستین، نقش بسیار مهمی در اکوسیستم‌های آبی داشته، با دارا بودن قدرت فتوسنتز قادر به تثبیت دی‌اکسید کربن هستند. همچنین، این جلبک‌ها به عنوان منبع غذایی نخستین برای انواع زئوپلانکتون‌ها و لارو آبزیان جایگاه خاصی در صنعت آبزی‌پروری یافته‌اند (Volkman et al., 1989). لذا در بسیاری از کشورهای جهان نظیر چین، مالزی و ویتنام، مزارع چند صد هکتاری به این صنعت اختصاص داده شده است. هم اکنون انواع مختلفی از جلبک‌های تک‌سلولی در سالن‌های سرپوشیده و در سیستم‌های مدار بسته و باز و حتی در مزارع خاکی بزرگ برای استفاده در آبزی‌پروری پرورش داده می‌شوند (Lavens and Sorgeloos, 1996).

هدف از پرورش این نوع از جلبک‌ها، عمدتاً به عنوان منبع استحصال رنگیزه‌هایی از جمله انواع کارتنوئیدها مانند بتاکارتن (Grung et al., 1992) و اسیدهای چرب آلی بوده، یا اینکه هدف تولید غذای زنده برای آبزیان است (Lavens and Sorgeloos, 1996). همچنین، این جلبک‌ها در صنایع دارویی، غذایی و ساخت لوازم آرایشی کاربرد فراوانی یافته‌اند (Ben Amotz et al., 1982). در حال حاضر، جلبک‌های تک‌سلولی به عنوان منبع سوخت حیاتی (Biofuel) و حتی منبع تولید و استخراج انواع آنتی‌بیوتیک‌ها نیز کاربردهای فراوانی یافته‌اند (Mutanda et al., 2011; Katircioglu et al., 2006). با این وجود، تحقیقات در زمینه بررسی ارزش غذایی، خصوصاً اسیدهای چرب، در این جلبک‌ها هنوز هم ناقص است (Brown et al., 1997; Chomrung, 2000).

منبع اصلی این جلبک‌ها منابع آبی طبیعی‌ است که تحقیقات متنوعی برای شناسایی تنوع جلبک‌های تک‌سلولی آنها انجام گرفته است. بررسی تنوع گونه‌ای جلبک‌های (تک‌سلولی) بومی منطقه و ارزیابی پتانسیل پرورش انبوه، ارزش غذایی و یافتن کاربرد آنها می‌تواند بنیادی‌ترین تحقیق در آغاز صنعتی‌سازی پرورش و استفاده از جلبک‌ها باشد. بر اساس مطالعات انجام شده، منابع آب‌های داخلی منبع بسیار مهم و سرشار انواع جلبک‌های تک‌سلولی هستند (سلطانی و همکاران، 1373؛ شعاع حسنی، 1375). از میان انواع جلبک‌های تک‌سلولی گزارش شده در آب‌های منطقه، جلبک‌های تک‌سلولی رده Chlorophyceae با دارا بودن تنوع نسبی بهتر، اهمّیت و جایگاه خاصی نیز در صنعت آبزی‌پروری دارند. در این تحقیق، به منظور تأمین نیاز بخش‌های داخلی و به منظور شناسایی جلبک‌های تک‌سلولی آب‌های داخلی استان آذربایجان غربی، یکی از تالاب‌های آب شیرین استان به نام دریاچه سد مهاباد بررسی شد. با توجه به تنوع بالای جلبک‌های تک‌سلولی در منبع آبی مذکور، در بخش اول فقط خانواده Scenedesmaceae تحقیق شد و جنس‌ها و گونه‌های موجود این خانواده، به روش‌های مورفولوژیک و مولکولی شناسایی، پس از جداسازی روی محیط‌های کشت جامد، به صورت انبوه در سیستم پرورش بسته کشت داده شد.

