فهرست مطالب

نشریه بیولوژی کاربردی
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 50، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سمیرا صادقیان، محسن زرگر، شهلا محمدگنجی * صفحات 5-18
    هدف

    یکی از فاکتورهای ایجاد سرطان کلورکتال، عفونت با سویه خاصی از اشریشیاکلی (E.coli) واجد جزیره ژنومی PKS دارای دو ژن clbB و clbN می باشد. یکی از راه های آلودگی باکتریایی انسان، مصرف سبزیجات آبیاری شده با آب آلوده به باکتری است. این دو ژن با تولید توکسین کلی باکتین، باعث فعال شدن مسیر انتقال پیام و شکست و جهش DNA و تومورزایی می گردند. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی ژن های clbB و clbN در اشریشیاکلی جدا شده از سبزیجات آبیاری شده با آب های سطحی و پسماندهای شهری می باشد.

    مواد و روش ها

    سبزیجات آبیاری شده با آب های سطحی، چاه و پسماندهای شهری از سه منطقه تهران جمع آوری شدند. باکتری های E.coli آنها جداسازی و شناسایی و تایید گردیدند. سپس آزمایش PCR برای ژن های clbB و clbN تمامی باکتری های E.coli جدا شده انجام شد.

    یافته ها

    نتایج میکروبی و بیوشیمیایی بدست آمده، تاییدکننده باکتری های E.coli ایزوله شده از سبزیجات مورد بررسی بود. نتایج مولکولی نشان داد بیشترین و کمترین فراوانی برای نمونه هایی که همزمان حاوی هر دو ژن مورد مطالعه بودند، مربوط به سبزیجات آبیاری شده با پسماندهای شهری و سبزیجات آبیاری شده با آب چاه می باشد (P≤0.05). این نتیجه در مورد سبزیجات هر سه منطقه مورد مطالعه تقریبا مشابه بود.

    نتیجه گیری

    با توجه به فراوانی بالای باکتری های E.coli ایزوله شده از سبزیجات آبیاری شده با پسماندهای شهری و به منظور جلوگیری از عفونت باکتریایی و بالتبع آن سرطان کلورکتال، ضدعفونی کامل سبزیجات و عدم آبیاری سبزیجات مناطق با پسماندها پیشنهاد می شود.  

    کلیدواژگان: E.coli، clbB، clbN، سبزیجات، پسماندهای شهری، آب های سطحی
  • الله یار کمری*، آصف اروج زاده صفحات 19-34
    هدف

    هدف پژوهش حاضر بررسی گیاه پالایی خاک های آلوده به فلزات سنگین توسط میکروارگانیسم ها بود.

    مواد و روش ها

    این مطالعه با روش مروری- توصیفی بر روی مطالعات انجام شده در مورد گیاه پالایی انجام شده است.

    یافته ها

    نتایج این مطالعه نشان داد که تکنیک های بسیاری جهت پاکسازی خاک های آلوده به فلزات سنگین گسترش یافته اند. در میان این تکنیک‎ها، استخراج گیاهی (گیاه پالایی) به عنوان یک روش پاکسازی موثر و ارزان عرضه شده است که در آن جذب و جمع آوری آلاینده ها در بافت های قابل برداشت گیاهی مد نظر می‏باشد. در این روش با برداشت گیاهان از خاک، آلاینده ها از خاک زدوده می شوند. در اراضی کشاورزی آلوده به فلزات سنگین، انتخاب گیاهان زراعی متحمل به فلزات، جهت برداشت آلاینده ها از خاک می تواند یک استراتژی جدید برای مدیریت اراضی باشد. تعدادی از گونه های انباشتگر کادمیوم که براساس نتایج حاصل از آزمایشات هیدروپونیک و گلدانی گزارش شده اند، گونه های با توده زیستی بالا شامل ذرت، آفتابگردان و خردل هندی برای پالایش مناطق آلوده به فلزات سنگین می باشند.

