فهرست مطالب

زیست شناسی میکروارگانیسم ها - پیاپی 24 (زمستان 1396)

فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیسم ها
پیاپی 24 (زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/09/09
  • تعداد عناوین: 6
|
  • پژوهشی - انگلیسی
  • محمود ملکی*، صدیقه نوروزپور، الهام رضوان نژاد، شهریار شاکری صفحات 1-11
    مقدمه
    سیدروفورها مولکول هایی با وزن مولکولی نسبتا پایین (500 تا 1000 دالتون) هستند که به عنوان لیگاندهای کلاته کننده آهن در شرایط کمبود آهن توسط بسیاری از میکروارگانیزم ها تولید می شوند. گیاهان می توانند ترکیب آهن-سیدروفور را به منظور رفع نیازشان به آهن جذب کنند. هدف از پژوهش حاضر جداسازی و شناسایی باکتری های تولید کننده سیدروفور است.
    مواد و روش‏‏ها: در این پژوهش از روش سنجش مایع CAS، برای جداسازی باکتری های محرک رشد گیاهی (PGPR) تولید کننده سیدروفوراستفاده شد. سپس، انواع مختلف سیدروفورهای تولید شده توسط بهترین سویه ها، با استفاده از روش سنجش O-CAS تعیین شدند. سرانجام دو سویه برتر تولید کننده سیدروفور با استفاده از آنالیز توالی ژن 16S rDNAشناسایی شدند.
    نتایج
    نتایج نشان داد که 3/69 درصد از باکتری های جداسازی شده توانایی تولید سیدروفور را دارند. پایین ترین و بالاترین میزان سیدروفورها به ترتیب به سویه های Cke1 (58/17 درصد واحد سیدروفوری) و Wah1 (76/97 درصد واحد سیدروفوری) تعلق داشتند. بر پایه روش سنجش O-CAS این سویه ها سیدروفورهایی از نوع کاتکول و هیدروکسامات را تولید کردند. دو سویه Wah1 و Wkh با استفاده از آنالیز توالی یابی ژن 16S rDNA به ترتیب به عنوان Bacillus cereus و Enterobacter cloacae شناسایی شدند.
    بحث و نتیجه گیری: Wah1 و Wkh سیدروفورهای بیشتری (به صورت واحد سیدروفوری) نسبت به سایر سویه هایی که تا کنون با روش مشابهی مطالعه شده بودند، تولید کردند. بنابراین، آن ها سویه های با ارزشی برای مطالعه پتانسیل شان به عنوان کودهای زیستی و حفاظت گیاه در برابر پاتوژن های خاکزاد خواهند بود.
    کلیدواژگان: باکتری، سنجش مایع CAS، سنجش O، CAS، سیدروفور
  • نازیلا غلام ویسی، سیروان محمدی آذر، رویا مروج* صفحات 13-20
    مقدمه
    بیوپلیمرهای میکروبی مانند پلی هیدروکسی آلکانوات ها جایگزین های مناسب پلاستیک های مشتق از مواد نفتی هستند. این بیوپلیمرها مزایای بسیاری نسبت به پلاستیک های معمولی دارند، ازجمله زیست تجزیه پذیری، سازگاری با محیط زیست و تجدیدپذیر بودن منابع آنها. از این رو، مطالعه حاضر با هدف جداسازی سویه باکتریایی دارای قابلیت تولید پلی هیدروکسی بوتیرات، یکی از پلی هیدروکسی آلکانوات های پرکاربرد، انجام شد.
    مواد و روش‏‏ها: 6 سویه باکتریایی تولیدکننده پلی هیدروکسی آلکانوات از محل خروجی پساب کارخانه تولید نوشیدنی جداسازی و با روش سودان بلاک مطالعه شدند. رنگ پذیرترین سویه برای مطالعه های بعدی انتخاب، بر اساس بررسی های مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و فیلوژنتیکی شناسایی و توانایی آن در تولید پلی هیدروکسی بوتیرات و دیگر پلی هیدروکسی آلکانوات ها با روش GC-MS ارزیابی شد.