 

 

رده‌بندی و خصوصیات مورفولوژیک و ارزش اقتصادی خانواده Scenedesmaceae

خانواده Scenedesmaceae دارای دو جنس شناخته شده است؛ لیکن به علت اینکه جنس Desmodesmus سال‌ها پس از جلبک‌های تک‌سلولی جنس Scenedesmus شناسایی شد و همچنین، به علت شباهت زیاد مورفولوژیک، این دو جنس اغلب به عنوان جنس Scenedesmus شناخته می‌شوند. جنس Scenedesmus در زمینه‌های مختلف لیمنولوژی معادل موش‌های رت آزمایشگاهی مطرح بوده، کاربرد فراوانی در علوم تحقیقاتی دارند. این جلبک‌ها معمولاً به عنوان میکروارگانیسم‌های استاندارد در بسیاری از تحقیقات آبی، تکنولوژی و مدیریت آب‌ها مطرح هستند (Zachleder et al., 1986). این جنس از جلبک‌ها، یکی از پر طرفدارترین منابع غذایی در آزمایش‌ها و کشت زئوپلانکتون‌های گیاهخوار هستند (Boersma and Vijverberg, 1995; Trainor, 1995).

گونه Scenedesmus obliquus, Kützing 1833 به عنوان یک گونه تجاری مهم برای حذف برخی کاتیون‌های سمّی مثل کادمیوم از منابع آبی کاربرد خوبی در صنعت دارد Monteiro et al., 2009)). همچنین، این جنس از جلبک‌های تک‌سلولی به علت اینکه دارای مقادیر بالای اسیدهای چرب است، برای تولید سوخت طبیعی مطرح بوده و حتی در تغذیه زئوپلانکتون‌هایی چون روتیفر‌ها و دافنی‌ها استفاده می‌شود، برای مثال، در مطالعه‌ای که در سال 2010 روی تغذیه روتیفر Brachionus quadridentatus, Hermann & Müller, 1783 انجام شد استفاده از انواع جلبک‌های تک‌سلولی به همراه از 3 نوع جلبک Scenedesmus quadricauda نشان داد که رشد روتیفر تغذیه شده با جلبک Scenedesmus به طور معنی‌داری بهتر از دیگر انواع جلبک‌های تک‌سلولی است (Ajah, 2010). لازم به ذکر است، تا کنون 171 گونه از جلبک‌های تک‌سلولی جنس Scenedesmus و 45 گونه از جلبک‌های تک‌سلولی Desmodesmus شناسایی شده است. رده‌بندی این دو جنس در جدول 1 خلاصه شده است.

جدول 1- رده‌بندی و جایگاه دو جنس Scenedesmus و Desmodesmus (Hegewald and Hanagata, 2002)

رده‌بندی

Scenedesmus

Desmodesmus

دامنه

Eukaryota

Eukaryota

سلسله

Plantae

Plantae

زیرسلسله

Viridaeplantae

Viridaeplantae

شاخه

Chlorophyta

Chlorophyta

رده

Chlorophyceae

Chlorophyceae

راسته

Sphaeropleales

Sphaeropleales

خانواده

Scenedesmaceae

Scenedesmaceae

زیرخانواده

-

Desmodesmoideae

جنس

Scenedesmus

Desmodesmus

 

مواد و روش‌ها

به منظور جداسازی جلبک‌های تک‌سلولی خانواده Scenedesmaceae از سه نقطه مختلف دریاچه سد مهاباد در فصل‌های مختلف نمونه‌برداری صورت گرفت. نمونه‌برداری، در چهار فصل مختلف، از پاییز سال 1388 تا تابستان 1389، از سه ایستگاه نمونه‌برداری از سد مهاباد انجام شد. بدین ترتیب حدود 2 لیتر از آب هر ایستگاه حتی‌الامکان در حوالی ظهر توسط ظروف مخصوص نمونه‌برداری پلی‌اتیلنی برداشت شد. مختصات جغرافیایی سایت‌های نمونه‌برداری در شکل 1 خلاصه شده است.

 

شکل 1- عکس هوایی و سایت‌های نمونه‌برداری دریاچه سد مهاباد

دریاچه سد مهاباد یکی از آبگیرهای دایمی و مهم استان آذربایجان غربی‌ است که در یک کیلومتری جنوب غربی شهر مهاباد قرار دارد و تفرجگاهی زیبا و مهم در استان بوده، زیستگاه تعداد زیادی از گونه‌های فیتوپلانکتون، زئوپلانکتون و بیش از 13 گونه ماهی شامل سیاه‌ماهی، کپور‌ماهی، آمور‌علفخوار،‌ اسبله‌ماهی، فیتوفاک، کاراس و کپور معمولی است. سد مهاباد دارای 700 متر طول تاج بوده، ارتفاع آن 5/46 متر است. دریاچه پشت این سد 360 هکتار وسعت دارد و روی رودخانه مهاباد بسته شده است. سد مهاباد جزو ده سد پُر آب کشور بوده، در حالت کلی مجموع حجم کل ورودی سالیانه آن معادل ۳۳۹/۳۰۴ میلیون متر مکعب است (میرهاشمی و پازوکی، 1381).