    نتیجه گیری

    برای پالایش مناطق آلوده به فلزات سنگین و دیگر آلاینده ها، روش های مختلف فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی پیشنهاد شده است که عمدتا پرهزینه و غیراقتصادی می باشند.

    کلیدواژگان: خاک، فلزات سنگین، میکروارگانیسم، آلاینده ها، گیاه پالایی
  • محسن آقاطاهری خوزانی، فتانه تقی زاده فرهمند* صفحات 35-58
    هدف

    هدف پژوهش حاضر بخش بندی تصاویر CT کبد با پرتوشناسی بر مبنای الگوریتم آبپخشان است.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه یک روش نیمهخودکار برای بخشبندی تومورهای کبد با استفاده از تصاویر سیتی اسکن ارایه شده است. ابتدا توسط کاربر بافت تومور و کبد با انتخاب نقاطی تعیین میگردد. سپس به کمک روش آبپخشان، شکلشناسی سه بعدی نقاط اولیه در تومور و کبد تعیین میشوند. سپس با روش انتشار قیود وابسته، تخمین برچسبهای بافت تومور و کبد انجام میشود. با گرفتن اشتراک بین برچسبهای بدست آمده، محدوده قرار گرفتن مرز تومور بدست میآید و نهایتا با استفاده از آشکارساز لبه کنی، مرزهای نهایی تومور مشخص میشوند.

    یافته ها

    تغییرات تعداد نقاط اولیه، بر روی نتایج خروجی تاثیر کمی داشته است. در روش CAP با توجه به آنکه تخمین داده ها با استفاده از نقاط نمونه برداری شده صورت می گیرد و اطراف این نقاط تخمین زده می شود، با هر تعداد نمونه اولیه، روشCAP قادر است تا نتایج نهایی را تولید نماید، که این امر نشان دهنده قدرت بالای روش CAP در تخمین داده ها است.

    نتیجه گیری

    بکارگیری الگوریتم آبپخشان باعث بهبود بخش بندی تصاویر CT کبد با پرتوشناسی می شود.

    کلیدواژگان: پرتوشناسی، تصاویرCT، پردازش تصویر، کبد، الگوریتم آبپخشان
  • فرح فراهانی*، علیرضا تمیمی، محمدرضا خاتمی نژاد صفحات 59-76
    هدف

    هدف پژوهش حاضر بررسی اسانس گیاه دارویی آویشن (Thymus vulgaris L.) در تولید فرآورده های لبنی پروبیوتیک با تعیین قابلیت زنده مانی بود.

    مواد و روش ها

    اسانس آویشن به عنوان طعم دهنده در تولید فرآورده های لبنی (ماست، دوغ و کشک) سنتی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. برای تولید فرآورده های پروبیوتیک، و مواد لبنی پاستوریزه، باکتری ها تلقیح شده و غلظت های مختلف اسانس آویشن (0، 25، 40، 70، 100 و 130 میکروگرم بر لیتر) به مواد لبنی افزوده می شوند. قابلیت زنده مانی باکتری ها در مواد لبنی طی فواصل زمانی مشخص (0، 4، 8، 12 و 20 روز) بررسی می گردند.

    یافته ها

    با افزایش غلظت آویشن در فرآورده های لبنی سنتی و صنعتی، کاهش معنی داری در لگاریتم تعداد باکتری های لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم رخ می دهد (P<0.05). بالاترین قابلیت زنده مانی باکتری با غلظت های کم آویشن در ماست سنتی، و با مقادیر متوسط اسانس در دوغ و کشک سنتی، طی 20 روز مشاهده گردید. بالاترین قابلیت زنده مانی باکتری در ماست و دوغ صنعتی با غلظت زیاد و در کشک صنعتی همراه با کاهش مقدار اسانس است. بالاترین قابلیت زنده مانی باکتری بیفیدوباکتریوم با غلظت های زیاد آویشن در ماست، دوغ و کشک سنتی (P<0.05)، همچنین با غلظت های کم آویشن در ماست و دوغ صنعتی، و با غلظت های زیاد در کشک صنعتی می باشد.

