mohammadali amoozegar
-
هدف
دریاچه ارومیه پس از تجربه رشد سریع حجم در طی چند سال اخیر، تقریبا در پاییز 2023 خشک شد. خشکسالی های پی درپی، مصرف آب کشاورزی و سدسازی بر روی رودخانه های تغذیه کننده دریاچه ارومیه در کاهش حجم آب آن نقش به سزایی دارند. در این راستا، هدف پژوهش حاضر بررسی تغییرات میکروبیولوژیکی ایجاد شده در نتیجه تغییرات اکولوژیکی در دریاچه بسیار شور ارومیه به عنوان یکی از مناطق افراطی داخل ایران است.
مواد و روش هانمونه های مورد نیاز از منطقه قالقاچی که در نزدیکی دریاچه ارومیه قرار دارد، به دست آمدند. در این پژوهش با استفاده از روش های معمول کشت، تخلیص، انجام آزمون های بیوشیمیایی و میکروبیولوژیکی انجام شده و در نهایت با استفاده از روش های شناسایی میکروارگانیسم ها به وسیله PCR، شناسایی و طبقه بندی چهار گونه میکروبی انجام شد.
یافته هااز میان چهار گونه میکروبی انتخاب شده در این تحقیق، دو مورد از گونه ها (KULC3, KULC4) نمک دوست و دو مورد دیگر (KULC1, KULC5) به گونه های متفاوت غیرنمک دوست تعلق داشتند که احتمالا نماینده بروز تغییراتی در میکروفلور نمک دوست دریاچه ارومیه می باشند.
نتیجه گیریبروز تغییرات اکولوژیکی در محیط های افراطی و بسته ای همچون دریاچه ارومیه، امکان بروز تغییرات میکروبیولوژیکی را هم راستا با دگرگونی های محیطی باعث می شود. نتایج این تحقیق نشان داد که میکروارگانیسم هایی که به عنوان فلور طبیعی در منطقه ای خاص ساکن می شوند، قادر به سازگاری با شرایط جدید اکولوژیکی بوده و با شرایط جدید محیطی هماهنگ می گردند.
کلید واژگان: تغییرات آب و هوایی، تنش های اکولوژیکی، دریاچه ارومیه، میکروفلور طبیعی، خاک.ObjectiveLake Urmia, after experiencing rapid volume growth over the past few years, almost dried up in the fall of 2023. Consecutive droughts, agricultural water consumption and dam construction on the rivers feeding Lake Urmia play a significant role in reducing its water volume. In this regard, the aim of the present study is to investigate the microbiological changes created as a result of ecological changes in the highly saline lake of Urmia, which is one of the extreme regions inside Iran.
Materials and methodsThe required samples were obtained from Qalgachi area, which is located near Lake Urmia. In this research, by using the usual methods of culture, purification, biochemical and microbiological tests, four microbial species were identified and classified by PCR.
FindingsAmong the four microbial species selected in this research, two species (KULC3, KULC4) were salt-loving and the other two (KULC1, KULC5) belonged to different non-salt-loving species, which probably represent changes in the salt-loving microflora of Lake Urmia.
ConclusionThe occurrence of ecological changes in extreme and closed environments such as Lake Urmia, causes the possibility of microbiological changes in line with environmental changes. The results of this research showed that the microorganisms that live as natural flora in a certain area are able to adapt to the new ecological conditions and harmonize with the new environmental conditions.
Keywords: Climate Changes, Ecological Stresses, Lake Urmia, Natural Microflora, Soil -
سابقه و هدف:
آلودگی فلزات سنگین در سراسر جهان رو به افزایش است. پاکسازی این فلزات با روش های مرسوم میکروبیولوژی در محیط های شور موثر نبوده و بنابراین استفاده از باکتری های نمک دوست و تحمل کننده نمک برای پاکسازی این محیط ها مورد نیاز است. هدف از این مطالعه جداسازی و شناسایی باکتری های نمک دوست و تحمل کننده نمک مقاوم به فلزات سنگین از کویر لوت بود.
مواد و روش هاپس از نمونه برداری، باکتری های نمک دوست و تحمل کننده نمک با استفاده از محیط کشت Moderate Halophilic جداسازی شدند. مشخصات مورفولوژیک و بیوشیمیایی بررسی و مقاومت سویه ها به فلزات سنگین با استفاده از روش رقت آگار برای تعیین کم ترین غلظتی از فلز سنگین که از رشد جلوگیری می نماید (MIC) سنجیده شد. سپس شانزده سویه به صورت تصادفی انتخاب و با تعیین ترادف ژن 16S rRNA شناسایی شدند.