در این تحقیق، میزان شوری آب توسط دستگاه شوری‌سنج (Refracto-meter model ATAGO)، دما توسط دماسنج دیجیتال، pH توسط دستگاه pH-meter model HANA و شفافیت آب توسط Secchi disk در محل نمونه‌برداری تعیین شد. نمونه‌های آب بلافاصله به آزمایشگاه جلبک‌شناسی پژوهشکده آرتمیا و جانوران آبزی دانشگاه ارومیه انتقال داده شد. ابتدا پس از جدا نمودن اجرام خارجی، نمونه آب در تکرار کافی در داخل ارلن‌های یک لیتری و با استفاده از محیط‌های کشت عمومی جلبک‌های آب شیرین f/2 (Guillard تغییر یافته) کشت داده شد (Guillard and Ryther, 1962). خانواده جلبک یاد شده پس از چندین مرحله کشت روی محیط‌کشت آگار (کشت سریالی) و طی کردن مراحل خالص‌سازی با استفاده از میکروسکوپ نوری به صورت جدا شده به محیط جدید مایع در حجم‌های بالاتر 50 و 100 میلی‌لیتری انتقال داده شدند. در این مرحله از محیط‌های کشت اختصاصی بهینه شده برای کشت جلبک‌های خانواده Scenedesmaceae استفاده شده، در سیستم کشت بسته تا حجم 5 لیتری ادامه یافت. مشخصات محیط‌کشت بهینه شده برای کشت این خانواده در جدول 2 نشان داده شده است.

شناسایی نمونه‌های جلبک

ابتدا خانواده Scenedesmaceae در نمونه‌های آبی کشت داده شده شناسایی و با استفاده از روش‌های جدا‌سازی در چندین نمونه تهیه، خالص‌سازی شد. تفاوت‌های نخستین مشاهده شده میان جمعیت‌های جدا شده در برخی عوامل مورفولوژیک و فیزیولوژیک، احتمال وجود دو جنس مختلف از این خانواده را مطرح نمود. جداسازی نخستین جنس‌های احتمالی این خانواده به روش مستقیم زیر میکروسکوپ نوری و همچنین، با کشت سریالی بر محیط‌کشت جامد و مایع انجام گرفت. به علت شباهت‌های مورفولوژیک و فیزیولوژیک بسیار زیاد جنس‌های خانواده Scenedesmaceae، شناسایی دقیق جنس و گونه به روش مولکولی مقدور شد.

 

 

جدول 2- مشخصات محیط‌کشت اختصاصی خانواده Scenedesmaceae. پس از تهیه هریک از محلول‌ها به طور جداگانه و استریل نمودن آنها، به یک لیتر از محلول نهایی کشت جلبک، 10 میلی‌لیتر از محلول A و 10 میلی‌لیتر از محلول B افزوده شد.

Solution A

 

NH4NO3

25 g/l

KH2PO4

7 g/l

MgSO4

4.5 g/l

Solution B

 

H3BO3

715 mg/l

ZnSO4.7H2O

55 mg/l

CuSO4.5H2O

19 mg/l

MnSO4.7H2O

635 mg/l

Co(NO3)2.6H2O

15 mg/l

(NH4)6Mo7O24.4H2O

4 mg/l

CaCl2.6H2O

1075 mg/l

C6H8O7.7H2O

1325 mg/l

FeC6H5O7

1325 mg/l

 

بررسی مولکولی

روش استخراج DNA و شرایط PCR

استخراج DNA از نمونه‌های جدا شده در محیط‌کشت جامد به روشCTAB انجام شد. بدین ترتیب که 10 میلی‌گرم از استوک خالص شده در داخل محیط‌کشت جامد به داخل میکروتیوب‌های 5/1 میلی‌لیتری انتقال داده شد. برای تکثیر ناحیه
(Internal Transcribed Spacer) ITS1 و ITS2 از جفت آغازگر معرفی شده توسط Baldwin (1992) استفاده شد. عنوان و توالی این آغازگر بدین شرح بود:

آغازگر پیشرو:

ITS4: 5’-tcc-tcc-gct-tat-tga-tat-gc-3’

آغازگر معکوس:

ITS5: 5’-gga-agt-aaa-agt-cgt-aac-agg -3’

 