    نتیجه گیری

    در فرآورده های لبنی صنعتی دارای آویشن، قابلیت بقای باکتری بیفیدوباکتریوم و در فرآورده های لبنی سنتی، مدت ماندگاری باکتری لاکتوباسیلوس بیشتر است.

    کلیدواژگان: آویشن، پروبیوتیک، لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، بیفیدوباکتریوم، گیاهان دارویی، فرآورده های لبنی، قابلیت زنده مانی، باکتری ها
  • آیسان رضانژاد، زهرا غلامحسینی، نیما رستمی* صفحات 77-90
    هدف

    گندزدایی آب یکی از مهم ترین مراحل تصفیه آب به لحاظ تامین سلامت مصرف کنندگان است. با اینکه روش های رایج در تصفیه آب آشامیدنی، می توانند به نحو موثری عوامل میکروبی را کنترل نمایند، اما تشکیل محصولات جانبی گندزدایی، روند بکارگیری این روش ها را با چالش روبه رو کرده است. از سوی دیگر، گندزداهای فیزیکی و شیمیایی اغلب به دلیل کارآیی کم، قیمت بالا و تولید محصولات سمی محدود شده اند. در این بین یکی از روش هایی که طی سال های اخیر در کانون توجه قرار گرفته و توسعه زیادی یافته است، استفاده از جریان الکتریسیته برای حذف آلاینده های بیولوژیک آب می باشد. لذا، هدف پژوهش حاضر مطالعه و بررسی میزان کارایی و اثربخشی روش برقراری جریان الکتریسیته در حذف جمعیت باکتری های کلیفرمی آب رودخانه شهرچای ارومیه است.

    مواد و روش ها

    تحقیق حاضر که از نوع توصیفی- مقطعی می باشد، در یک بازه زمانی شش ماهه از بهمن ماه سال 98 آغاز و تا تیرماه سال 99 ادامه یافت. فرایند نمونه برداری از آب رودخانه شهرچای ارومیه از دو ایستگاه ورودی تصفیه خانه شماره یک و ورودی تصفیه خانه گلشهر انجام شد و نمونه ها ظرف مدت 2 الی 4 ساعت به آزمایشگاه منتقل شدند و حضور باکتری های کلیفرمی به روش MPN مورد مطالعه و سنجش قرار گرفت. سپس به منظور انجام آزمایش الکترولیز، نخست راکتور الکتروشیمیایی با ولتاژ 220 ولت متشکل از دو الکترود از جنس آهن و آلومینیوم تهیه شد و جریان الکتریکی به مدت 10، 20، 30 و 70 دقیقه برقرار گردید. در ادامه نتایج داده ها توسط نرم افزار SPSS نسخه 21 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان می دهد که میزان کارایی حذف جمعیت باکتری های کلیفرمی به منبع آلاینده، مدت زمان، شدت جریان و جنس الکترودها بستگی دارد. مطابق نتایج حاصل، شیب منحنی تغییرات میزان آلودگی میکروبی نمونه هایی که در مدت زمان 20 دقیقه تحت شدت جریان ثابت 220 ولت قرار گرفته بودند، کاهش چشمگیری نشان داد. به طوری که از میزان بارمیکروبی اکثر نمونه ها به میزان 50 درصد کاسته شد. بنابراین، می توان گفت که کارایی حذف با افزایش زمان رابطه مستقیم دارد و با افزایش مدت زمان برقراری جریان الکتریکی در نمونه ها، میزان حذف باکتری های کلیفرمی نیز به صورت معناداری افزایش پیدا می کند.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از فرایند برقراری جریان الکتریسیته، به عنوان یک روش مناسب با کارایی و راندمان بالا و همچنین سازگار با محیط زیست در گندزدایی آب پیشنهاد می گردد.