    نتایج
    بر اساس نتایج روش سودان بلاک، سویه NG بیشترین میزان PHB را تولید کرد و برای مطالعه های بعدی انتخاب شد. سویه NG، سویه جدیدی از باسیلوس تورینجینسیس شناسایی شد که بر اساس نتایج GC-MS، قادر به تولید پلی هیدروکسی بوتیرات و 4 نوع پلی هیدروکسی آلکانوات دیگر شامل هگزادکانوییک اسید متیل استر، اکتادکانوییک اسید متیل استر، تترادکانوییک اسید متیل استر و 8- اکتادکانوییک اسید متیل استر بود.
    بحث و نتیجه گیری: مطالعه حاضر، نخستین گزارش از تولید هم زمان چند نوع پلی هیدروکسی آلکانوات توسط سویه ای از باسیلوس تورنجینسیس است.
    کلیدواژگان: باسیلوس تورینجینسیس NG، پلی هیدروکسی آلکانوات ها، پلی هیدروکسی بوتیرات، GC-MS
  • خسرو چهری *، حسین ستار عبود صفحات 21-27
    مقدمه
    پژوهش حاضر به منظور ارزیابی وقوع جدایه های قارچ فوزاریوم پرولیفراتوم تولیدکننده مایکوتوکسین در آجیل در عراق انجام شد.
    مواد و روش‏‏ها: در این پژوهش 108 نمونه آجیل از فروشگاه های مختلف در عراق جمع آوری شد. ویژگی های ریخت شناسی گونه های فوزاریوم با استفاده از محیط کشت های برگ میخک-آگار و عصاره سیب زمینی-دکستروز-آگار بررسی شد. جدایه های فوزاریوم پرولیفراتوم با استفاده از آغازگرهای اختصاصی PRO1/PRO2 تایید شد. در این پژوهش همچنین قابلیت تولید زهرابه فومونیزین توسط جدایه های فوزاریوم پرولیفراتوم با استفاده از آغازگرهای طراحی شده برای ژن FUM1 (FUM1 F/FUM1 R) بررسی شد.
    نتایج
    در این تحقیق 28 جدایه قارچ جداسازی شد که بر اساس بررسی های ریخت شناسی 3 گونه قارچی شناسایی شد که شامل گونه های فوزاریوم پرولیفراتوم (12)، آسپرژیلوس نایجر (8)، آسپرژیلوس فلاووس (5) و گونه نامشخصی از پنیسلیوم (3) بودند. آغازگرهای اختصاصی PRO1/PRO2، قطعه 585 جفت بازی را در همه جدایه های فوزاریوم پرولیفراتوم را تولید کردند. تکثیر قطعه دی ان ای (183 جفت بازی) ژن FUM1 با استفاده از آغازگرهای FUM1 F/FUM1 R تقریبا در 42 درصد از جدایه های فوزاریوم پرولیفراتوم بدست آمد.
    بحث و نتیجه گیری: از بین 12 جدایه فوزاریوم پرولیفراتوم، 5 جدایه (42~) قابلیت تولید فومونیزین داشتند. این پژوهش برای نخستین بار در عراق انجام شد و بر اساس مطالعات مولکولی قابلیت جدایه های گونه مرکب فوزاریوم فوجیکوروی (FFSC) ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: FFSC، آغازگرهای اختصاصی، آجیل، عراق
  • محبوبه نخعی مقدم*، آزاده حداد سبزوار، محمدرضا ذوالفقاری، امیر لکزیان صفحات 29-39
    مقدمه
    همزیستی گیاهان لگوم با ریزوبیوم به تثبیت زیستی نیتروژن منجر می شود و نیتروژن خاک را افزایش می دهد. هدف پژوهش حاضر، تعیین ویژگی ایزوله های سینوریزوبیوم جدا شده از گیاهان یونجه در ایران است.
