فهرست مطالب

دنیای میکروب ها - سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 39، تابستان 1398)

فصلنامه دنیای میکروب ها
سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 39، تابستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • یحیی تهمتن، مریم همایون*، محمد کارگر صفحات 101-113
    سابقه و هدف

    پاستورلا مالتوسیدا یک پاتوژن اصلی حیوانی عامل ایجاد کننده نمونیا و سپتی سمی هموراژیک در گاو، گوسفند و بز، وبای پرندگان در مرغ و رینیت آتروفیک در خوک و همچنین یک پاتوژن فرصت طلب انسانی است. در این پژوهش، پاسخ های ایمنی هومورال و سلولی و ایمنی محافظتی القا شده توسط واکسن غیرفعال شده با آهن همراه با دو نوع DNA باکتریایی مختلف به عنوان اجوانت مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    ابتدا پاستورلا مالتوسیدا بر روی محیط BHI broth کشت داده شد. سپس با استفاده از کلرید آهن غیرفعال گردید. از ژل هیدروکسید آلومینیوم و DNA باکتری های پاستورلا مالتوسیدا نوع A (DNA هم تیپ) و پاستورلا مالتوسیدا نوع B (DNA غیرهم تیپ) به عنوان اجوانت استفاده شد. موش های نژاد BALB/c با دو دوز از واکسن های غیرفعال شده به فاصله 2 هفته ایمن و 4 هفته پس از ایمن سازی دوم (دوز بوستر) چالش گردیدند. سپس عیار آنتی بادی سرم با روش الایزا به صورت هفتگی اندازه گیری شد. پاسخ ایمنی سلولی 28 روز پس از ایمن سازی با استفاده از آزمون DTH و اندازه گیری اینترلوکین 6 و 12 بر روی نمونه های سرم حیوانات هدف ارزیابی گردید.

    یافته ها

     نتایج نشان داد که عیار آنتی بادی در گروه های دریافت کننده اجوانت bDNA نسبت به گروه دریافت کننده اجوانت آلوم و گروه های کنترل بالاتر بود. بالاترین سطح آنتی بادی (0.372) از گروه IIA+AbDNA به دست آمد. میزان محافظت در گروه های ایمن شده با اجوانت هم تیپ AbDNA بهتر از سایر گروه ها بود و 100 درصد موش های این گروه پس از چالش زنده ماندند. بالاترین عیار سرمی اینترلوکین های 6 و 12 مربوط به گروه IIA+AbDNA بود.  

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که bDNA یک اجوانت موثر است و به دلیل ویژگی تحریک کننده می تواند به عنوان القاکننده پاسخ های ایمنی هومورال و سلولی در تولید واکسن مورد استفاده قرار گیرد. همچنین یافته ها توانایی بهتر bDNA هم تیپ در ایجاد پاسخ های ایمنی را نشان داد.

    کلیدواژگان: پاستورلا مالتوسیدا، DNA باکتریایی، اجوانت، کلرید آهن، واکسن، DTH
  • محمد جواد اکبریان میمند، آرش بابایی* صفحات 114-124
    سابقه و هدف

    قارچ ها از مهم ترین دلایل فساد مواد غذایی هستند. استفاده از بسته بندی های فعال ضدمیکروبی، موجب افزایش ایمنی و ماندگاری مواد غذایی می شود. این تحقیق با هدف تولید ترکیب ضد قارچی (ارگوکونین) و کاربرد آن در فیلم پلی لاکتیک اسید به منظور کاهش آلودگی های قارچی آسپرژیلوس نایجر و پنی سیلیوم نوتاتیوم انجام شد.  

    مواد و روش ها

    برای تولید پروتئین نوترکیب ارگوکونین، ژن هدف به وکتور بیانی pET21 وارد شد. وکتور نوترکیب پس از تکثیر در باکتری اشریشیا کلی DHα به باکتری  اشریشیا کلی (DE3) BL21 به عنوان میزبان بیان منتقل گردید. بیان ژن با استفاده از روش های SDS-PAGE، وسترن بلات و دات بلات بررسی شد. به منظور تخلیص پروتئین نوترکیب، از ستون کروماتوگافی میل ترکیبی استفاده شد. فیلم های زیست فعال پلی لاکتیک اسید به روش قالب گیری و افزودن مقادیر مختلف ارگوکونین (0، 0.25، 0.5 و 0.75 درصد) به محلول 4 درصد وزنی پلی لاکتیک اسید تهیه شدند. به منظور بررسی اثر ضدقارچی فیلم پلی لاکتیک اسید از روش انتشار دیسک استفاده شد.  

