فهرست مطالب

فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیسم ها
پیاپی 29 (بهار 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/02/10
  • تعداد عناوین: 10
|
  • شهناز محمدی، ایرج احدزاده، غلامرضا زرینی * صفحات 1-10
    مقدمه
    بحران انرژی به علت مصرف روزافزون سوخت های فسیلی موضوع بسیار مهمی است؛ ازاین رو، منابع انرژی جایگزین دارای اهمیت فوق العاده ای هستند. از میان منابع انرژی تجدیدپذیر، فناوری پیل های سوختی میکروبی رسوبی بسیار مهم است؛ در این پیل ها با عملکرد کاتالیزوری باکتری های مناسب (اگزوالکتروژن[i]) انرژی شیمیایی مواد آلی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
    مواد و روش‏‏ها: در مطالعه حاضر، از ظروف شیشه ای یک لیتری به عنوان راکتور استفاده شد. نصف ظرف با لجن دریاچه ارومیه (بخش آندی) و بخش بالایی ظرف با آب دریاچه ارومیه (بخش کاتدی) تعبیه شد. صفحه های گرافیتی با مساحت سطح کاربردی 4×4 سانتی مترمربع (الکترود انتخابی) به سیم های مسی اتصال یافتند و دو بخش متاثر از مقاومت بیرونی 2/2 کیلواهم به هم متصل شدند. عملکرد الکتروشیمیایی پیل های سوختی با استفاده از ولت متر دیجیتالی ارزیابی شد. تاثیر متیل رد (واسطه انتقال الکترون) و لاکتات (منبع ساده کربنی) پس از تعیین غلظت بهینه در سه بازه 15 روزه بررسی شد.
    نتایج
    نتایج نشان دادند عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی میکروبی رسوبی دارای متیل رد با دانسیته توان[ii] 54/7 میلی وات بر متر مربع سطح کاربردی الکترود آندی اختلاف معناداری با پیل سوختی بدون واسطه با دانسیته توان 46/0 میلی وات بر متر مربع دارد. در مقابل، پیل حاوی متیل رد و لاکتات دانسیته توان 41/1±44/4 میلی وات بر متر مربع را نشان داد.
    بحث و نتیجه‏گیری: کنسرسیوم میکروبی رسوبات الکترون های تولیدشده از تجزیه منابع آلی را به طور مستقیم در قالب تشکیل بیوفیلم روی الکترود آندی و یا به کمک واسطه های سنتتیک به الکترود آندی منتقل می کنند. نتایج نشان دادند افزودن واسطه سنتتیک خارجی متیل رد باعث افزایش عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی می شود. انتظار می رفت پیل سوختی عملکرد بهتری در حضور منبع کربن خارجی و متیل رد داشته باشد، اما پیل سوختی در نبود لاکتات عملکرد بهتری نشان داد.
    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی رسوبی، الکتروژن، متیل رد، عملکرد الکتروشیمیایی
  • سامرند کارکن، بهرام گلستانی ایمانی * صفحات 11-23
    مقدمه
    باتوجه به نگرانی روزافزون مقاومت عفونت های میکروبی به آنتی بیوتیک ها و کاهش اثر پپتید (AMP)نایسین به علت افزایش مقاومت سویه های باکتریایی، پژوهش های گسترده ای طی سال های اخیر با محوریت نانوفناوری انجام شده است. هدف پژوهش حاضر، بررسی آثار سینرژیستی نانوذرات نقره متصل به نایسین روی ژنوم باکتری اشریشیا کلی (مدلی از باکتری های گرم منفی) است.
    مواد و روش‏‏ها: پس از کشت باکتری در محیط مایع NutrientBroth، تیمار با غلظت های50، 75 ،100 و 125 میکروگرم بر میلی لیتر نانو ذرات نقره، غلظت های 25، 50، 75، 100، 150 و 200 میکروگرم بر میلی لیتر نایسین و غلظت های 30،50 و 75 میکروگرم بر میلی لیتر نانوذرات نقره متصل به نایسین انجام شد. پس از خواندن جذب نوری در طول موج 600 نانومتر، DNA نمونه های شاهد و تیمارشده با غلظت های 50 و 75 میکروگرم بر میلی لیتر نانوذرات نقره، نایسین، نانوذرات نقره متصل به نایسین استخراج و از RAPD-PCR برای بررسی اثر ژنومی استفاده شد. نتایج RAPD-PCR با نرم افزار NTSYS-PC بر مبنای ضریب Dice برای محاسبه ماتریکس تشابه و UPGMA تجزیه و تحلیل شد.
    نتایج
    نتایجنشان دادند اثر مهارکنندگی رشد نانوذرات نقره متصل به نایسین بیشتر از کاربرد انفرادی نایسین و نانوذرات نقره و اثر ژنومی اتصالات یادشده نسبت به نایسین و نانوذرات نقره به ترتیب بیشتر و کمتر است؛ بنابراین نانوذرات یادشده و نایسین به طور متصل باهم اثر سینرژیستی روی ژنوم باکتری ندارند.
    بحث و نتیجه‏گیری: امکان استفاده از نانوذرات نقره در حالت متصل به نایسین به عنوان ماده ضدباکتری مناسب و قوی با کمترین اثر ژنومی و جهش زایی وجود دارد.