یافته هاسلنیت و آرسنات کمترین و جیوه بیشترین سمیت را بر روی 74 جدایه داشتند. حداکثر مقاومت به کادمیم، مس و کروم تقریبا یکسان بود، اما حساسیت به روی بسیار بیش تر بود. مقاومت شایان توجهی نسبت به سرب، سلنیت و آرسنات در برخی سویه ها گزارش شد. مطالعات فیلوژنتیک مشخص نمود که اکثر سویه ها از خانواده باسیلاسه و جنس باسیلوس بودند.
نتیجه گیریبا توجه به مقاومت قابل ملاحظه برخی از سویه های نمک دوست به فلزات سنگین میتوان در مطالعات آتی از آن ها در بررسی عوامل مقاومت و یا پاکسازی محیط های شور آلوده استفاده نمود.
کلید واژگان: باکتری های نمک دوست، باکتری های تحمل کننده نمک، مقاومت به فلزات سنگین، MIC، پاکسازی زیستیBackground & ObjectivesHeavy metal pollution has increased worldwide. Bioremediation of toxic heavy metals in saline environments with conventional microbiological treatment processes is not feasible. Therefore, the use of halophilic and halotolerant bacteria need to be considered for the remediation of saline ecosystems. This study aimed to isolate and characterize toxic heavy metal-resistant and halophilic/halotolerant bacteria from the Lut desert.
Materials & MethodsAfter sampling, halophilic/halotolerant bacteria were isolated on Moderate Halophilic media. Morphological and biochemical characterizations of isolates were carried out. Each isolate's heavy metal resistance was identified by an agar dilution method and the Minimum Inhibitory Concentrations (MIC ) of each heavy metal was determined. Then, sixteen strains were randomly selected and subjected to 16S rRNA gene identification.
ResultsThe least toxicities were found with selenite and arsenate on 74 selected isolates, while mercury exhibited the highest toxicity. The maximum MIC values of cadmium, copper, and chromium were the same. Although, the MIC value of zinc was significantly less. The remarkable resistance toward lead, selenite, and arsenate was reported. Phylogenetic analysis revealed that most strains belong to the Bacillaceae family and Bacillus genus.
ConclusionSelected halophilic/halotolerant bacteria from the Lut desert had considerable resistance to heavy metals. Therefore, these strains could be considered for further investigations of the mechanisms involved in heavy metal resistance of halophilic and halotolerant bacteria or for bioremediation of polluted saline environments.
Keywords: Halophilic bacteria, Halotolerant bacteria, Toxic heavy metal resistance, MIC, Bioremediation -
سابقه و هدف:
با توجه به شرایط بحرانی دریاچه ارومیه، شناسایی باکتری هایی که توانایی زیستن در محیط های افراطی را داشته باشند، به لحاظ کاربرد های میکروبی و تحمل پذیری شرایط زیستی موجود، جالب توجه بوده و به درک هر چه بهتر ما از محیط پیرامون کمک می نماید. در این مطالعه فراوان ترین شاخه باکتریایی موجود در نمونه های خاک از سه ارتفاع 10، 150 و 250 متری کوه قلعه کاظم خان در ساحل دریاچه فوق شور ارومیه بررسی شده است.
مواد و روش هانمونه های خاک جمع آوری شده و برای شناسایی و طبقه بندی رده های زیر مجموعه Proteobacteria از توالی یابی S rRNA16 به روش توالی یابی نسل بعد (NGS) استفاده شد و با بکارگیری نرم افزار ژنتیکی FLASH و نیز الگوریتم UCHIME توالی های بهدست آمده شناسایی شدند.
یافته هاتغییر ارتفاع بر فراوانی و تنوع سویه های شناسایی شده در شاخه proteobacteria مشهود بود به شکلی که درصد فراوانی Alphaproteobacteria با ارتفاع رابطه مستقیم داشت و برعکس، درصد فراوانی Betaproteobacteria با کاهش ارتفاع افزایش یافت. این تغییر در تنوع سویه های مربوط به هر یک از رده ها نیز مشاهده می شود.
نتیجه گیریدر بررسی های اجمالی نمونه ها، درصد فراوانی Proteobacteria رابطه معکوسی با افزایش ارتفاع دارد ولی در بررسی مجزای رده های میکروبی، ارتباط معناداری بین افزایش و کاهش فراوانی و ارتفاع نمونه برداری، مشاهده می گردد. همچنین دو تیره ناشناخته و طبقه بندی نشده در ردهDeltaproteobacteria نیز در نمونه ها شناسایی شدند که دارای درصد فراوانی بالایی (18-27 درصد) در بین داده های مربوط به سه نمونه بودند.