این جفت آغازگرها با موفقیت قبلاً برای شناسایی چندین گونه از جنس Scenedesmus استفاده شده بودند. برنامه استفاده شده برای تکثیر ناحیه مورد نظر به این ترتیب بود: دمای دناتوره‌کننده اولیه C°97 به مدت 3 دقیقه، 36 سیکل شامل دمای دناتوره‌کننده C°97 به مدت 1 دقیقه، دمای اتصال C°49 به مدت یک دقیقه، دمای گسترش C°72 به مدت 45 ثانیه و در نهایت دمای گسترش نهایی C°72 به مدت 7 دقیقه. محصول PCR بر روی ژل الکتروفورز 2 درصد بررسی شد. قطعه bp 680 پس از خالص‌سازی اولیه برای تعیین توالی به شرکت سیناژن-ایران ارسال شد.

بررسی اسیدهای چرب نمونه‌های جلبک

برای بررسی اسیدهای چرب، ابتدا نمونه‌های جدا شده جلبک در داخل محیط‌های کشت مایع تا مرحله کشت انبوه (5 لیتری) کشت داده شد. نمونه‌های فوق، پس از رسیدن به حداکثر تراکم و در مرحله رشد تصاعدی، سانتریفیوژ و بیومس جلبک‌های تک‌سلولی از محیط‌کشت جدا شدند. بیومس فوق، سپس در لوله‌های شیشه‌ای درب‌دار مخصوص ریخته، به هر کدام از آنها حدود 5 میلی‌لیتر محلول متانول/تولوئن (v/v 2:3) و 1/0 میلی‌لیتر محلول استاندارد داخلی (حاوی‌ اسید چرب 22:2(n-6) حل‌ شده‌ در ایزواکتان‌) اضافه گردید. سپس 5 میلی‌لیتر مخلوط تازه تهیه شده استیل کلراید/متانول (v/v 1:20) به عنوان عامل استریفیکاسیون (استری‌کننده) اضافه شد. درب ظروف محکم بسته، مواد مخلوط شدند و در حمام آبی
C°100 به مدت یک ساعت جوشانده، هر 10 دقیقه یک‌بار تکان داده شدند. پس از سرد شدن لوله‌ها، به هر یک 5 میلی‌لیتر آب دیونیزه و 5 میلی‌لیتر هگزان اضافه گردید. لوله‌ها به مدت 5 دقیقه با دور g3000 سانتریفیوژ، فاز بالایی به لوله‌های جدید منتقل گردید. در نهایت از طریق فیلتر سولفات سدیم آبگیری و به بالن‌های گلابی شکل انتقال داده شدند و توسط روتاتور در دمای ˚C35 تغلیظ گردیدند. سپس در 5/0 میلی‌لیتر ایزواکتان حل و به شیشه‌های کوچکی انتقال داده شدند و تا زمان تزریق در فریزر نگهداری شدند. نمونه‌ها برای‌ تزریق‌ به‌ دستگاه‌ گاز کروماتوگرافی‌ آماده شدند‌. برای‌ این‌ منظور نمونه‌ها با ایزواکتان‌ رقیق‌ شدند‌. پس‌ از تهیه‌ محلول‌ نهایی،‌ مقدار 4/0 میکرولیتر از آن به‌ دستگاه‌ گازکروماتوگرافی‌ تزریق‌ گردید‌. در نهایت‌ درصد هر اسید چرب نسبت به کل اسیدهای چرب هر نمونه‌ با مقایسه‌ طول‌ منحنی‌های‌ هر اسید چرب‌ با طول ‌منحنی‌ استاندارد داخلی‌ محاسبه‌ شدند Lepage and Roy, 1984).

 

نتایج

شاخص‌های فیزیکوشیمیایی سایت نمونه‌برداری

نتایج بررسی برخی از شاخص‌های فیزیکو‌شیمیایی آب محل نمونه‌برداری در جدول 3 نشان داده شده است.

نتایج نشان داد که غیر از افزایش تدریجی دمای آب (با گرم‌تر شدن هوا) و تغییرات جزیی در اسیدیته آب در آذر‌ماه، هیچ تفاوت درخور توجهی میان شاخص‌های فیزیکوشیمیایی و مشاهده‌ای سایت‌های نمونه‌برداری وجود ندارد. با بررسی دقیق با استفاده از میکروسکوپ و کشت در محیط‌های کشت اختصاصی دو جنس مختلف از خانواده جلبک Scenedesmaceae شناسایی شد (شکل 2).