    مواد و روش‏‏ها: باکتری ها در محیط مانیتول آگار حاوی عصاره مخمر جدا و با آزمایش عفونت زایی گیاه تایید شدند. پس از بررسی باکتری ها از نظر ویژگی های ریخت شناسی و بیوشیمیایی، یک قطعه از ژن S rRNA16 با اندازه حدود 1500 جفت باز با استفاده از پرایمر fD1 و rD1 تکثیر داده شد. محصولات واکنش زنجیره پلیمراز (PCR) از نظر الگوی هضم آنزیمی با اندونوکلئاز Taq1 بررسی شد.
    نتایج
    63 باکتری از گرهک ای هموژنیزه گیاهان جدا شد. 42 ایزوله در سه تکرار آزمایش عفونت زایی در گیاهان یونجه گرهک ایجاد کردند. از 42 ایزوله، 8 تا مقاوم به شوری بودند. 7 ایزوله در pH 4 رشد بهتری نسبت به سایرین داشتند. تمامی ایزوله ها مقاوم به CuCl2 (5/0 میلی مولار)، CdCl2 (65/0 میلی مولار)، MnSO4 (75/0 و 5/1 میلی مولار) و ZnSO4 (125/0 میلی مولار) بودند. ایزوله S3Q و S22K نسبت به شوری، اسیدیته، دما و فلزات سنگین بیشتر از سایرین مقاوم بودند. محصولات PCR تمامی باکتری ها الگوی تحدیدی یکسانی بعد از هضم آنزیمی با Taq1 داشتند.
    بحث و نتیجه گیری: نتایج نشان داد که در میان باکتری های جدا شده، اختلافاتی از نظر مقاومت به تنش های شوری، اسیدیته، دما و فلزات سنگین وجود دارد. شناسایی سویه های بومی ریزوبیوم بویژه سویه های مقاوم به شوری، دما، فلزات سنگین و اسیدیته می تواند به علت استفاده از این باکتری ها به عنوان کودهای بیولوژیک در شرایط سخت ارزشمند باشد.
    کلیدواژگان: سینوریزوبیوم ملیلوتی، S rRNA16، یونجه، شوری، اسیدیته
  • فهیمه صفدرپور *، غلام خداکرمیان صفحات 41-54
    مقدمه
    میکروارگانیسم های پاتوژن گیاهی بر سلامت گیاهان اثر گذاشته و تهدید اصلی برای تولید غذا و پایداری اکوسیستم هستند. افزایش استفاده از مواد شیمیایی جهت کنترل بیماری های گیاهی باعث ایجاد اثرات منفی بر سلامت انسان و محیط زیست شده است. افزایش نگرانی های عمومی درباره عوارض جانبی آنها منجر به تحقیقات برای پیدا کردن محصولات جایگزین برای این مواد شده است. یکی از این روش های جایگزین، کنترل زیستی با استفاده از میکروارگانیسم های آنتاگونیست مرتبط با گیاه است.
    مواد و روش‏‏ها: در این تحقیق، 80 باکتری اندوفیت از قسمت های مختلف گوجه فرنگی جداسازی و فعالیت آنتاگونیستی آن ها علیه پژمردگی باکتریایی ناشی از Ralstonia solanacearum با استفاده از روش نشت در آگار ارزیابی شدند. این استرین ها براساس ویژگی های مرفولوژیکی، بیو شیمیایی و آنالیز توالی 16s rRNA شناسایی و در گلخانه نیز ارزیابی شدند. توانایی آنها در القا آنزیم های دفاعی در گیاه مانند پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز و ترکیبات فنلی در گلخانه براساس روش اسپکتروفتومتری بررسی شدند.
    نتایج
    براساس ارزیابی آزمایشگاهی سه استرین FS67،FS167 و FS184 بیشترین هاله بازدارندگی را ایجاد کردند و به ترتیب بعنوان Pseudomonas mosselli، P.fuorescence و P. brassicacearum شناسایی شدند.استرین های FS67 و FS167 در گلخانه باعث کاهش بیماری شدند. فعالیت پراکسیداز، پلی فنل اکسیداز و ترکیبات فنلی در تیمار استرین های FS67 و FS167 و پاتوژن بطور معنی داری افزایش یافتند.