    کلیدواژگان: نانوذرات نقره، نایسین، باکتری اشریشیا کلی، RAPD-PCR
  • مهسا جلیلی منش، علی مخدومی ، محمدرضا حسین دخت، علی اکبر حداد مشهد ریزه * صفحات 25-40
    مقدمه
    امروزه تغییرات اقلیمی و کاربرد گسترده حشره کش های شیمیایی ظهور گونه های مقاوم پشه آنوفل و مخاطرات زیست محیطی فراوانی را در پی داشته است؛ ازاین رو، ارائه راهکارهای جایگزین ازجمله روش های کنترل زیستی چشم انداز روشنی برای مبارزه با این مخاطرات فراهم کرده است و در این میان، به باکتری های دارای قابلیت پشه کشی به ویژه Bacillus thuringiensisو پروتئین های اشتقاق یافته از آن نظیر پروتئین های سمی Cry توجه ویژه شده است؛ هرچند به بررسی ویژگی های ساختاری و عملکردی این سموم که در پژوهش حاضر با بررسی های in silico هدف گذاری شده چندان توجه نشده است.
    مواد و روش‏‏ها: توالی پروتئینی Cry4، Cry11، Cry19، Cry24 و Cry 39از پایگاه داده NCBI دریافت و پایش ویژگی های ساختاری، عملکردی، فیزیکوشیمیایی، توپولوژیکی، ساختارهای ثانویه و الگو سازی سه بعدی آنها با برنامه هایی نظیر Interproscan، Protparam، TMHMM، Psipredو Modeller 9.15 انجام شد و درنهایت با تعیین گیرنده های مرتبط قابلیت عملکردی آنها با داکینگ مولکولی با نرم افزار Patchdock سنجیده شد.
    نتایج
    نتایج ویژگی های متنوع فیزیکوشیمیایی، غیرترشحی و تجمعی بودن سموم را نشان دادند. پایش عملکردی به ردیابی دمین هایی با عملکرد مشابه با سایر اعضای پروتئین های خانواده Cry منجر شد. پیش بینی ساختار ثانویه وجود مارپیچ ها و صفحات را طبق الگوی توزیع مشابه با یکدیگر نشان داد؛ همچنین طراحی و ارزیابی کیفیت ساختار در تمام پروتئین های سمی در حد مطلوب حاصل شد و ارزیابی میل اتصالی مبین اتصال تمام پروتئین های Cry به گیرنده های مربوطه و اتصال قوی تر Cry11 و Cry24 به بیشتر گیرنده ها بود.
    بحث و نتیجه‏ گیری: نتایج پژوهش حاضر ضمن فراهم آوری داده های عملکردی مرتبط با سموم پروتئینی Cry، الگوی عملی استفاده بهینه از آنها مبتنی بر تولید سموم توانا بر اساس طراحی پروتئین های چندعملکردی در راستای کنترل زیستی پشه های مالاریا را فراهم کرد.
    کلیدواژگان: ژنتیک و زیست شناسی مولکولی میکروارگانیسم ها
  • اصغر میرزایی اصل، آرزو طهمورث پور، محمدحسین همت جو ، علی اکبر صفری سنجانی * صفحات 41-56
    مقدمه
    آلودگی خاک به فلزهای سنگین سرب و روی پیرامون کانسارهای این فلزها باعث دگرگونی ساختار، پیچیدگی، گوناگونی و کارکرد ریزجانداران خاک مانند باکتری ها می شود.‏‏
    مواد و روش‏‏ها: برای بررسی پیامد آلودگی معدن سرب و روی باما در اصفهان بر گوناگونی ریزجانداران خاک های پیرامون خود از روش نشانگر مولکولی موسوم به انگشت نگاری PCR-DGGE بهره گیری شد. 9 نمونه از خاک های معدن باما با میزان آلودگی های کم تا زیاد برداشت شدند و پس از استخراج DNA هریک از خاک ها، ناحیه 468 جفت بازی درون ژن 16SrRNA با PCR تکثیر شد. سپس الکتروفورز DGGE انجام شد و اثر انگشت های باکتریایی روی ژل به دست آمدند و برای برآورد گوناگونی ریزجانداران بهره برداری شدند. همچنین با اندازه گیری تنفس پایه (BR) و برانگیخته (SIR) خاک و محاسبه بهره متابولیک، تغییرات کارکرد ریزجانداران خاک بررسی شد.
    نتایج
    پیچیدگی و گوناگونی باکتری های خاک با افزایش مقدار در دسترس فلزهای سنگین سرب و روی کاهش می یابد و ساختار و گوناگونی آنها دگرگون می شود. فراوانی نسبی باکتری های پایدارتر با افزایش آلودگی خاک به فلزهای یادشده افزایش می یابد. آلودگی خاک کارکرد باکتری ها را کاهش می دهد؛ به طوری که تنفس برانگیخته خاک کاهش می یابد. تنفس برانگیخته و بهره متابولیک پاسخ نمایان تری به آلودگی خاک می دهند و برای سنجش چگونگی خاک بهتر از تنفس پایه هستند.
    بحث و نتیجه‏گیری: اگرچه گوناگونی باکتریایی با افزایش آلودگی کاهش معناداری نشان می دهد در خاک های بسیار آلوده شاهد گوناگونی به نسبت زیادی هستیم و علت آن احتمالا مدت زمان زیاد آلودگی خاک است؛ زیرا فرصت کافی برای باکتری ها وجود داشته است تا به این آلودگی سازگار شوند و باکتری های پایدار در خاک های آلوده تکثیر شوند. این توانایی سازگاری باکتری ها و کارکردهای مهم بوم شناختی که در تنش فلزهای سنگین ایفای نقش می کنند بسیار ارزشمند هستند و انجام پژوهش های بیشتر درباره آنها را پیشنهاد می کنند.