 

 

جدول 3- شاخص‌های فیزیکوشیمیایی آب ناحیه مورد بررسی

 

ایستگاه

دما

(°C)

شوری

(pp)

اسیدیته

شفافیت

(cm)

رنگ آب

ساعت

آذر 88

1

4/12

2

7/7

50

سبز-سبز آبی

13

2

5/11

2

7/7

50

سبز-سبز آبی

20/13

3

9/11

2

6/7

50

سبز-سبز آبی

45/13

بهمن 88

1

11

3

8

50-40

سبز روشن

20/13

2

12

3

4/8

40

سبز روشن

40/13

3

1/13

3

5/8

50-40

سبز روشن

14

اردیبهشت 89

1

5/20

2

2/8

50-40

سبز-سبز آبی

30/12

2

4/20

2

5/8

50

سبز-سبز آبی

13

3

21

2

4/8

50

سبز-سبز آبی

20/13

مرداد 89

1

3/28

2

2/8

70

سبز روشن-سبز آبی

16

2

8/27

2

3/8

70

سبز روشن-سبز آبی

20/16

3

4/30

2

2/8

50

سبز روشن-سبز آبی

40/16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل2- عکس تهیه شده توسط میکروسکوپ نوری از خانواده Scenedesmaceae پس از جدا‌سازی. بررسی دقیق توسط میکروسکوپ بر تفاوت‌های مورفولوژیک و احتمال متفاوت بودن این دو گونه تأیید دارد. (A Scenedesmus obliquus،
(B Scenedesmus cuneatus.

 

محصول PCR و تعیین توالی

تکثیر ناحیه هدف با استفاده از جفت آغازگرهای فوق موجب شد که یک قطعه مشابه با وزن حدوداً 680 جفت نوکلئوتید در هر دو نمونه A و B تولید شود (شکل 3). با توجه به حصول باند یکسان در هر دو نمونه، برای شناسایی دقیق مولکولی نمونه‌ها، نسبت به تعیین توالی اقدام شد. بدین ترتیب محصول PCR برای تعیین توالی توسط کیت خالص‌سازی Roche خالص‌سازی شد.

 

شکل 3- ژل الکتروفورز محصول PCR در آگاروز 2 درصد

توالی‌های به دست آمده با استفاده از نرم‌افزار جستجوی اینترنتی در منابع اطلاعاتی (Blast) بررسی و گونه‌های پیشنهادی با 99 درصد تشابه و همپوشانی شناسایی شدند (شکل 4). بدین ترتیب دو گونه متفاوت از این دو جنس شناسایی شد.

نتایج آنالیز ترکیب اسیدهای چرب

میزان اسیدهای چرب دو گونه (از دو جنس متفاوت) از یکدیگر به صورت معنی‌داری متفاوت بوده، اغلب اسیدهای چرب گونه Desmodesmus cuneatus دارای ارزش غذایی بالاتری نسبت به گونه دیگر است (p<0.05) (جدول 4). این آنالیز نشان داد که غیر از اسیدهای چرب C18:1n7 و C20:5n3 این تفاوت در اغلب موارد معنی‌داری است.

 

بحث

در سال‌های اخیر مطالعات محدودی بر فلور جلبکی تالاب‌ها و دریاچه‌های آب‌های شیرین و لب شور ایران انجام گرفته است. در بررسی فیتوپلانکتون‌های تالاب گندمان، چراغپور (1386) موفق به معرفی مجموعاً 95 گونه فیتوپلانکتون متعلق به 54 جنس از 6 شاخه مختلف شد. همچنین، این تحقیق نشان داد که تراکم فیتوپلانکتون‌ها در فصل‌های مختلف تفاوت معنی‌داری داشته، این تالاب در زمره آب‌های اولیگو-مزوتروف معرفی شد. تحقیق روی جلبک‌های اپی‌فیت تالاب امیر کلایه مشخص کرد که رده Bacillariophyceae دارای بیشترین تراکم و رده‌های Chlorophyceae، Cyanophyceae و Euglenophyceae در مراتب بعدی تراکم و غالبیت قرار دارند (رمضان‌زاده، 1382). اما در منطقه آذربایجان غربی و در راستای شناسایی فلور جلبکی دریاچه ارومیه (اکوسیستم آب شور) نمونه‌برداری انجام شده در ساحل بندر گلمانخانه موجب شناسایی 6 جلبک از Cyanophyceae و 4 جلبک از Chlorophyceae و 2 جلبک از Bacillariophyceae شد (سلطانی و همکاران، 1373).