    یافته ها

    ژن ارگوکونین با استفاده از آغازگرهای اختصاصی به خوبی تکثیر شد. بیان پروتئین نوترکیب با روش SDS-PAGE و تایید آن با دات بلات و وسترن بلات انجام گرفت. ترکیبات گوکونین دارای اثر ضدقارچی بر روی هر دو قارچ بود. قطر هاله عدم رشد برای هر دو قارچ نیز، با افزایش غلظت ارگونین افزایش یافت. همچنین فیلم فعال، اثر ضدقارچی بیشتری بر روی قارچ پنی سیلیوم نوتاتیوم داشت.  

    نتیجه گیری

    ارگوکونین با جلوگیری از سنتز گلوکان در دیواره قارچ ها موجب نابودی آن ها می شود. بنابراین فیلم پلی لاکتیک اسید حاوی ارگوکونین می تواند به عنوان بسته بندی فعال ضدمیکروبی در راستای افزایش ایمنی مواد غذایی استفاده شود.

    کلیدواژگان: بسته بندی فعال ضدمیکروبی، ترکیب ضدقارچی، بیان ژن، ارگوکونین، فیلم پلی لاکتیک اسید
  • شهناز آل آقایی، سعید رضایی*، مصطفی عبادی، حمیدرضا زمانی زاده صفحات 125-138
    سابقه و هدف
    در اغلب کشورها به ویژه ایران، بیماری پژمردگی آوندی فوزاریومی از عوامل اصلی محدود کننده تولید گوجه فرنگی است. باتوجه به تاثیر نامناسب کاربرد ترکیبات شیمیایی بر سلامت، مطالعه راهکارهای جایگزین برای کنترل بیماری حائز اهمیت است. این پژوهش با هدف ارزیابی قابلیت برخی جدایه های بومی قارچ تریکودرما و باکتری باسیلوس در کنترل زیستی قارچ فوزاریوم اکسیسپوروم فرم اختصاصی لیکوپرسیسی انجام شد.
     
    مواد و روش ها: بازدارندگی از رشد میسلیوم های قارچ بیمارگر فوزاریوم توسط جدایه های تریکودرما و باسیلوس در محیط کشت سیب زمینی دکستروز آگار مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین قابلیت کلونیزاسیون این جدایه ها نیز بررسی شد. تاثیر کاربرد مجزا و توام جدایه های آنتاگونیست بر شاخص شدت بیماری پژمردگی آوندی فوزاریومی وبرخی عوامل رشدی گوجه فرنگی تعیین گردید. همچنین پتانسیل جدایه های یاد شده در القای آنزیم دفاعی فنیل آلانین آمونیالیاز در گیاهچه های آلوده به بیمارگر فوزاریوم بررسی شد.
     
    یافته ها: عوامل بیوکنترلی درجات مختلفی از بازدارندگی رشد فوزاریوم را نشان دادند. جدایه های تریکودرما با بازدارندگی قابل توجه (72.06% و 69.16%)، در مهار بیمارگر موفق تر عمل کردند. این جدایه ها کلونیزه کننده های قدرتمند بیمارگر نیز بودند. آنتاگونیست ها با سطوح متفاوت بر شاخص شدت بیماری تاثیرگذار بودند. تیمارهای مجزا و ترکیبی جدایه های تریکودرما در مقایسه با باسیلوس، در کاهش شدت بیماری و بهبود عوامل رشد موثرتر بودند. سطح فعالیت آنزیم فنیل آلانین آمونیالیاز نیز در تیمارهای تریکودرما در مقایسه با شاهد (فوزاریوم) افزایش یافت. کاربرد هم زمان این جدایه ها در مقایسه با تیمار مجزا در القای آنزیم موثرتر بود.
     