    کلیدواژگان: گوناگونی، PCR-DGGE، تنفس پایه، تنفس برانگیخته، بهره متابولیک، سرب، روی، کانسار باما
  • حسین شهبانی ظهیری، منا عبداللهی، زهرا حاجی مهدی نوری، خدیجه عنصری * صفحات 57-64
    مقدمه
    مایکوپلاسما ژنیتالیوم از باکتری های بیماری زای واژن محسوب می شود که استفاده از روش های سنتی میکروبی برای تشخیص آن دقت کمی دارد. هدف مطالعه حاضر شناسایی و تعیین فراوانی این باکتری در زنان مبتلا به عفونت واژینال و مقایسه آن با افراد سالم به روش واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR)و کشت است.
    مواد و روش‏‏ها: شرکت کنندگان شامل 150 فرد مبتلا به عفونت واژن و 45 فرد سالم (بدون هیچ گونه عفونت واژینال) مراجعه کننده به بیمارستان امام زمان در رباط کریم طی اردیبهشت تا آبان سال 1392 بودند. به منظور بررسی و شناسایی نمونه های آلوده به مایکوپلاسما ژنیتالیوم از دو روش کشت و واکنش زنجیره ای پلیمراز استفاده شد. سپس میزان حساسیت و ویژگی هریک از روش های یادشده محاسبه شد. داده ها با نرم افزار SPSS نسخه 19 بررسی شدند و مقادیر P کمتر از 05/0 معنادار تلقی شد.
    نتایج
    نتایج نشان می دهند از میان 150 نمونه عفونی، 107 نمونه (8/71 درصد) در روش PCR و فقط 73 نمونه (3/49 درصد) در روش کشت مثبت گزارش شدند. میزان حساسیت برای PCR 71 درصد و برای روش کشت 49 درصد بود. در گروه افراد سالم، 100 درصد نمونه های کشت شده منفی بودند که بیان کننده ویژگی اختصاصی (Specificity) 100 درصدی این روش است؛ درحالی که ویژگی اختصاصی بودن محاسبه شده در روش PCR 90 درصد است.
    بحث و نتیجه‏گیری: یافته های پژوهش حاضر حساسیت بیشتر روش PCR در مقایسه با روش کشت برای شناسایی مایکوپلاسما ژنیتالیوم و ارتباط قوی بین ابتلا به واژینوز باکتریایی و حضور این باکتری را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: مایکوپلاسما ژنیتالیوم، واژینوز باکتریایی، کشت، PCR
  • صدیقه کوچک زاده، محمد صالح لباف زاده، جواد حامدی*، حمید مقیمی صفحات 65-81
    مقدمه
    بتن، یکی از بهترین و کاربردی ترین مصالح ساختمانی در انواع سازه ها، امروزه استفاده فراگیری یافته است. نفوذپذیری بتن عاملی است که پایایی بتن را کاهش می دهد و از عمر مفید سازه بتنی می کاهد. هدف پژوهش حاضر، یافتن باکتری هایی با توانمندی ترمیم سطح بتن به منظور کاهش نفوذپذیری آن است.
    مواد و روش‏‏ها: باکتری های جدا شده از خاک های قلیایی شمال و مرکز ایران ازنظر توان تولید آنزیم اوره آز و رسوب کلسیم کربنات غربال گری اولیه و ثانویه شدند. جدایه های منتخب در محیط مایع مخصوص تولید رسوب کلسیم کربنات کشت شدند و میزان رشد و تولید محصول آنها با یکدیگر مقایسه شد. کلسیم کربنات تولیدی جدایه برتر با مشخصه یابی XRD تایید شد. توانمندی جدایه برتر در ترمیم خلل وفرج سطحی بتن و کاهش نفوذپذیری آن با میکروسکوپ الکترونی روبشی ارزیابی شد.
    نتایج
    پس از انجام غربال گری اولیه و ثانویه مشخص شد جدایه Bacillus sp. UTMC 2623 بیشترین مقدار رسوب کلسیم کربنات (5/8 گرم در لیتر در مدت سه) را تولید می کند. مشخصه یابی XRD این جدایه وجود بلور کلسیم کربنات را در رسوب خشک شده باکتری تایید کرد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان دادند باکتری در کنار منبع کلسیمی بهترین پوشش را بر سطح بتن ایجاد می کند.
    بحث و نتیجه‏گیری: پژوهش حاضر گزارشی از عملکرد ترمیمی باکتری Bacillus sp. UTMC 2623است که در یافتن سایر ریزموجودات بومی ترمیم کننده سطح بتن استفاده می شود.
    کلیدواژگان: اوره آز، کلسیم کربنات، ترمیم سطحی، نفوذپذیری، پایایی بتن، باسیلوس
  • لاله نظری، ژیلا رستمی، مریم مهرابی * صفحات 83-96
    مقدمه
    پروتئازهای گرمادوست در صنایع مختلف ازجمله شوینده، دارویی، غذایی و... استفاده می شوند و ریزموجودات گرمادوست ازجمله باکتری ها آنزیمهای یادشده را تولید میکنند.