اما به تحقیقاتی از این دست در خارج از ایران توجه بیشتری شده است. به طور مثال Orlova و همکاران (2009) با شناسایی میکروجلبک‌های دریای Amursky Bay در ژاپن (1991-2006) 357 گونه از میکروجلبک‌های پلانکتونی را شناسایی کردند. تحقیقات در ارتباط با شناسایی جلبک‌های تک‌سلولی تا جایی ادامه یافته که محیط‌های کشت مختلفی برای کشت بهینه و با تراکم بالای انواع جلبک به ویژه جلبک‌های آب شیرین ابداع و به کار برده شده است. در این ارتباط Kilham و همکاران (1998) محیط‌کشت جدیدی به نام COMBO برای کشت همزمان زئوپلانکتون و جلبک آب شیرین ابداع کردند (Christin and Karlsson, 2009).

به علت کاربرد بسیار وسیع و ارزش اقتصادی، شناسایی و جدا نمودن جلبک‌های تک‌سلولی اهمّیت زیادی یافته است. با توجه به قدمت خانواده Scenedesmaceae که به بیش از 100 میلیون سال قبل نسبت داده می‌شود (Girard, 2009) و همچنین، ارزش غذایی و اهمّیت این خانواده تا کنون تحقیقات زیادی برای شناسایی و رده‌بندی گونه‌های جنس و خانواده Scenedesmaceae انجام گرفته است(Baldwin, 1992; Lewis and Flechtner, 2004; Haq et al., 2008). بررسی ارزش غذایی این خانواده با نمونه‌های یافت شده در این تحقیق نشان داد که این خانواده با وجود دارا بودن ارزش غذایی کمتری نسبت به جلبک‌های تک‌سلولی خانواده Bacillariophyceae (Pratoomyot et al., 2005)، در کل ارزش غذایی مناسبی برای استفاده با هدف تغذیه زئوپلاکتونی را دارند(Lavens and Sorgeloos, 1996). همچنین، این تحقیق برای نخستین بار ارزش غذایی بالاتری را برای گونه Desmodesmus cuneatus نسبت به جنس دیگر گزارش نمود. لازم به ذکر است، ارزش غذایی (به خصوص اسیدهای چرب) جلبک‌های تک‌‌سلولی به‌شدت تابع محیط‌کشت و همچنین، فاز رشد تصاعدی است (Pratoomyot et al., 2005). با توجه به اینکه مرحله کشت این جلبک‌ها در محیط بهینه‌سازی شده اختصاصی انجام شد و همچنین، برداشت آنها در مرحله رشد تصاعدی صورت گرفت، نتایج مربوط به ارزش غذایی آنها قابل استناد و حصول مجدد است.

در ارتباط با مقایسه فلور جلبکی دریاچه سد مهاباد هیچ اطلاعاتی در مورد تنوع فیتوپلانکتونی این تالاب یافت نشده، لیکن امکان بررسی نتایج و مقایسه آنها با تحقیقات قبلی مهیا نشد. به علت تنوع بالای جلبک‌های تک‌سلولی مشاهده شده در ناحیه فوق و به علت گستردگی این تحقیق نتایج فوق در گزارش حاضر نشان داده نشد. این تحقیق نشان داد که در فصل‌های مختلف تنوع جلبکی این ناحیه به شدت تابع شرایط اکولوژیک منطقه است (نتایج در این گزارش آورده نشده است). با توجه به اینکه دریاچه سد مهاباد زیستگاه بزرگی برای گونه‌های متنوعی از آبزیان محسوب شده، حتی در سال‌های پیش نسبت به رها‌سازی انواع مختلفی از ماهیان به این دریاچه مبادرت شده است، بررسی دقیق ترکیب فلور جلبکی این ناحیه ضروری تشخیص داده می‌شود.

 

 

 

Sample A:

 

Sample B:

 

شکل 4- توالی ناحیه ITS1 در گونه‌های جدا شده از خانواده Scenedesmaceae. توالی A به گونه Scenedesmus obliquus و توالی B به گونه Desmodesmus cuneatus, Hegewald 2002 مربوط است.

 

جدول 4- درصد کل اسیدهای چرب جلبک‌های تک‌سلولی Scenedesmus obliquus و Desmodesmus cuneatus. حروف یکسان بیانگر عدم اختلاف معنی‌دار است (p>0.05).