    بحث و نتیجه گیری: مطالعه حاضر نشان داد که P. fuorescence و P. mossellii میتوانند پتانسیل کنترل R. solanacearum را داشته باشند. اما از آنجا که نتایج به دست آمده از تحقیقات آزمایشگاهی ممکن است همان نتیجه را در گلخانه و یا مزرعه بوجود نیاورد لذا تحقیقات بیشتر برای تعیین اثرات این استرین ها در شرایط مزرعه به نظر ضروری می رسد. این مطالعه نشان داد که فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدان میتواند بخشی از اثرات مفید باکتری های اندوفیت بر گیاه در برهمکنش با پاتوژن ها باشند. این اولین گزارش از فعالیت آنتاگونیستی P. mosselii در ایران است.
    کلیدواژگان: کنترل زیستی، پلی فنل اکسیداز، ترکیبات فنلی، پراکسیداز
  • مریم ابراهیمیان، حسین معتمدی*، محمد شفیعی صفحات 55-65
    مقدمه
    فیتاز، فیتیک اسید را هیدرولیز می کند و دسترسی زیستی فسفر و دیگر مواد معدنی مغذی را برای حیوانات تک معده ای افزایش می دهد.بنابراین، به شکل افزودنی غذایی مهم استفاده می شود.
    مواد و روش‏‏ها: هدف مطالعه حاضر، جداسازی باکتری های تولیدکننده فیتاز از مزرعه لوبیای شوشتر، جنوب غرب ایران، با استفاده از محیط غربال گری فیتاز (PSM) و بهینه سازی رشد و شرایط تولید آنزیم با بهترین جدایه است.
    نتایج
    بهترین جدایه، سیتروباکتر فارمری سویه phas32 شناسایی شد. دمای 30 درجه سانتی گراد، اسیدیته 7، 25/0 درصد فیتیک اسید و 48 ساعت انکوباسیون، شرایط بهینه سازی شده برای تولید فیتاز توسط این جدایه است و آنزیم فیتاز سویه phas32، بهترین فعالیت را در دمای 65 درجه سانتی گراد و اسیدیته 5/8 دارد. فعالیت و وزن مولکولی آنزیم این باکتری به ترتیب U/ml 31 و 40 کیلودالتون است.
    بحث و نتیجه گیری: بر اساس نتایج پژوهش حاضر، نتیجه گیری می شود که سیتروباکتر فارمری سویه phas32 تولیدکننده فیتاز است که امکان استفاده از آن برای تولید آنزیم در مقیاس زیاد وجود دارد.
    کلیدواژگان: سیتروباکتر، بهینه سازی، فیتاز، فیتیک اسید
|
  • Mahmood Maleki *, Sedigheh Norouzpour, Elham Rezvannejad, Shahryar Shakeri Pages 1-11
    Introduction
    Siderophores are relatively low-weight molecules (500 to 1000 Dalton), which are produced by many microorganisms as the chelating ligands of iron under iron deficiency. Plants can absorb the siderophore-iron complex to meet their needs for iron. The aim of this study was isolation and identification of siderophore producing bacteria.
    Materials And Methods
    In this study, we used liquid chrome azurol S (CAS) assay for the isolation of siderophore producing plant growth promoting rhizobacteria (PGPRs). Then, different kinds of the produced siderophores by the best strains were determined using overlaid chrome azurol S (O-CAS) assay. Finally, two best siderophores producing strains were identified using the 16S rDNA gene sequencing analysis.
    Results
    The results showed that 69.3 percent of the isolated bacteria could produce siderophores. The lowest and highst levels of siderophores belonged to the strains Cke1 (17.58 percent siderophore unit) and Wah1 (97.76 percent siderophore unit) respectively. Based on the O-CAS assay method, these strains produced catchol and hydroxamat types of siderophores. Two strains Wah1 and Wkh were identified using 16S rDNA gene sequencing analysis as Bacillus cereus and Enterobacter cloacae, respectively.
    Discussion and
    Conclusion
    Wah1 and Wkh produced more siderophores (as siderophore unit) than other strains, which were studied using the same method until now. Therefore, they could be valuable strains to study their potential as biological fertilizers and plant protection against the soil born pathogens.