    نتیجه گیری
    در این پژوهش جدایه های آنتاگونیست تریکودرما عملکرد موفقی در مهار بیمارگر داشتند، از این رو کاربرد این جدایه ها به عنوان عواملی با تاثیرات چند جانبه می تواند در کنترل زیستی بیماری پژمردگی آوندی فوزاریومی گوجه فرنگی کارآمد باشد.
    کلیدواژگان: تریکودرما اتروویریده، تریکودرما هارزیانوم، کلونیزاسیون، مقاومت القایی، واکنش دفاعی
  • فائزه آجرلو، محسن واعظ*، جعفر همت صفحات 139-149
    سابقه و هدف
    بخشی از تنوع زیستی و گوناگونی حیات در زیست بوم های مختلف کره زمین، متعلق به مخمرها می باشد. به دلیل اهمیت اقتصادی مخمرهای کاروتنوئیدی، زیستگاه های طبیعی و خاص آنها نیز مورد توجه است. این مطالعه با هدف جداسازی و شناسایی مولکولی مخمرهای کاروتنوئیدی تراوشات درختان کمیاب توس در منطقه مارمیشو در شمال غرب ایران اجرا گردید.   مواد و روش ها: این پژوهش به صورت مقطعی با نمونه برداری از یکی از رویشگاه های طبیعی درختان توس گونه بتولا پندولادر شمال غرب ایران، استان آذربایجان غربی صورت پذیرفت. با استفاده از محیط کشت انتخابی اقدام به جداسازی مخمر ها گردید. غربالگری کلنی ها برای مدت یک ماه از نظر شکل و رنگ صورتی تا قرمز صورت گرفت. در نهایت بخش D1/D2 ریبوزومی برای 19 جدایه تعیین ترادف گردید.   یافته ها: از 45 سویه مخمری جداسازی شده واجد رنگدانه صورتی- قرمز، ژن ریبوزومی برای 19 جدایه توالی یابی شد. مخمرهای کاروتنوئیدی از نظر فیلوژنتیک در دسته بازیدیومایکوتا مشتمل بر جنس های ردوتورولا، سیستوبازیدیوم، سیستوفیلوبازیدیوم، گزانتوفیلومایسس، یوستیلنتیلوما و رودوسپریدیوم قرار گرفتند.  
    نتیجه گیری
    الگوی منحصر به فرد اجتماع مخمرهای کاروتنوئیدی شکل گرفته در این کنام اکولوژیکی و قرار گرفتن جدایه ها با میزان تولید متفاوت رنگدانه در 6 جنس با توان بیوسنتز ساختارهای مختلف کاروتنوئیدی، نشان دهنده تنوع و غنای بالای اکوسیستم تراوشات درختان توس منطقه مارمیشو از نظر این گروه مخمرها است. این مطالعه اولین گزارش از تنوع مخمرهای کاروتنوئیدی در شمال غرب ایران می باشد و اجتماع متمایز سویه های مخمری بومی این زیستگاه را ارایه می نماید.
    کلیدواژگان: مخمر، رنگدانه های کاروتنوئیدی، آستاگزانتین، تنوع زیستی، درختان توس منطقه مارمیشو
  • حامد عشوریون، شمس الضحی ابوالمعالی*، زیبا فولادوند، فاطمه رضاقلی صفحات 150-159
    سابقه و هدف
    پاکلی تاکسل، یک ترکیب ضد میکروتوبولی موثر بر سرطان های ریه، تخمدان و سینه است. تولید کم این دارو در درخت سرخدار و نیز مقاومت به آن در مراحل شیمی درمانی، ازعوامل محدودیت کاربردی پاکلی تاکسل هستند. هدف این پژوهش، ایجاد سیستم غربالگری برای پیدا کردن منابع جدید تولید تاکسول، با استفاده از سویه جهش یافته ساکارومیسس سرویزیه حساس به تاکسول می باشد.   مواد و روش ها: برای ایجاد جهش در ژن TUB2 کروموزوم مخمر، آغازگرهای حاوی تغییر در کدون 26 از گلیسین به آسپارتیک اسید؛ (  GGT بهGAT) طراحی و با کمک واکنش زنجیره ای پلی مراز در سه مرحله تکثیر ژن TUB2 -Asp26  انجام گرفت. سپس ژن TUB2 از سویه مخمر هاپلویید در وکتور بیانی مخمری در پروموتر گالاکتوز همسانه سازی گردید. پس از تراریخت سازی مخمر هاپلویید با سازه Gal-TUB2، pZF58))، برای بار دوم با محصول PCR از ژن TUB2 -Asp26  و در محیط حاوی قند گالاکتوز تراریخت سازی و علیه µM 40 تاکسول، غربالگری تراریخته ها انجام گرفت.   یافته ها: در سویه مخمر YNHA1، حاصل از غربالگری 84 تراریخته، مقدار MBC  علیه تاکسولµM 50 تعیین گردید. مخمری با نقص در ترابرهای غشایی و TUB2 که در محل اتصال تاکسول در4 امینواسید مشابه بتاتوبولین مغز و تنها در آمینواسید 26 مشابه مخمر بود، توانست µM 25 تاکسول را تحمل کند. اما در پژوهش حاضر به دلیل استفاده از میزبان مخمر که نقص در ترابرهای غشایی نداشت، میزان تحمل تا 2 برابر افزایش یافت.  
    نتیجه گیری
    این مخمر جهش یافته ، می تواند برای پیدا کردن منابع جدید تولید کننده های تاکسول با توان تولید تا µM 50، در غربالگری ها به کار رود.
    کلیدواژگان: پاکلی تاکسل، توبولین، ساکارومیسس سرویزیه
  • حدیث طوافی*، احیا عبدی عالی، پریناز قدم، سارا غروی صفحات 160-171
    سابقه و هدف
    آلژینات، یکی از مهمترین عوامل بیماری زایی سودوموناس آئروجینوسا است. این مطالعه با هدف سنجش اثر هم افزایی آلژینات لیاز نوترکیب باکتریایی و آنتی بیوتیک های رایج در درمان عفونت های سودوموناسی بر رشد سلول های پلانکتونی سودوموناس آئروجینوسا انجام شد.
     