    مواد و روش‏‏ها: نمونه گیری از چشمه آب گرم دهلران واقع در استان ایلام در غرب ایران به منظور یافتن باکتری های جدید تولید کننده پروتئاز انجام شد. اثر اسیدیته، دما و درنهایت زمان گرماگذاری بر تولید آنزیم پروتئاز بررسی و سنجیده شد. واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) برای شناسایی مولکولی سویه مدنظر انجام شد. آنزیم پروتئاز با کروماتوگرافی تعویض آنیونی DEAE-Sephrose خالص سازی شد و وزن مولکولی آن به روش SDS-PAGE تخمین زده شد. فعالیت و پایداری آنزیم در گستره های دما و اسیدیته بررسی شد.
    نتایج
    از میان سویه های جداسازی شده، باکتری باسیلوس DEM07 (ثبت شده در بانک جهانی ژن با شماره دسترسیKY392988) با بیشترین قطر هاله پروتئازی برای تولید آلکالین پروتئاز گرمادوست انتخاب شد. حداکثر تولید آنزیم آلکالین پروتئاز در دمای 50 درجه سانتی گراد، اسیدیته 7 و پس از 48 ساعت کشت مشاهده شد. آنزیم پروتئاز با استفاده از کروماتوگرافی تعویض آنیونی خالص سازی شد و وزن مولکولی آن پس از خالص سازی حدود 5/27 کیلودالتون تخمین زده شد. آنزیم در محدوده دمایی 30 تا 55 درجه سانتی گراد فعال و پایدار بود و دمای بهینه فعالیت آن در 50 درجه سانتی گراد مشاهده شد. گستره اسیدیته برای فعالیت و پایداری آنزیم 4 تا 11 بود و فعالیت بهینه آنزیم در اسیدیته 10 مشاهده شد.
    بحث و نتیجه‏گیری: آنزیم پروتئاز خالص شده از باسیلوس DEM07 در مطالعه حاضر پروتئاز قلیادوست مقاوم به حرارت است. ایجاد شرایط بهینه برای دستیابی به تولید زیاد آلکالین پروتئاز مقاوم به حرارت پیشنهاد می کند این آنزیم قابلیت زیادی برای استفاده در صنایع مختلف دارد.
    کلیدواژگان: پروتئاز، چشمه های آب گرم، بهینه سازی، باسیلوس
  • سحر جانبزرگی، رضا فرخی نژاد، مهدی مهرابی کوشکی * صفحات 97-115
    مقدمه
    اندوفیت ها ریزجاندارانی هستند که بدون هیچ گونه نشانه آشکاری در بافت های داخلی گیاهان ساکن می‏شوند. مطالعه حاضر با هدف شناسایی و جداسازی قارچ های اندوفیت لوبیا چشم بلبلی (Vigna unguiculata (L.) Walp.) در استان خوزستان انجام شد.
    مواد و روش‏‏ها: در سال 1395، هشت نمونه گیاهی سالم از مناطق مهم زیرکشت لوبیا چشم‏بلبلی در شمال استان خوزستان جمع آوری شدند. قطعه های کوچکی از ریشه، ساقه، برگ و غلاف هر نمونه ضدعفونی سطحی عمیق و روی محیط غذایی سیب زمینی دکستروز آگار کشت شدند. 60 جدایه قارچی حاصل به روش تک‏اسپور خالص‏سازی و 21 جدایه بر اساس ویژگی های ریخت‏شناسی برای بررسی‏های مولکولی انتخاب شدند. جدایه‏ها در محیط سیب زمینی دکستروز براث رشد کردند و زیست‏توده میسیلیومی با کاغذ صافی جمع‏آوری شد. استخراج DNA با استفاده از روش ارگانیک مبتنی بر فنل و کلروفرم انجام شد. بخش‏هایی از ژن nrRNA (نواحی ITS و 28S-D1/D2) با استفاده از آغازگرهای مناسب تکثیر و سپس توالی یابی شدند.
    نتایج
    جدایه‏های بررسی شده بر اساس ویژگی های ریخت‏شناسی، نتایج جستجوی BLASTn و فیلوژنی مبتنی بر ناحیه ITS تجزیه وتحلیل شدند و بر اساس آن گونه‏های Alternaria destruens،Alternaria sp.،Curvularia mosaddeghii،Curvularia sp.، Fusarium chlamydosporum،F. nygamai، F. falciforme،F. proliferatum،Fusarium sp.،Macrophomina phaseolinaوPenicillium oxalicum شناسایی شدند.
    بحث و نتیجه‏گیری: جنس‏های Alternaria، Fusarium و Curvularia فراوان‏ترین اندوفیت‏های قارچی در گیاه لوبیاچشم‏بلبلی در زیست‏بوم گرم استان خوزستان هستند. بر اساس دانش ما، این نخستین مطالعه‏ای است که حضور اندوفیتی قارچ‏های Alternaria destruens،Alternaria sp.، M. phaseolina، Fusarium chlamydosporum،F. nygamai،F. falciforme،F. proliferatumوPenicillium oxalicum رادر گیاه لوبیا‏چشم بلبلی گزارش می‏کند.