    Keywords: Bacteria, Liquid CAS Assay, O-CAS Assay, Siderophore
  • Nazila Gholamveisi, Sirvan Mohammadi Azar, Roya Moravej * Pages 13-20
    Introduction
    Microbial biopolymers such as polyhydroxyalkanoates (PHA) are proper alternatives for petroleum-derived plastics. These biopolymers have many advantages over conventional plastics such as biodegradability, environmental friendly and infinite as a renewable resource. Therefore, our study was aimed to isolate a bacterial strain capable of producing polyhydroxybutyrate (PHB; a highly applicable type of PHA).
    Materials And Methods
    To this aim, a total of 6 PHA-producing bacteria were isolated from waste water exit site of a brewery factory. The 6 isolates were studied by Sudan black-staining technique and the most stained isolate was selected for further studies. Next, the selected isolate was identified based on morphological, biochemical and phylogenetic analyses. Finally, the ability of strain in producing PHB as well as other PHAs was analyzed via GC-MS technique.
    Results
    Strain NG had the highest yield of PHB, according to Sudan black-staining technique and it was selected for further studies. The strain NG was identified as a new strain of Bacillus thuringiensis. According to GC-MS results, this strain was able to produce PHB as well as 4 other PHAs including hexadecanoic acid methyl ester, octadecanoic acid methyl ester, tetradecanoic acid methyl ester, 8-octadecenoic acid methyl ester.
    Discussion and
    Conclusion
    It was the first report on producing various PHAs at the same time by a strain of Bacillus thuringiensis.
    Keywords: Bacillus thuringiensis NG, Polyhydroxyalkanoates, polyhydroxybutyrate, GC-MS
  • Khosrow Chehri *, Hussein Sattar Abod Pages 21-27
    Introduction
    The present study was carried out to evaluate the occurrence of toxicogenic Fusarium proliferatumstrains isolated from nuts in Iraq.
    Materials And Methods
    A total of 108 nut samples collected from different markets in Iraq. Strains of Fusarium spp. isolated from nuts seeds and their morphological characterization of the strains were examined based on their growth on carnation leaf agar (CLA) and potato dextrose agar (PDA). The identification of F. proliferatum isolates were confirmed molecularly using species specific primers of PRO1/PRO2 primers. PCR-based detection of fumonisin-synthesis-pathway gene was also used to determine the potential of F. proliferatum isolates to produce fumonisin using FUM1 gene-based (FUM1 F/FUM1 R) primers.
    Results
    Based on morphological features 28 fungal isolates were obtained from nuts and identified into four species F. proliferatum (12), Aspergillus niger (8), Aspergillus flavus (5), and Penicillium sp. (3). The primers PRO1/PRO2 produced DNA fragments 585 bp in all F. proliferatum strains. PCR assays also showed DNA fragments (183 bp) were amplified in nearly 42% of F. proliferatum strains.
    Discussion and
    Conclusion
    Of 12 tested isolates, 5 isolates (~42%) being fumonisin chemotype. To our knowledge, this is the first report on molecular identification and mycotoxigenic capacity of Fusarium fujikuroi species complex (FFSC) isolated from nuts in Iraq.
    Keywords: FFSC, species specific primers, nuts, Iraq
  • Mahboobeh Nakhaei Moghaddam*, Azadeh Haddad Sabzevar, Mohammad Reza Zolfaghari, Amir Lakzian Pages 29-39
    Introduction
    The Rhizobium-legume interaction leads to biological nitrogen-fixation and increases nitrogen of soil. The aim of this study was to characterize the properties of Sinorhizobium isolates from the roots of alfalfa plantsin Iran.
    Materials And Methods
    Bacteria were isolated in yeast extract mannitol Agar and confirmed by plant infection test. After evaluation from the point of morphological and biochemical properties, a fragment of 16S rDNA gene with a size of approximately 1500 base pair was amplified using fD1 and rD1 primers. PCR (polymerase chain reaction) products were analyzed for digestion pattern by Taq1 endonuclease.