    مواد و روش ها: در مطالعه حاضر سودوموناس آئروجینوسا TAG48 از نمونه بالینی جدا سازی و شناسایی شد. به منظور تخلیص آنزیم آلژینات لیاز و اثر آن بر سلول های پلانکتونی، ژن آلژینات لیاز (algL) جداسازی، همسانه سازی، تعیین توالی و بیان شد و  با استفاده از ستون کروماتوگرافی تمایلی تخلیص گردید. اثر آنزیم خالص شده و آنتی بیوتیک های سیپروفلوکساسین، توبرامایسین و سفکسیم بر سلول های پلانکتونی سودوموناس آئروجینوسا بررسی شد و آزمون های حداقل غلظت مهاری، حداقل غلظت کشندگی و همچنین بررسی اثر توام آنتی بیوتیک ها و آنزیم بر سلول های یاد شده ارزیابی شد.
     
    یافته ها: بررسی آنتی بیوتیک ها و آنزیم نشان دادند که MIC مربوط به سیپروفلوکساسین، توبرامایسین، سفکسیم و آنزیم آلژینات لیاز در باکتریTAG48 به ترتیب 4، 16، 128 و 9.37 میکروگرم بر میلی لیتر می باشد. میزان MBC نیز برابر با MIC محاسبه گردید. همچنین نتایج نشان داد که آلژینات لیاز با توبرامایسین و سفکسیم بر رشد سلول های پلانکتونی سودوموناس آئروجینوسا TAG48 اثرهم افزایی مهاری دارند، اما این اثر هم افزایی با سیپروفلوکساسین دیده نشد.
     