    کلیدواژگان: گندزدایی، باکتری های کلیفرمی، جریان الکتریسیته، رودخانه شهرچای، ارومیه
  • یوسف علیخانی، محمدرضا مهرابی*، محسن میرزایی، رضا یاری صفحات 91-100
    هدف

    افزایش مقاومت ضدمیکروبی در باکتری های گرم منفی خانواده انتروباکتریاسه، به مشکل جهانی تبدیل شده است. کلبسیلا پنومونیه، پاتوژن فرصت طلب گرم منفی است که به دلیل داشتن انواع مکانیسم های مقاومت، در ایجاد طیف وسیعی از بیماری ها و مقاومت آنتی بیوتیکی مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، هدف پژوهش حاضر بررسی حضور و نقش ژن های ompK35 و ompK36 در ایزوله های ک. پنومونیه مقاوم به چندین دارو می باشد.

    مواد و روش ها

    تعداد 96 ایزوله از بیماران مراجعه کننده به بیمارستان های سطح شهر بروجرد در سال 1399 جمع آوری شده و با استفاده از تست های افتراقی، مورد شناسایی قرار گرفتند. آزمون حساسیت آنتی بیوتیکی با روش انتشار در دیسک و شناسایی ژن های ompK35 و ompK36 با استفاده از PCR انجام شد.

    یافته ها

    12/82% از ایزوله ها نسبت به آنتی بیوتیک آمپی سیلین مقاوم بودند. موثرترین آنتی بیوتیک جنتامایسین با میزان مقاومت (9/38%) بود. 28 ایزوله دارای مقاومت چند دارویی بودند. ژن ompK35 در 5/12% نمونه های ک. پنومونیه و ژن ompK36 در 45/11% ایزوله های بالینی مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان دادند که نداشتن ژن های ompK35 و ompK36 در ایجاد مقاومت به انواع آنتی بیوتیک ها نقش دارد و توجه به این مساله در انتخاب آنتی بیوتیک ها برای درمان و از بین بردن این ایزوله ها ضروری است. ایزوله های فاقد omk36 نسبت به ایزوله های فاقد ompk35، مقاومت بیشتری نسبت به آنتی بیوتیک های مورد مطالعه، به ویژه جنتامایسین و سیپروفلوکسازین داشتند (P<0.05).

    کلیدواژگان: باکتری کلبسیلا پنومونیه، ompK35، ompK36، مقاومت چندگانه دارویی، بروجرد
|
  • Samira Sadeghian, Mohsen Zargar, shahla Mohammad Ganji * Pages 5-18
    Objective

    One of the factors causing colorectal cancer is infection with a specific strain of Escherichia coli (E.coli) that has a PKS genomic island with two clbB and clbN genes. One of the ways of human bacterial contamination is to consume vegetables irrigated with water contaminated with bacteria. These two genes cause the activation of the message transmission pathway and the DNA mutation and tumorigenesis by producing the toxin Bactin. The main aim of the present study is to investigate clbB and clbN genes in Escherichia coli isolated from vegetables irrigated with surface water and urban waste.

    Materials and methods

    Vegetables irrigated with surface water, well and urban waste were collected from three regions of Tehran. Their E.coli bacteria were isolated and identified and confirmed. Then, PCR test was performed for clbB and clbN genes of all isolated E.coli bacteria.

    Findings

    The obtained microbial and biochemical results confirmed the E.coli bacteria isolated from the investigated vegetables. The molecular results showed that the highest and lowest frequencies for the samples that simultaneously contained both studied genes were related to vegetables irrigated with urban waste and vegetables irrigated with well water (P≤0.05). This result was almost the same for the vegetables of all three studied regions.

    Conclusion

    Considering the high frequency of E.coli bacteria isolated from vegetables irrigated with municipal waste and in order to prevent bacterial infection and consequently colorectal cancer, complete disinfection of vegetables and non-irrigation of vegetables in areas with waste are suggested. Keywords: E.coli, clbB, clbN, Vegetables, Urban waste, Surface water.