کلید واژگان: ارتفاع جغرافیایی، محیط نمکی، تنوع باکتریایی، NGSBackground & ObjectivesConsidering the critical conditions of Lake Urmia, identifying bacteria with the ability to live in extreme environments is valuable in terms of microbial applications and tolerance of the existing biological conditions, and it helps us to better understand the surrounding environment. In this study, the most abundant microbial branch in the soil samples obtained from three different heights of 10, 150 and 250 meters of Qale Kazem Khan Mountain, which is located on the shore of a very salty lake in Urmia, has been investigated.
Materials & MethodsThe soil samples were collected to identify and classify Proteobacteria subgroups using 16S rRNA sequencing using Next Generation Sequencing (NGS) as well as FLASH genetic software and UCHIME algorithm to identify the obtained sequences.
ResultsAltitude change affects the abundance of Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria. The abundance percentage of Alphaproteobacteria has a direct relationship with altitude, while the abundance percentage of Betaproteobacteria increased with the decrease in altitude.
Conclusionin the overview the percentage of Proteobacteria abundance the samples has an inverse relationship with the increase in height, whereas in the separate examination of the microbial groups, a significant relationship between the increase and decrease in abundance and the height of sampling is observed. Also, two unknown and unclassified genera in the Deltaproteobacteria order were also identified which a very high frequency percentage (18-27%) among the data had related to the three samples.
Keywords: Altitude, Saline environment, Bacterial diversity, NGS -
سابقه و هدف
خلیجنایبند به دلیل مجاورت با منطقه صنعتی عسلویه در معرض آلاینده های نفتی است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آلاینده ها بر جمعیت میکروبی تاثیر میگذارد و جمعیت را به سمت میکروبهای تجزیه کننده نفت سوق میدهد. در این مطالعه به بررسی تنوع میکروبی در آب های خلیج نایبند و پیش بینی ژن های عمکلردی موثر در تجزیه هیدروکربن های آروماتیک تحت شرایط هوازی و بی هوازی می پردازیم.
مواد و روشها:
برای استخراج DNA از نمونه آب خلیجنایبند از روش استاندارد فنلکلروفرم استفاده شد. توالی یابیDNA استخراج شده با تکنیک توالییابی نسل جدید انجام شد. سپس قطعه مبتنی بر ژن 16S rRNAتجزیه وتحلیل شد. همچنین پیش بینی ژن های عملکردی موثر در تخریب هیدروکربن های آروماتیک تحت شرایط هوازی و بیهوازی انجام شد.
یافته ها:
آلودگی هیدروکربن های آروماتیک در آب خلیجنایبند منجر به غالبشدن اعضای اشنوسپیرالس Oceanospirillales (24/67%)، سلویبریونالس Cellvibrionales (28/95%)، سار11-کلد SAR11 clade (20/97%)، رودوباکتریالس Rhodobacterales (6/17%)، رودواسپیرالس Rhodospirillales (7/12%) و فلاووباکتریالس Flavobacteriales (5/5%) شده است. رده های آلفاپروتیوباکتریا Alphaproteobacteria (26/18%) و گاماپروتیوباکتریا Gammaproteobacteria (42/23%) بیشترین فراوانی را داشتند. با توجه به آنالیز داد ه ها (PICRUSt) ژن های موثر در تجزیه نفتالین در شرایط بی هوازی بیشترین فراوانی را در نمونه داشتند.
نتیجه گیری:
قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آلودگی نفتی بر جمعیت میکروبی تاثیر میگذارد. جمعیت میکروبی منطقه نایبند نیز به دلیل مجاورت با منطقه نفتی پارس جنوبی و ورود آلاینده های نفتی به آب در جهت غالب شدن اعضای تجزیه کننده هیدروکربنها پیش رفته است.
کلید واژگان: آلودگی نفت، توالی یابی نسل جدید، خلیج نایبند، هیدروکربن های آروماتیک، تنوع میکروبی، ژن های عمکلردیBackground & ObjectiveNayband Gulf is subjected to oil pollution due to the proximity to Assaluyeh industrial region. Prolonged exposure to contaminants affects the microbial population and shifts the population to the predominance of oil-degrading microbes. In this study, we investigate the microbial diversity in Nayband Gulf waters and predict the genes involved in aromatic hydrocarbon degradation under aerobic and anaerobic conditions.
Materials & MethodsPhenol-chloroform method was performed for extracting DNA from the Nayband Gulf water sample. Extracted DNA sequencing was performed by new generation sequencing technique. Then 16S rRNA gene-based amplicon sequencing was analyzed. Functional genes involved in the degradation of aromatic hydrocarbons under aerobic and anaerobic conditions were predicted from 16S rRNA gene sequences.