    نتیجه گیری
    با توجه به اهمیت آلژینات در بیماری زایی سودوموناس آئروجینوسا، تخریب آن می تواند در کاهش بیماری زایی موثر باشد. شناسایی ژن های جدید algL در جوامع میکروبی می تواند رویکرد جدیدی برای مطالعه و تحقیق آلژینات لیاز هایی با فعالیت های ویژه علیه آلژینات های باکتریایی در نمونه های میکروبی بالینی باشد.
    کلیدواژگان: آلژینات لیاز، مهارآنتی بیوتیکی، سلول های پلانکتونی، سودوموناس آئروجینوسا
  • لیلا فیروزی دالوند، فرزانه حسینی*، شهرام مرادی دهقی، الهام سیاسی تربتی صفحات 172-185
    سابقه و هدف
    بیوسنتز نانوذرات با روش های زیستی توسط میکروارگانیسم ها به دلیل سازگاری بالا با محیط زیست و کاهش مصرف انرژی و هزینه ها از جایگاه ویژه ای برخوردار است. هدف از این پژوهش تعیین اثر نانوذرات اکسید بیسموت سنتز شده به روش سبز بر روی باکتری ایجاد کننده عفونت های بیمارستانی می باشد.   مواد و روش ها: در این پژوهش از نمونه های زخم بیماران مبتلا به عفونت سوختگی بستری در بیمارستان سوانح سوختگی مطهری 160 نمونه جمع آوری گردید. سویه های مقاوم  سودوموناس آئروجینوسا از نظر فنوتیپی و ژنوتیپی شناسایی شدند. سنتز نانوذرات اکسید بیسموت به کمک سویه باسیلوس سوبتیلیس وحشی انجام گرفت. تشکیل نانوذرات اکسید بیسموت سنتز شده از طریق تکنیک های طیف سنجی مادون قرمز، پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد تائید قرار گرفت. در نهایت، اثر ضدباکتریایی نانوذرات بر روی سویه های جدا شده به روش استاندارد دیسک دیفیوژن مورد بررسی قرار گرفت.   یافته ها: نانوذرات سنتز شده با میانگین اندازه 44 نانومترتوسط باسیلوس سوبتیلیس به دست آمدند. تمامی 77 سویه 44% (71 سویه) سودوموناس آئروجینوسا جدا شده بیوفیلم تشکیل دادند. نانوذرات اکسید بیسموت با غلظت ppm 2000، بر روی 5% سویه های سودوموناس آئروجینوسا اثر بازدارندگی داشت.  
    نتیجه گیری
    با افزایش غلظت نانوذرات اکسید بیسموت اثر مهارکنندگی آن افزایش یافت. نتایج نشان داد که بین گروه های مورد مواجهه با نانوذرات و سیپروفلوکساسین تفاوت معنی داری وجود دارد.
    کلیدواژگان: نانو ذرات اکسید بیسموت، باسیلوس سوبتیلیس، سودوموناس آئروجینوسا، بیوفیلم
  • نوشین رهنما* صفحات 186-202
    کاه برنج به دلیل فراوانی و ارزش پایین اقتصادی، به عنوان یکی از محصولات مازاد کشاورزی مناسب برای تولید بوتانل زیستی مطرح می باشد. کاه برنج دارای مقادیر زیادی قند می باشد که می توانند به قندهای قابل تخمیر تبدیل شوند. با این حال، تولید بوتانل زیستی با استفاده از کاه برنج بر اساس تکنولوژی فعلی به دلیل چالش ها و محدودیت های فرایندهای زیستی تبدیل کاه برنج به بوتانل اقتصادی نیست. برای این که این فرآیند به لحاظ اقتصادی امکان پذیر باشد، استفاده از یک روش پیش تیمار مناسب از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، زیرا به کارگیری یک روش پیش تیمار مطلوب منجر به فرایند هیدرولیز کارآمد می شود. در این مقاله، در ابتدا با استفاده از واژگان کلیدی تعداد 66 مقاله در فاصله سال های 1980 تا 2018 در پایگاه های اطلاعاتی جستجو و سپس ارزیابی شد. این مقاله رویکردهای فعلی و پیشرفت های موجود در زمینه تولید بوتانل زیستی را با استفاده از کاه برنج بررسی می کند. همچنین، چالش های موجود در فرآیند کلی تبدیل زیستی کاه برنج به  بوتانل مورد بحث قرار گرفته است. اگرچه با هدف توسعه تکنیک مناسب پیش تیمار کاه برنج پژوهش های زیادی انجام شده است، انجام تحقیقات بیشتر برای توسعه یک فرایند پیش تیمار کارآمد و اقتصادی ضرورت دارد. استفاده از سویه های اصلاح شده ژنتیکی مقاوم به بوتانل منجر به تولید بوتانل در غلظت های بالاتر شده است. بنابراین سیستم های برداشت محصول در محل، مقرون به صرفه گردیده واثر مهاری سوبسترا و سمیت بوتانل به میکروارگانیسم به شدت کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: کاه برنج، بوتانل زیستی، پیش تیمار، هیدرولیز، تخمیر
|
  • Yahya Tahamtan, Maryam Homayoon *, Mohammad Kargar Pages 101-113
    Background & Objectives

    Pasteurella multocida is a principal pathogen of domestic animals causing agents of pneumonia and hemorrhagic septicemia in cattle, sheep, and goats, fowl cholera in chickens, and progressive atrophic rhinitis in swine and as well as an opportunistic pathogen of humans. In this study, we investigated the humoral and cellular immune responses and protective immunity conferred by an iron-inactivated vaccine with two different bacterial DNA as an adjuvant.