    Keywords: E.coli, clbB, clbN, Vegetables, Urban waste, Surface water
  • Alahyar Kamari*, Asaf Orujzadeh Pages 19-34
    Purpose

    The purpose of the present study was to investigate the phytoremediation of soils contaminated with heavy metals by microorganisms.

    Materials and methods

    This study was conducted with a review-descriptive method on the studies conducted on herbal treatment.

    Findings

    The results of this study showed that many techniques have been developed to clean soils contaminated with heavy metals. Among these techniques, plant extraction (plant treatment) has been presented as an effective and cheap cleaning method, in which the absorption and collection of pollutants in plant tissues is considered. In this method, by harvesting plants from the soil, the pollutants are removed from the soil. In agricultural lands contaminated with heavy metals, the selection of metal-tolerant crops to remove pollutants from the soil can be a new strategy for land management. A number of cadmium accumulating species that have been reported based on the results of hydroponic and pot tests are species with high biomass, including corn, sunflower and Indian mustard for refining areas contaminated with heavy metals.

    Conclusion

    Various physical, chemical and biological methods have been suggested for the treatment of areas contaminated with heavy metals and other pollutants, which are mostly costly and uneconomical.

    Keywords: Soil, Heavy metals, Microorganism, Pollutants, Phytoremediation
  • Mohsen AghataheriKhozani, Fataneh Taghizadeh-Farahmand * Pages 35-58
    Purpose

    The purpose of the present study is to segment the CT images of the liver with radiology based on the watershed algorithm.

    Materials and methods

    In this study, a semi-automated method for dividing liver tumors using CT scan images has been presented. First, the tumor and liver tissue is determined by the user with point selection. Then, with the help of Abpakhshan method, the three-dimensional morphology of the primary points in the tumor and liver are determined. Then, estimation of tumor and liver tissue labels is done with the method of propagation of dependent constraints. By taking the distance between the obtained labels, the tumor boundary is obtained, and finally, the final boundaries of the tumor are determined by using the edge detector.

    Findings

    Changes in the number of initial points have little effect on the output results. In the CAP method, considering that the data estimation is done using the sampled points and estimates around these points, with any number of initial samples, the CAP method is able to produce the final results, which shows the high power of the CAP method in It is an estimate of the data.

    Conclusion

    The use of the watershed algorithm improves the segmentation of CT images of the liver with radiology.

    Keywords: Radiology, CT images, Image processing, Liver, Watershed algorithm
  • farah farahani*, Alireza Tammimi, MohammadReza Khatami nejad Pages 59-76
    Purpose

    The purpose of the present study was to investigate the essential oil of the medicinal plant Thymus vulgaris L. in the production of probiotic dairy products by determining the viability.

    Materials and methods

    Thyme essential oil is used as a flavoring agent in the production of traditional and industrial dairy products (yogurt, buttermilk, and curd). To produce probiotic products and pasteurized dairy products, bacteria are inoculated and different concentrations of thyme essential oil (0, 25, 40, 70, 100 and 130 micrograms/ liter) are added to dairy products. The viability of bacteria in dairy products is checked at specific time intervals (0, 4, 8, 12 and 20 days).

    Findings

    By increasing the concentration of thyme in traditional and industrial dairy products, there is a significant decrease in the logarithm of Lactobacillus and Bifidobacterium bacteria (P<0.05). The highest viability of bacteria was observed with low concentrations of thyme in traditional yogurt, and with moderate amounts of essential oil in buttermilk and traditional curd, within 20 days. The highest viability of bacteria is in yogurt and industrial butter with high concentration and in industrial curd with a decrease in the amount of essential oil. The highest viability of Bifidobacterium bacteria is found with high concentrations of thyme in yogurt, buttermilk and traditional curd (P<0.05), also with low concentrations of thyme in industrial yogurt and buttermilk, and with high concentrations in industrial curd.

    Conclusion

    In industrial dairy products with thyme, the viability of Bifidobacterium bacteria is longer, and in traditional dairy products, the shelf life of Lactobacillus bacteria is longer.