    کلیدواژگان: اندوفیت قارچی، لوبیا چشم‏بلبلی، Alternaria، Fusarium، Curvularia، Macrophomina، Penicillium
  • زهرا خسروی بابادی، یواخیم وینک، غلامحسین ابراهیمی پور * صفحات 117-129
    مقدمه
    میکسوباکترها باکتری های گرم منفی متعلق به گروه دلتا پروتئوباکترها با سلول های رویشی میله ای شکل و ارگانوتروف هستند که رفتار گروهی منحصر به فردی را نشان می دهند و در دسته باکتری های خاک قرار می گیرند. مواد و روش‏‏ها: جدایه میکسوباکتریایی Mx18Zk از اندام گوارشی کرم خاکی منطقه قائم شهر مازندران جداسازی شد. به منظور بررسی فعالیت زیستی باکتری استخراج حلالی محیط کشت انجام و عصاره متانولی حاصل برای بررسی فعالیت زیستی علیه یازده نوع بیماری زای مختلف انسانی به روش رقت سازی در میکروپلیت بررسی شد. درنهایت، باقیمانده عصاره متانولی به وسیله HPLC فراکسیون گیری و دوباره علیه بیماری زاهای حساس آزمون شد.
    نتایج
    جدایه Mx18Zk فعالیت ضد میکروبی درخور توجهی علیه باکتری های شاخص Staphylococcus aureus، Escherichia coliوChromobacterium violaceum نشان داد. بررسی ویژگی های ریخت شناسی، بیوشیمیایی، توالی ژن 16S rDNA و درخت فیلوژنی باکتری نشان داد این جدایه با 100 درصد همولوژی به گونه Corallococcus macrosporus تعلق دارد. عصاره های فعال با دستگاه LC/MSمطالعه شدند و نتایج آنها با متابولیت های ثانویه میکسوباکتریایی شناخته شده موجود در بانک اطلاعاتی Myxobase مرکز HZI مقایسه شدند. تجزیه وتحلیل LC/MSعصاره متانولی محیط کشت نشان دهنده حضور یون مولکولی آنتی بیوتیک های میکسوکرومید و همچنین میکسوویریسین و میکسالامید گزارش نشده در این گونه بود.
    بحث و نتیجه‏گیری: بر اساس نتایج مشاهده شده سویه جداسازی شدهفعالیت ضدمیکروبی علیه باکتری های شاخص Staphylococcus aureus، Escherichia coliو Chromobacterium violaceum نشان داد و با 100 درصد همولوژی به گونه macrosporusCorallococcus تعلق داشت. تجزیه وتحلیل LC/MSنشان دهنده حضور آنتی بیوتیک های گزارش نشده میکسوویریسین و میکسالامید و همچنین میکسوکرومید شناخته شده در این گونه بود.
    کلیدواژگان: Corallococcus، فعالیت زیستی، آنتی بیوتیک میکسوویریسین، میکسالامید و میکسوکرومید
  • فرشاد خوش بصیرت، شهریار شاکری *، محمود ملکی صفحات 131-140
    مقدمه
    اسکوالن، هیدروکربن غیراشباع با شش پیوند دوگانه است. این اسید چرب زنجیره بلند کاربردهای بسیاری در صنایع آرایشی - بهداشتی، پزشکی، داروسازی و تولید سوخت های زیستی دارد. روغن کبد کوسه ماهیان منبع معمول تولید اسکوالن است که در حال حاضر، استفاده از آن با محدودیت هایی مواجه است. ترائوستوکیتریوم جنسی از آغازیان تک سلولی دریازی متعلق به خانواده ترائوستوکیتریدها است که توانایی تولید مقدار زیاد اسکوالن را دارد.
    مواد و روش‏‏ها
    در پژوهش حاضر، میزان کیفی و کمی تولید اسکوالن، روغن و زیست توده در سویه بومی ترائوستوکیتریوم 1-71 جداسازی شده از سواحل جنوبی ایران از طریق TLC و HPLC بررسی شد؛ همچنین بررسی مولکولی این سویه با تجزیه وتحلیل و توالی یابی ژن 18S rDNA انجام شد.
    نتایج
    نتایج نشان دادند سویه ترائوستوکیتریوم 1-71 متعلق به خانواده ترائوستوکیتریدها و جنس ترائوستوکیتریوم به ترتیب میزان 12/4 و 25/1 گرم برلیتر زیست توده و روغن تولید می کند و 6/74 میلی گرم برلیتر اسکوالن در روز چهارم پس از کشت در محیط کشت GYP تولید می شود.
    بحث و نتیجه ‏گیری
     در پژوهش حاضر برای نخستین بار در خاورمیانه، تولید اسکوالن در سویه آغازی دریایی ترائوستوکیتریوم گزارش شد. امید است در آینده بتوان تولید این ماده را با بهینه کردن محیط کشت و شرایط کشت سویه یادشده در راستای تولید اسکوالن افزایش داد.
    کلیدواژگان: سویه بومی، ترائوستوکیتریوم، اسکوالن
|
  • Shahnaz Mohammadi, Iraj Ahadzadeh, Gholamreza Zarrini* Pages 1-10
    Introduction
    The energy crisis is an urgent issue due to the increased consumption of fossil fuels. Therefor alternative energy sources are, of critical importance. Sediment Microbial fuel cells (SMFCs) are more important among other renewable energy sources in which chemical energy in organic compounds is converted to electrical energy due to proper bacteria (exoelectrogens) catalytic activity.
    Materials and methods
    In this study, one liter glassy reactor was used, half of it was filled with Urmia lake sediment, where microbial consortium are present, as anodic part and upper half was filled with lake water as cathodic part. Copper wires attached to graphite electrodes 4×4 cm² (choice electrode) and via an external resistance 2/2 kΩ two sections related to each other. Electrochemical performance was evaluated by a digital voltimeter. The effectiveness of methyl red as mediator and lactate after determination of optimum concentration which is added every 15 days was evaluated. All fuel cells were studied for over 45 days of experiment.