    Materials & Methods

    P. multocida was grown in BHI broth, inactivated with FeCl3, adjuvanted with alum and P. multocida A (homologous DNA) and P. multocida B (heterologous DNA) bacterial DNAs. BALB/c mice were immunized with two whole-cell inactivated vaccine doses at 2 weeks apart. The animals were challenged 4 weeks after booster immunization. The serum antibodies titer was tested by ELISA. At 28 days post-immunization, cell mediates immunity responses were measured by assay of DTH and IL-6 and IL-12 in the serum samples.

    Results

    Our results showed the levels of antibodies in bDNA adjuvant groups were higher than the alum adjuvant vaccine group. Peak antibody titers of 0.372 were obtained in the IIA+AbDNA group. The protection rate of the AbDNA adjuvant vaccine was better than of other adjuvant vaccines and they protected 100% of mice challenge groups. Peak serum IL-6 and IL-12 titers were achieved in the IIA+AbDNA groups.

    Conclusion

    These studies indicate that bDNA is effective as immune adjuvants and because of its stimulating properties it can be used as an inducer of humoral and cellular immune responses for vaccination applications. The findings also showed a better ability of homologous bDNA to induce immune responses.

    Keywords: Pasteurella multocida, Bacterial DNA, Adjuvant, Ferric chloride, Vaccine, DTH
  • Mohammad Javad Akbarian Meymand, Arash Babaei * Pages 114-124
    Background & Objectives

    Fungal is one of the most important causes of food spoilage. The use of antimicrobial active packaging increases food safety and shelf life. Hence, this study aimed to produce antifungal compounds (Ergoconin) and its application in the polylactic acid film to reduce the fungal contamination of Aspergillus niger and Penicillium notatum. 

    Materials & Methods

    To produce the Ergoconin recombinant protein, the target gene was entered into the pET21 expression vector, and the recombinant vector was transferred to Escherichia coli BL21 (DE3) as host of expression. Gene expression was evaluated by SDS-PAGE, western blot and dot blot. To purify the recombinant protein, a chromatography column was used. Poly-lactic acid bioactive films were prepared by casting method and adding different amounts of Ergoconin (0, 0.25, 0.5, and 0.75%) to 4% wt Poly-lactic acid solution. To investigate the antifungal effect of the poly-lactic acid film, Disc diffusion was used.  

    Results

    Ergokonin gene was replicated by specific primers. The expression of recombinant protein was performed by SDS-PAGE and confirmed by dot and western blot. Ergoconin compound had an antifungal effect on both fungi. The inhibition zone diameter for both fungi increased with increasing Ergoconin concentration. The antimicrobial film had a more antifungal effect on Penicillium notatum.  

    Conclusion

    Ergoconin destroys fungi by preventing the synthesis of glucan in the wall of fungi. Therefore, Poly-lactic acid film containing Ergoconin can be used as antimicrobial active packaging to increase food safety.