 

نام عمومی

Desmodesmus cuneatus

Scenedesmus obliquus

Saturated

 

   

C14:0

Myristic

0.154 a

0.2894 b

C16:0

Palmitic

19.2421 a

17.0224 b

C18:0

Stearic

3.9820 a

2.2359 b

C20:0

Arachidic

1.8626 a

1.1440 b

C22:0

Behenic

0.3597 a

0.0477 b

Monounsaturated

 

   

C14:1n5

Myristoleic

0.1221 a

0.0552 b

C16:1n7

Palmitoleic

0.4624 a

0.3575 b

C18:1n9

Oleic

17.9576 a

25.4679 b

C18:1n7

Vaccenic

4.0077 a

1.0128 b

Polyunsaturated

 

   

C18:2n6

Linoleic

15.4528 a

4.8955 b

C18:3n3

α-Linolenic

16.4033 a

9.2719 b

C18:3n6

γ-linolenic

0.1285 a

0.1799 b

C18:4n3

Stearidonic

0.3339 a

0.3654 a

C20:4n6

Arachidonic

0.5395 a

0.1387 b

C20:5n3

Eicosapentaenoic

0.1542 a

0.1696 a

C22:5n6

Docosapentaenoic

NC

1.0083 b

C22:6n3

Docosahexaenoic

0.5588 a

0.2223 b

 

 

 

 

در این تحقیق، شباهت‌های مورفولوژیک بسیار نزدیک و تنوع بسیار زیاد خانواده Scenedesmaceae، بررسی مولکولی آنها را لازم و ضروری نمود. تکنیک مولکولی مؤثر به کار رفته در این تحقیق، پیش از این کارایی خود را در رده‌بندی جلبک‌های این خانواده با استفاده از توالی ناحیه ITS و 18S rDNA به اثبات رسانده بود (Baldwin, 1992; Lewis and Flechtner, 2004). با توجه به اهمّیت شناسایی سریع و دقیق گونه‌های خانواده Scenedesmaceae و با اشاره به تفاوت‌های توالی مشاهده شده در بین گونه‌های مربوط به جنس‌های مختلف این خانواده امکان استفاده از تکنیک RFLP نیز مفید به نظر می‌رسد.

 

تشکر و قدردانی

این پروژه با حمایت مالی و تجهیزاتی گروه زیست‌شناسی دانشگاه ارومیه و پژوهشکده آرتمیا و جانوران آبزی دانشگاه ارومیه به انجام رسید. بدین وسیله از همۀ کارشناسان این دو مرکز که ما را در اجرای این پروژه یاری نمودند، تشکر و قدردانی می‌شود.

 

 

 
 

چراغپور، ج. (1386) مطالعه فیتوپلانکتون‌های تالاب گندمان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران.

رمضان‌‎زاده، ح. (1382) بررسی جلبک‌های اپی‌فیت تالاب امیر کلایه و مقایسه جوامع جلبکی روی بستر‌های مختلف، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران، ایران.

سلطانی، ن.، ریاحی، ح. و شکروی، ش. (1373) مطالعه فلور جلبکی دریاچه ارومیه، مجله پژوهش و سازندگی 7: 23-25.

شعاع حسنی، ا. (1375) پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، لاهیجان، ایران.

میرهاشمی‌نسب، ف. و پازوکی، ج. (1381) شناسایی انگل‌های سخت‌‌پوست برخی از ماهیان دریاچه سد مخزنی مهاباد، مجله علمی شیلات ایران 11(4):133-148.

 

 

 

Ajah, P. O. (2010) Mass culture of Rotifera (Brachionus quadridentatus [Hermann, 1783]) using three different algal species. African Journal of Food Science 4(3): 80-85.

Baldwin, B. G. (1992) Phylogenetic utility of the internal transcribed spacers of nuclear ribosomal DNA in plants: an example from the Compositae. Molecular Phylogenetic 1: 3-16.

Ben Amotz, A., Katz, A. and Auron, M. (1982) Accumulation of β-carotene in falotolerant Algae: purification and characterization of β-carotene rich globules from Dunaliella bardawil (chlorophyceae). Journal of Phycology 18: 529-557.

Boersma, M. and Vijverberg, J. (1995) Synergistic effects of different food species on life-history traits of Daphnia galeata. Hydrobiologia 307: 109-115.