    Results
    The results demonstrated the mediator SMFC with power density of 7/54 mW/m² has a distinct difference with mediator-less SMFC with power density of 0.46 mW/m². The recorded power density of SMFC with lactate and mediator was 4/44 ± 1/44 mW/m².
    Discussion and
    conclusion
    Sediment microbial consortia degrade available organic compounds and transfer to the anode electrode by using synthetic mediators. The results showed, in addition to external synthetic mediator, methyl red increases fuel cell electrochemical performance. While it was expected that fuel cell performs well in the presence of mediator and external carbon source, we witnessed better electrochemical performance in the absence of lactate.
    Keywords: Sediment Microbial Fuel Cells, Electrogens, Methyl Red, Electrochemical Performance
  • Samrand Karkon, Bahram Golestani Eimani * Pages 11-23
    Introduction
    Considering increasing concern about the resistance of microbial infections to antibiotics and nisin peptide reducing effect (AMP) due to resistance growth in bacterial strains; extensive researches were implemented based on nanotechnology. The aim of current research was to investigate synergistic effect of silver nanoparticles conjugated with nisin on genome of Escherichia coli as a gram negative bacteria model.
    Materials and method
    After culturing the bacteria in a Nutrient Broth medium; treatments were performed at concentrations of 50, 75, 100, 125 μg/ml of silver nanoparticles; concentrations of 25, 50, 75, 100 ,150, 200μg/ml of nisin and concentrations of 30, 50, 75 μg/ml of silver nanoparticles conjugated with nisin solution. After reading the optical density at 600 nm of control samples and treated at concentrations of 50 and 75 μg/ml of silver nanoparticles; 50 and 75 μg/ml of nisin, 50 and 75 μg/ml of silver nanoparticles conjugated with nisin, DNA was extracted and RAPD-PCR was used to investigate genomic effect. Analysis of the results of RAPD-PCR was performed by NTSYS-PC software based on Dice coefficient to calculate the similarity matrix and UPGMA.
    Results
    The results showed that the growth inhibitory effect of silver nanoparticles conjugated with nisin was higher than of individual application of nisin and silvernanoparticles and the genomic effect of the above mentioned conjugates was higher and lower than nisin and silver nanoparticles, respectively. Therefore, the mentioned conjugated nanoparticles and nisin had no synergistic effect on the bacterial genome.
    Discussion and
    conclusion
    these conjugated nanoparticles with nisin can be used as proper and strong antibacterial with the least genomic and mutation effect.
    Keywords: AgNPs, Nisin, Escherichia coli, Chain Reaction (RAPD-PCR)
  • Mahsa Jalili, Manesh, Ali Makhdoumi, Mohammad Reza Housaindokht, Aliakbar Haddad, Mashadrizeh* Pages 25-40
    Introduction
    Nowadays, climate changes and wide usage of chemical insecticides cause the emergence of Anopheles mosquito resistant species and environmental hazards. Therefore, biocontrol as an alternative approach provides the vivid outlook for combating these risks. Hereupon, the special attention is paid to insecticides bacteria especially Bacillus thuringiensis and protein derived from it as Cry toxins. However, scrutinizing the structural and functional characteristics of these toxins have not been much attended, so it is aimed in this study by in silico investigations.
    Materials and methods
    For this purpose Cry4, Cry11, Cry19, Cry24 and Cry39 protein sequences were extracted from NCBIdatabase, monitoring structural and functional, physicochemical, topological features, prediction of secondary and three-dimensional modelling were carried out with programs like Interproscan, Protparam, TMHMM, Psipred and modeller9.15. Finally, their binding affinity with relevant receptors was assessed by PatchDock molecular docking program.
    Results
    The results indicate various features of physicochemical, non-secretory and toxin accumulation. Functional monitoring has traced domains with similar functions of other Cry toxin family members. Secondary structure prediction shows the existence of helixes and sheets in similar distribution pattern with each other. In addition, the design and quality evaluation of 3D structure of all toxins were obtained in desirable level. The binding affinity assessment represents stronger binding of Cry11 and Cry24 to most of the receptors.
    Discussion and
    conclusion
    In general, the results of this study, in addition to provision functional data related to Cry toxin, provide optimum practical model of capable toxins production based on multimodal protein design for biocontrol of Malaria mosquitos.
    Keywords: Malaria, Biocontrol, Cry Proteins, in silico
  • Mohammad Hossein Hemmat, Jou, Asghar Mirzaie, Asl, Arezoo Tahmourespour, Ali Akbar Safari Sanjani* Pages 41-56
    Introduction
    Soil contamination to heavy metals such as lead and zinc in and around mines causes a change in structure, complexity, diversity and activity of soil microbial communities like bacteria.
    Materials and methods
    In the present research, PCR-DGGE approach was used to investigate the effects of Pb and Zn-contamination in Bama mine near Isfahan city on bacterial diversity, structure and complexity. Basal Respiration (BR) and Substrate Induced Respiration (SIR) was also used to assess microbial activities. Nine samples from three locations (3 for each) with different levels of heavy metal contamination were taken (from low to high), then their DNA were directly extracted. Also a 468 base pair of their 16S rRNA genes were amplified using specific primers, and their fingerprints were obtained by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE). BR and SIR were measured, and metabolic quotient was calculated. Finally, soil microbial activity in polluted conditions was achieved.