    Keywords: Antimicrobial active packaging, Antifungal combination, Gene expression, Ergoconin, Poly-lactic acid film
  • Shahnaz Aleaghaee, Saeed Rezaee *, Mostafa Ebadi, Hamidreza Zamanizadeh Pages 125-138
    Background &
    Objectives
    Fusarium wilt disease is one of the limiting factors of tomato production in most countries, especially in Iran. Considering the malicious effect of chemicals on health, the study on the alternatives for disease controlling is important. This study aimed to evaluate the ability of Trichoderma and Bacillus isolates on biological control of Fusariumoxysporum f. sp. lycopersici.
    Materials &
    Methods
    The inhibitory effects of  Trichoderma and Bacillus isolates against Fusarium were evaluated on PDA. The ability of the colonization of these antagonists was also examined. The effect of separate and combined application of the antagonists isolates against Fusarium vascular wilt disease severity index and some growth factors of tomato were determined. Also, the potential of these isolates on the induction of phenylalanine ammonlyase was measured in seedlings infected with Fusarium.
    Results
    The biocontrol agents showed different levels of inhibition of Fusarium growth. The Trichoderma isolates were more successful with a high inhibitory effect (72.06% and 69.16%). These isolates were also powerful colonizers of the pathogen. The disease severity was affected by the antagonists at different levels. Separate and combined treatments of Trichoderma isolates were more effective in the reduction of the disease severity and improving the growth factors. The activity of phenylalanine ammonialyas increased in the plants treated with Trichoderma isolates compared to control treatment (Fusarium). The combined application of these isolates was more effective than the separate using of them on the induction of the enzyme.
    Conclusion
    The investigated Trichoderma isolates were successful in controlling the pathogen. Therefore, the use of these isolates as agents with multiplier effects can be effective in biocontrol of tomato Fusarium wilt.
    Keywords: Trichoderma atroviride, Trichoderma harzianum, Colonization, Induced resistance, Defensive reaction
  • Faezeh Ajorloo, Mohsen Vaez *, Jafar Hemmat Pages 139-149
    Background &
    Objectives
    A portion of biodiversity and variability of life on earth belongs to the yeasts. The caroptenoid-producing yeasts are economically important and their distinct natural habitats are of interest. In this study, isolation and molecular identification of carotenoid-producing yeasts of the exudates of endangered birch trees (Betula pendula Roth.) at Marmisho in Northwest Iran were performed. Materials &
    Methods
    This cross-sectional study carried out by sampling from exudates of birch trees (Betula pendula Roth.) at a natural habitat located in West Azerbaijan Province in the Northwest of Iran. Using selective media, the isolation of the yeasts was done. The screening was initially based on the color and shape of the colonies during one-month incubation along with simple rapid tests to check the existence of carotenoid pigments. Finally, the D1/D2 region rDNA sequencing was accomplished for 19 isolates.
    Results
    19 out of 45 isolates with pink-red colonies were selected for ribosomal gene sequencing. Phylogenetic results showed that the carotenoid-producing yeasts are in the Basidiomycota division including Rhodotorula, Cystofilobasidium, Cystobasidium, Rhodosporidiobolus, Ustilentyloma, and Xanthophyllomyces. 
    Conclusion
    The unique pattern of carotenogenic yeasts community at this ecological niche and placing in 6 genera with the capability to produce a variety of carotenoid structures indicate that the exudates of birch trees (Betula pendula Roth.) include a wide diversity for native carotenoid-producing yeasts. This study is the first report presenting the diversity of carotenoid-producing yeasts in the Northwest of Iran with a distinct consortium of native yeasts at this habitat.
    Keywords: Yeast, Carotenoid pigments, Astaxanthin, Biodiversity, Birch trees of Marmisho
  • Hamed Ashourion, Shamsozoha Abolmaali *, Ziba Fooladvand, Fatemeh Rezagholi Pages 150-159
    Background &
    Objectives
    Paclitaxel is an effective anti-microtubule agent against lung, ovarian and breast cancers. The low production of taxol in the yew, as well as its resistance to chemotherapy, is limiting the use of paclitaxel. This study aimed to create a screening system for new sources of taxol using the taxol sensitive mutant strain of Saccharomyces cerevisiae.   Materials &
    Methods
    To mutate the yeast chromosome TUB2 gene, primers containing a change in codon 26 from glycine to aspartic acid (GGT to GAT) were designed and TUB2-Asp26 gene amplified by three-step PCR method. The TUB2 gene was then cloned from the haploid strain into the yeast expression vector in the galactose promoter. After transplantation of haploid yeast with Gal-TUB2 construct (pZF58), transgenic screening was carried out for the second time by PCR product of the TUB2-Assp26 gene and in the medium containing galactose and against 40 μM taxol.
    Results
    Of the 84 transgenes, the yeast strain YNAH1 was selected from the first screening and the integration of mutation in the chromosome was confirmed by the MBC value of 50 μM taxol. The formerly generated membrane-defective yeast strain with amino acid sequences similar to the brain beta-tubulin with an exception for amino acid 26, tolerated 25 µM taxol. However, in the present study, tolerance increased by up to 2-fold due to the use of yeast hosts that had no defects in membrane transporters.
    Conclusion
    The mutant yeast strain can be used in screening to find new sources of taxol producers with production capacity up to 50 µM.
    Keywords: Paclitaxel, Tubulin, Saccharomyces cerevisiae
  • Hadis Tavafi *, Ahya Abdi, Ali, Parinaz Ghadam, Sara Gharavi Pages 160-171
    Background &
    Objectives
    Alginate is one of the most important virulence factors of Pseudomonas aeruginosa. This study aimed to evaluate the synergistic effect of recombinant alginate lyase and common antibiotics in the treatment of Pseudomonas infections on the growth of planktonic cells of P. aeruginosa.
     