Brown, M. R., Jeffrey, S. W., Volkman, J. K. and Dunstan, G. A. (1997) Nutritional properties of microalgae for maricuture. Aquaculture 151: 315-331.

Chomrung, A. (2000) Nutritive value of diatoms two species as food for juvenile, Haliotis asinina Linnaeus. M.Sc. Thesis. Burapha University, Chomburi.

Christin, S. and Karlsson, J. (2009) Zooplankton feeding on algae and bacteria under ice in Lake Druzhby. East Antarctica Polar Biology 32: 1195-1202.

Girard V. (2009) Evidence of Scenedesmaceae (Chlorophyta) from 100 million-year-old amber. Geodiversitas 31(1): 145-151.

Grung, M., D’Souza, F. M. L. Borowitzka, M., and Liaaen-Jensen, S. (1992) Algal carotenoids 51. Secondary carotenoids 2. Haematococcus pluvialis aplanospores as a source of (3S, 3'S)-astaxanthin esters. Journal of Applied Phycology 4: 165-171.

Guillard, R. R. L. and Ryther, J. H. (1962) Studies on marine plankton diatoms I. Cyclotella nana Hustedt, and Detonula confervacea (Cleve). Canadian Journal of Microbiology 8: 229-239.

Haq, W., Zarina, A., Masud-ul-Hasan, M. and Shameel, M. (2008) Taxonomic study of the family Scenedesmaceae (Volvocophyta shameel) in certain North-Estern area of Pakistan. Proceedings of the Pakistan Academy Science 45(1): 23-30.

Hegewald, E. and Hanagata, N. (2002) Validation of the new combinations of Coelastrella and Neodesmus and the description of the new subfamily Desmodesmoideae of the Scenedesmaceae (Chlorophyta). Archiv für Hydrobiologie, Supplement 143 [Algological Studies 105]: 7-9.

Katircioglu, H., Beyatli, Y., Aslim, B., Yüksekdag, Z. and Atici, T. (2006) Screening for antimicrobial agent production of some freshwater. The internet journal of microbiology 2(2).

Kilham, S. S., Kreeger, D. A., Lynn, S. G., Goulden, C. E. and Herrera, L. (1998) COMBO: a defined freshwater culture medium for algae and zooplankton. Hydrobiologia 377: 147-159.

Lavens, P. and Sorgeloos, P. (1996) Manual on the production and use of live food for aquaculture. FAO Fisheries Technical Paper.

Lepage, G. and Roy, C. C. (1984) Improved recovery of fatty acid through direct transesterification without prior extraction or purification. Journal of Lipid Research 25: 1391-1396.

Lewis, L. A. and Flechtner, V. R. (2004) Cryptic species of Scenedesmus (Chlorophyta) from desert soil communities of western North America. Journl of Phycology 40: 1127-1137.

Monteiro, C. M., Castro, P. M. L. and Xavier, F. X. (2009) Use of the microalga Scenedesmus obliquus to remove cadmium cations from aqueous solutions. World Journal of Microbiol Biotechnol 25: 1573-157.

Mutanda, T., Ramesh, D., Karthikeyan, S., Kumari, S., Anandraj, A. and Bux, F. (2011) Bioprospecting for hyper-lipid producing microalgal strains for sustainable biofuel production. Bioresource Technology 102: 57-70.

Orlova, T. Y., Stonik, I. V. and Shevchenko, O. G. (2009) Flora of planktonic microalgae of Amursky Bay, Sea of Japan. Russian Journal of Marine Biology 35(1): 60-78.

Pratoomyot, J., Srivilas, P. and Noiraksar, T. (2005) Fatty acids composition of 10 microalgal species. Songklanakarin Journal of ScienceTechnology 27(6): 1179-1187.

Trainor, F. R. (1995) The sequence of ecomorph formation in a phenotypicly plastic, multispined Scenedesmus species (Chlorophyceae). Archiv für Hydrobiologie 133: 161-171.

Volkman, J. K., Jeffrey, S. W., Nichols, P. D, Rogers, G. I. and Garland, C. D. (1989) Fatty acids and lipid classes of ten species of microalgae used in mariculture. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 128: 219-240.

Zachleder, V., Wittenburg, E. and Abarzua, S. (1986) Factors controlling the inhibitory effects of 3, 4-benzo (a) pyrene on the chlorococcal alga Scenedesmus quadricauda. Algological Studies/Archiv für Hydrobiologie, Algological Studies/Archiv für Hydrobiologie, Supplement Volumes 43: 281-296.