    Keywords: Thyme, Probiotic, Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium, Medicinal plants, Dairy products, Viability, Bacteria
  • aysan rezanezhad, Zahra Gholamhoseini, nima rostami * Pages 77-90

    Purpose: 

    Water disinfection is one of the most important stages of water purification in terms of ensuring the health of consumers. Although common methods in drinking water purification can effectively control microbial factors, the formation of disinfection byproducts has made the process of using these methods a challenge. On the other hand, physical and chemical disinfectants are often limited due to their low efficiency, high price and production of toxic products. In the meantime, one of the methods that has been in the spotlight and developed a lot in recent years is the use of electricity to remove biological pollutants from water. Therefore, the aim of the current research is to study and evaluate the efficiency and effectiveness of the method of establishing the current of electricity in removing the coliform bacteria population in the Shahrchai River of Urmia.

    Materials and methods:

     The present research, which is descriptive-cross-sectional, started in a period of six months from February 2018 and continued until July 2019. The water sampling process of Shahrchai River in Urmia was carried out from two stations at the entrance of the No. 1 treatment plant and at the entrance of the Golshahr treatment plant, and the samples were transferred to the laboratory within 2 to 4 hours, and the presence of coliform bacteria was studied and measured by the MPN method. Then, in order to perform the electrolysis test, an electrochemical reactor with a voltage of 220 volts consisting of two electrodes made of iron and aluminum was prepared and the electric current was established for 10, 20, 30 and 70 minutes. Next, the data results were analyzed by SPSS version 21 software.

    Findings:

     The results show that the efficiency of coliform bacteria population removal depends on the pollutant source, duration, current intensity and type of electrodes. According to the results, the slope of the curve of changes in the amount of microbial contamination of the samples that were subjected to a constant current of 220 volts for 20 minutes showed a significant decrease. So that the microbial load of most samples was reduced by 50%. Therefore, it can be said that the removal efficiency has a direct relationship with the increase in time, and with the increase in the duration of the electric current in the samples, the removal rate of coliform bacteria also increases significantly.

    Conclusion:

     According to the results of this research, the use of the process of establishing the current of electricity is suggested as a suitable method with high efficiency and also compatible with the environment in water disinfection.

    Keywords: Disinfection, Coliform bacteria, Electricity flow, Shahrchai River, Urmia
  • Yousef Alikhani, MohammadReza Mehrabi *, Mohsen Mirzaei, Reza Yari Pages 91-100
    Objective

    Increasing antimicrobial resistance in thermonegative bacteria of the Enterobacteriaceae family has become a global problem. Klebsiella pneumoniae is a thermonegative opportunistic pathogen that has been considered in causing a wide range of diseases and antibiotic resistance due to its various resistance mechanisms. In this regard, the aim of the present study is to investigate the presence and role of ompK35 and ompK36 genes in isolates of K. Pneumonia is resistant to several drugs.

    Materials and methods

    96 isolates were collected from patients referred to hospitals in Borujerd city in 2019 and were identified using differential tests. Antibiotic sensitivity test was performed by disk diffusion method and identification of ompK35 and ompK36 genes using PCR.

    Findings

    82.12% of isolates were resistant to ampicillin antibiotic. The most effective antibiotic was gentamicin with resistance rate (38.9%). 28 isolates had multidrug resistance. ompK35 gene in 12.5% of K. pneumoniae and ompK36 gene were observed in 11.45% of clinical isolates.

    Conclusion

    The results of this study showed that the absence of ompK35 and ompK36 genes plays a role in creating resistance to all kinds of antibiotics and it is necessary to pay attention to this issue in choosing antibiotics to treat and eliminate these isolates. Isolates lacking omk36 were more resistant to the studied antibiotics, especially gentamicin and ciprofloxacin, than isolates lacking ompk35 (P<0.05).

    Keywords: Klebsiella pneumoniae bacteria, ompK35, ompK36, Multiple drug resistance, Borujerd