    Results
    Our findings illustrate that heavy metal contamination has negative effects on bacterial diversity. By increasing the bioavailability of Pb and Zn, the complexity and diversity of bacterial communities decreased and the frequency of resistant bacteria increased. By increasing Pb and Cd contamination, SIR reduced and this shows the reduction in microbial biomass. In these conditions, SIR and metabolic quotient was more sensitive than BR, so they are better ecological indicators in polluted soils.
    Discussion and
    conclusion
    Although bacterial diversity showed reduction in polluted soils, diversity is still relatively high. Bacterial ability to adapt in heavy metal contamination, bacterial resistance and their important functional roles in such conditions are valuable in soil ecosystem suggesting further researches on them.
    Keywords: Diversity, PCR-DGGE, Basal Respiration, Substrate Induced Respiration, Metabolic Quotient, Lead, Zinc, Bama mine
  • Hossein Shahbani zahiri, Mona Abdollahi, Zahra Haji Mehdi Nouri, khadijeh onsory* Pages 57-64
    Introduction
    Mycoplasma genitalium is a vaginosis pathogen bacterium to which conventional clinical microbiology techniques cannot be applied due to difficulties in cultivation and slow growth incubation. The aim of this study was to detect the frequency of this bacteriaamong vaginosis infected women and compare it with healthy individuals using PCR and culture methods.
    Materials and Methods
    For this purpose, we conducted a study among 150 patients with bacterial vaginosis and compared the frequency with 45 healthy women with no vaginal infections collected from Imam Zaman Hospital, Robat karim city in May up to September, 1392 (2013). To detect the cases infected with Mycoplasma genitalium, we used culture technique and Polymerase Chain Reaction (PCR) as well. Then, the sensitivity and specificity were calculated. The data was analyzed using the computer software SPSS for windows (version 19), using Cross Tab and Chi square. P
    Results
    The results indicated that among the infected cases, 107%) 71.8) samples were positive using PCR but only 73(49.3) of samples were growing in culture. The sensitivity for culture method was reported to be 49% only while, using PCR method came to 71%. In healthy individuals, 100% of samples were negative in culture which shows specify of 100% of this technique. The specificity of PCR method was 89%.
    Discussion and
    conclusion
    The findings showed that PCR is a more reliable technique to detect Mycoplasma genitalium compared to culturing method. It is also suggested that presence of this organism is strongly associated with bacterial vaginosis in female.
    Keywords: Mycoplasma genitalium, Bacterial Vaginosis, Culture, PCR
  • Sedighe Koochakzade, Mohammad Saleh Labafzade, Hamid Moghimi, Javad Hamedi* Pages 65-81
    Introduction
    Nowadays, concrete has been widely used as one of the best and most practical building materials in various types of structures. Concrete permeability is a factor that reduces its stability and decreases the service life of concrete structures. This study has been conducted with the aim of finding bacteria able to repair concrete surface in order to reduce its permeability.
    Materials and Methods
    Isolated bacteria from alkaline soils of north and center of Iran were subjected to primary and secondary screening for producing urease enzyme and calcium carbonate precipitation. Selected isolates were cultured in specific broth medium for calcium carbonate precipitation. Then, the rate of their growth and calcium carbonate production were compared. Produced calcium carbonate, by the premier isolate, was verified using XRD. The ability of this isolate was evaluated in the repair of the concrete surface porosity and the reduction of its permeability by Scanning Electron Microscopy (SEM).
    Results
    The results of primary and secondary screening showed that Bacillus sp. UTMC 2623 produces the highest amount of calcium carbonate precipitation (8.8 g/L) in three days. Its XRD analysis confirmed the presence of crystalline calcium carbonate in dried bacterial precipitate. SEM analysis showed that this bacterium creates the best coating on the concrete surface along with the calcium source.
    Discussion and
    conclusion
    The present study is a report on the repairing activity of Bacillus sp. UTMC 2623 which can be used to find other native and promising microorganisms in concrete surface repair.
    Keywords: Urease, Calcium Carbonate, Surface Repair, Permeability, Concrete Stability, Bacillus
  • Lale Nazari, Zhila Rostami, Maryam Mehrabi* Pages 83-96
    Introduction
    Thermophilic proteases can be used in various industries, including detergents, pharmaceuticals, food, etc. These enzymes are produced by thermophilic microorganisms, includingbacteria.
    Materials and methods
    Sampling was carried out from Dehloran hot springs in Ilam province in the west of Iran to find new protease producing bacteria. Then, the effect of pH, temperature and finally the effect of different heating time on the production of protease enzyme were evaluated. Then, Polymerase Chain Reaction (PCR) was performed to detect the strain. Protease was purified through anion exchange using DEAE-sepharose column and its molecular weight was estimated using SDS-PAGE technique. Then, activity and stability of the enzyme were investigated in temperature and pH range.
    Results
    Among isolated strains, bacteria Bacillus sp. DEM07 (registered in the World Gene Bank with access number KY392988) with the highest diameter of the protease clear zone, was selected to produce thermo tolerant alkaline protease. The maximum production of the alkaline protease enzyme was observed at 50 ° C, pH 7 and 48 hours after culture. The protease enzyme was purified by anionic chromatography and its molecular weight was estimated to be about 27.5 kDa after purification. The enzyme was active and stable at the temperature range of 30 to 55 ° C and the optimum temperature of the enzyme activity was observed at 50 ° C. The pH range for activity and its stability was from 4 to 11, and the optimum activity of the enzyme was observed at pH 10.