    Results
    63 bacteria were isolated from homogenized nodules. 42 isolates generated nodules in three replicates in infection test. Of the 42 isolates 8, were resistant to salinity. Seven isolates had better growth than others at pH 4. All isolates were resistant to CuCl2 (0.5 mmol), CdCl2 (0.65 mmol), MnSO4 (0.75 and 1.5 mmol) and ZnSO4 (0.125 mmol). Isolates S3Q and S22K were more resistant to salinity, acidity, temperature and heavy metals stresses. PCR products of all bacteria had the same restricted profile after digestion by Taq1 nuclease.
    Discussion and
    Conclusion
    The results showed that among isolated bacteria, there were some differences in the resistance to salinity, acidity, temperature and heavy metals stresses. Identification of native strains of rhizobia, especially strains resistant to salinity, temperature, heavy metals and acidity could be valuable due to their potentiality for using biological fertilizers in harsh conditions.
    Keywords: Sinorhizobium meliloti, 16S rRNA, Medicago sativa, salinity, Acidity
  • Fahime Safdarpour *, Gholam Khodakaramian Pages 41-54
    Introduction
    Phytopathogenic microorganisms affect plant health and burden a major threat to food production and ecosystem stability. Increasing the use of chemical pesticides for plant diseases control causes several negative effects on human and environment health. Furthermore, increasing public awareness about the side effects of them led to a research to find alternatives for these products. One of the alternative methods is bio-control utilizing plant associated antagonistic microorganisms.
    Materials And Methods
    In this study, 80 endophytic bacteria were isolated from tomato tissues. Their antagonistic activity screened based on agar diffusion test, against tomato bacterial wilt disease (Ralstonia solanacearum). They were identified based on the morphological, biochemical properties and 16s rRNA sequence analyses. These strains were evaluated in greenhouse and tested for their ability to induce the production of defense-related enzymes in plants e.g. Peroxidase (PO), polyphenoloxidase (PPO) and phenolics based on spectrophotometer method.
    Results
    Results showed FS67, FS167 and FS184 strains had maximum inhibition zone forming. They identified as Pseudomonas mossellii, P. fuorescence and P. brassicacearum respectively. FS67 and FS167 strains significantly reduced disease in greenhouse. There was a significant increase in the activity of PO, PPO and phenolics in tomato plants treated with FS67, FS167 and pathogen.
    Discussion and
    Conclusion
    The present study has shown that P. mosselli and P. fuorescence might have the potential to control R. solanacearum. However, the good results obtained in vitro cannot be gained the same as those in greenhouse or field conditions. So, further experiments are needed to determine the effectiveness of these isolates under field conditions.This work support the view that increased defense enzymes activities could be involved, at least in part, in the beneficial effects of endophytic bacteria on plants growth in interaction of pathogens. This is the first report of antagonistic activity of Pseudomonas mossellii from Iran.
    Keywords: Bio-control, Polyphenol oxidase, phenolic compounds, Peroxidase
  • Maryam Ebrahimian, Hossein Motamedi *, Mohammad Shafiei Pages 55-65
    Introduction
    Phytase hydrolyzes phytic acid and enhances bioavailability of phosphorus and other nutritive minerals for monogastric animals, so it is commonly used as an important food additive.
    Materials And Methods
    The aim of this study was isolation of phytase producing bacteria from one of Shushtar's bean farms, Southwest of Iran by phytase screening medium (PSM) and optimization of the growth and enzyme productive conditions by the best isolate.
    Results
    The best isolate was identified as Citrobacter farmeri strain phas32. Optimized conditions for phytase production by this isolate were 30˚C, pH 7, 0.25% phytic acid and 48 h incubation and phytase enzyme of phas32 had the best activity at 65˚C and pH 8.5. Enzyme unit and its molecular weight were 31 U/ml and 40 KD, respectively.
    Discussion and
    Conclusion
    Finally, based on these results it can be concluded that the Citrobacter farmeri strain phas32 is potent phytase producer that can be used for large scale enzyme production.
    Keywords: Citrobacter, Optimization, phytase, phytic acid