    Materials &
    Methods
    In this study, P. aeruginosa TAG48 was isolated and identified from the clinical sample. To purify alginate lyase and its effect on planktonic cells, the alginate lyase gene (algL) was isolated, cloned, sequenced and expressed. The resultant enzyme was purified by affinity chromatography. The ciprofloxacin, tobramycin, and cefixime were also used to test the effectiveness of these antibiotics on planktonic cells of P. aeruginosa by carrying out MIC, MBC. The synergistic effects of these antibiotics and the recombinant alginate lyase enzyme on planktonic cells were evaluated.
     
    Results
    Our results indicated that the antibiotics and the enzyme have shown MIC for ciprofloxacin, tobramycin, cefixime and enzyme in the following concentrations: 4, 16,128 and 9.37 μg/ml, respectively. MBC was also calculated equal to MIC. Also, alginate lyase exhibited synergy with tobramycin and cefixime on the growth of planktonic cells of P. aeruginosa TAG48 but not with ciprofloxacin.
     
    Conclusion
    Regarding the importance of alginate in the pathogenicity of P. aeruginosa, its degradation could reduce this characteristic of the bacteria. Detection of novel algL genes in bacterial communities can also lead the way for the study of alginate lyases with specific activities against alginates from pathogenic bacteria in microbial samples.
    Keywords: Alginate lyase, Antibiotic inhibition, Planktonic cells, Pseudomonas aeruginosa
  • Leila Firouzi Dalvand, Farzaneh Hosseini *, Shahram Moradi Dehaghi, Elham Siasi Torbati Pages 172-185
    Background &
    Objectives
    The biological method of nanoparticles synthesis by microorganisms has a special place due to its high environmental compatibility and reduced energy consumption and costs. The aim of this study was to determine the effect of bismuth oxide nanoparticles produced by green methods on bacteria causing hospital infections. Materials &
    Methods
    In this study, 160 samples were collected from burn wound infections in patients hospitalized in Motahari Burn Rescue Hospital. Resistant strains were identified phenotypically and genotypically. Synthesis of bismuth oxide nanoparticles by Bacillus subtilis wild type strain. The synthesis of bismuth oxide nanoparticles was confirmed by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. Finally, the antibacterial activity of nanoparticles against isolated strains was investigated with the standard disk diffusion test.
    Results
    Biosynthesis of nanoparticles showed an average size of 44 nm using Bacillus subtilis. All 44% (71 strains) of Pseudomonas aeruginosa formed a biofilm. Bismuth oxide nanoparticles at a concentration of 2000 ppm were inhibited 5% of Pseudomonas aeruginosa.
    Conclusion
    By increasing the concentration of bismuth oxide nanoparticles, its inhibitory effect increased. The results showed that there is a significant difference between the groups exposed nanoparticle and ciprofloxacin.
    Keywords: Bismuth oxide nanoparticles, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Biofilm
  • Nooshin Rahnama * Pages 186-202
    Rice straw is a promising agricultural residue for the production of biobutanol due to its plentitude and low commercial value. Rice straw has high potential sugars that can be converted into fermentable sugars. However, biobutanol production from rice straw-based on the current technology is not economically viable due to the challenges and restrictions throughout the overall process of rice straw-biobutanol conversion. For the process to be economically viable, the use of an appropriate pretreatment technique is of great significance since an effective pretreatment can result in efficient hydrolysis. In this article, a total number of 66 articles from 1980-2018 were first searched on databases using keywords and then were reviewed. This paper reviews the current approaches and advances available for the production of biobutanol from rice straw. The challenges encountered throughout the overall process of bioconversion of rice straw into biobutanol are discussed as well. Even though much attempt has been made to develop a proper technique for pretreatment of rice straw, efforts are still required to make the process more efficient and economically feasible. The use of genetically modified butanol tolerant strains has resulted in butanol production at higher concentrations. Therefore, in situ product-recovery systems have become more economical as substrate inhibition and butanol toxicity to the culture are drastically reduced.
    Keywords: Rice straw, Biobutanol, Pretreatment, Hydrolysis, Fermentation