    Discussion and
    conclusion
    In this study, the protease enzyme purified from Bacillus sp. DEM07 is a thermo tolerant alkalophilic protease. On the other hand, by creating the optimal conditions for achieving high production of thermo-tolerant alkalophilic protease, this enzyme has a high potential for use in various industries.
    Keywords: Protease, Hot spring, Optimization, Bacillus
  • Sahar Jonbozorgi, Reza Farokhinejad, Mehdi Mehrabi, Koushki* Pages 97-115
    Introduction
    Endophytes are microorganisms that colonize internal tissues of plants without causing obvious symptoms. This study was conducted to isolate and identify endophytic fungi of the cowpea in Khuzestan province.
    Materials and methods
    During 2016, eight healthy samples of the cowpea plants were collected from the important areas under cultivation in the northern Khuzestan province. The small parts of the roots, stems, leaves and pods were deeply surface sterilized for each samples and plated on Potato-Dextrose-Agar. Sixty fungal isolates obtained in this study were purified by single spore method. Based on morphological characteristics, 21 out of 60 isolates were selected for molecular study. The isolates were grown in Potato-Dextrose-Broth and mycelial biomass was recovered by passing through filter paper. DNA extraction was performed using a phenol- and chloroform- based organic method. The parts of the nrRNA gene (ITS and 28S-D1/D2 regions) were amplified using appropriate primer pair and then sequenced.
    Results
    The isolates were analyzedon the basis of morphological characteristics in combination with BlASTn search algorithm and ITS sequence-based phylogeny. Accordingly, the isolates were identified as follows: Alternaria destruens, Alternaria sp., Curvularia mosaddeghii, Curvularia sp., Fusarium chlamydosporum, F. nygamai, F. falciforme, F. proliferatum, Fusarium sp. Macrophomina phaseolina and Penicillium oxalicum.
    Discussion and
    conclusion
    Alternaria, Fusarium and Curvularia genera were the most abundant fungal endophytes into cowpea plants, growing in warm climate of the Khuzestan Province. To the best of our knowledge, this is the first study to report endophytic growth of A. destruens, Alternaria sp., M. phaseolina, F. chlamydosporum, F. nygamai, F. falciforme, F. proliferatum and P. oxalicum within cowpea plants.
    Keywords: Fungal Endophyte, Cowpea, Alternaria, Fusarium, Curvularia, Macrophomina, Penicillium
  • Zahra Khosravi babadi, Joachim Wink, Gholam hossein Ebrahimipour* Pages 117-129
    Introduction
    Myxobacteria are Gram-negative Deltaproteobacteria with rod-shaped vegetative cells, aerobic organotrophs that exhibit unique group behavior.
    Materials and Methods
    The myxobacterial strain Mx18Zk was isolated from intestinal tract of earth worm of GhaemshahrCounty in Mazandaranprovince and the extraction of the fermented broth culture was prepared with organic solvent extraction method. Methanol extract tested for potential antimicrobial activity against11 various human pathogens. Finally the rest of methanol extract fractionated by HPLC and tested again against sensitive pathogens.
    Results
    Strain Mx18Zk significantly inhibited growth of Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Chromobacterium violaceum, therefore was used for further characterization. Analysis of morphological, biochemical, 16S rRNA gene sequence and phylogenetic tree indicated that this strain with 100 % homology belongs to the genus Corallococcus macrosporus . The methanol extract was subjected to HPLC fractionation against sensitive pathogens. The active extracts studied by LC-MS and its results compared by previously identified myxobacterial secondary metabolites deposited in Myxobase database of HZI. LC/MS analysis resulted in the identification of Myxochromids and unknown Myxovirescins, Myxalamides antibiotics in methanol extract of the strain Mx18Zk.
    Discussion and
    conclusion
    On the basis of results, isolated strain was active against Escherichia coli, Staphylococcus aureus and Chromobacterium violaceum and100 % homology was belong to the genus Corallococcus macrosporus. LC/MS analysis resulted in the identification of Myxochromids and unknown Myxovirescins, Myxalamides antibiotics in methanol extract of the strain Mx18Zk.
    Keywords: Myxovirescins, Myxalamides, Myxochromids Antibiotics, Antimicrobial Activity, Metabolite Production
  • farshad khoshbasirat, Shahryar Shakeri*, Mahmood maleki Pages 131-140
    Introduction
    Squalene is a polyunsaturated hydrocarbon with six double bonds. Squalene has many applications in biofuel, cosmetic, medical and pharmaceutical industries. The common source of Squalene is shark liver oil that its consumption is limited. Thraustochytrium a genus of unicellular marine protist belong to the thraustochytrids family which is capable of producing high Squalene.
    Materials and methods
    In this study, the qualitative and quantitative production of Squalene, oil and biomass was investigated in the native strain of Thraustochytrium 71-1 by TLC and HPLC. Molecular characterization of this strain was analyzed by 18srDNA gene analysis.
    Results
    Results showed that the strain 71-1 belongs to the family of Thraustochytrids and the genus of Thraustochytrium. The results showed that the strain of Thraustochytrium 71-1 produced 4.12 and 1.25 gr/L, biomass and oil, respectively. Also, Squalene was produced as 74.6 mg/L in 4 days of incubation in GYP medium.
    Discussion and
    conclusion
    In this research, the production of Squalene has been reported in the strain of the thraustochytrium marine for the first time in the Middle East. It is hoped that in future, the production of this substance could be increased by optimizing the culture medium and culture conditions of this strain to produce Squalene.
    Keywords: Native Strain, Thraustochytrium, Squalene