ResultsOur findings indicate that aromatic hydrocarbons contamination in Nayband Gulf water resulted in the enrichment of Oceanospirillales (24.67%), Cellvibrionales (28.95%), SAR11 clade (20.97%), Rhodobacterales (6.17%), Rhodospirillales (7.12%) and Flavobacteriales (5.50%). Alphaproteobacteria (26.18%) and Gammaproteobacteria (42.23%) had the highest percentage. According to Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States, the genes involved in degradation of naphthalene under anaerobic conditions were most abundant in the sample.
ConclusionThe results of this study showed that long-term exposure to oil pollution and oil spills affects the microbial population. The microbial population of Nayband Gulf region, due to its proximity to the South Pars oil & gas region and the entry of oil pollutants into the water, has caused the domination of petroleum hydrocarbons degrading bacteria.
Keywords: Oil Contamination, Next generation sequencing, Nayband Gulf, Aromatic Hydrocarbons, microbial diversity, functional genes -
زمینه
میکروارگانیسم های نمک دوست، پتانسیل تولید بیومولکول های جدید از جمله ترکیبات ضدسرطانی برای استفاده در کاربردهای پزشکی، را دارند. این مطالعه با هدف بررسی خواص ضدسرطانی رنگدانه های استخراج شده از آرکی نمک دوست بومی ایران انجام شد.
مواد و روش ها:
عصاره رنگدانهHaloarcula sp. که قبلا از دریاچه آران- بیدگل جداسازی و شناسایی شده بود، استخراج گردید. اثر رنگدانه استخراج شده، بر روی رده سلولی MDA-MB-468 سرطان پستان، با استفاده از روش MTT و رنگ آمیزی PI و FITC مورد آزمایش قرار گرفت. سلول ها با غلظت های مختلف عصاره رنگدانه به مدت 24، 48 و 72 ساعت انکوبه شدند. در نهایت بیان ژن های آپوپتوزی از جمله ژن هایBAX ، CASP3، CASP7، CASP9،P21 ، P53،SOX2 ، توسط تکنیک Real time PCR مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل اطلاعات از آزمون t و تحلیل اندازه های تکراری استفاده گردید.
یافته ها:
در مقایسه با سلول های تیمار نشده، عصاره رنگدانه زنده مانی سلول های MDA-MB-468 را پس از 48 ساعت در غلظت 95/45 میکروگرم در میلی لیتر، به طور قابل توجهی مهار کرد (05/0p< *). علاوه بر این، جمعیت کل سلول های آپوپتوز اولیه و ثانویه (4/44 درصد) در رده سلولی مورد مطالعه افزایش یافت که با افزایش معنادار بیان ژن های P53،BAX ، CASP7، CASP9، همراه بود.
نتیجه گیری:
آرکی های نمک دوست می توانند به عنوان منبع مناسبی از پیگمان های طبیعی با فعالیت ضدسرطانی و به عنوان یک درمان موثر احتمالی در شیمی درمانی در نظر گرفته شوند.
کلید واژگان: آپوپتوز، رده سلولی MDA-MB-468، رنگدانه، Haloarcula spBackgroundHalophilic microorganisms have the potential to produce new biomolecules, including anti-cancer compounds, for medical applications. The purpose of this study was to evaluate the anti-cancer properties of pigments extracted from native Iranian halophilic Archaeon.
Materials and MethodsPigment extract of Haloarcula sp. previously isolated and identified from Aran-Bidgol Lake was extracted. The effect of the extracted pigment on MDA-MB-468 breast cancer cell line was tested by MTT method and PI and FITC staining. Cells with different concentrations of pigment extract were incubated for 24, 48 and 72 hours. Finally, the expression of apoptotic genes, including BAX, CASP3, CASP7, CASP9, P21, P53, and SOX2, was examined by Real-Time PCR. Statistical analyses of the data were performed using the t-test and Repeated-Measures ANOVA.
ResultsCompared to untreated cells, the pigment extract inhibited the viability of MDA-MB-468 cells significantly after 48 hours at a concentration of 45.95 μg/ml (p*<0.05). In addition, the total population of early and late apoptotic cells (44.4%) increased in the studied cell line, which was associated with a
significant enhancement of the expression of the P53, BAX, CASP7, and CASP9 genes.ConclusionHalophilic archaea can be considered a suitable source of natural pigments with anti-cancer activity and potential benefits in chemotherapy.
Keywords: Apoptosis, MDA-MB-468 Cell Line, Haloarcula sp., Pigment -
سابقه و هدف
استرپتومایسس یکی از مهم ترین میکروارگانیزم های پروکاریوتی است که متابولیت های ثانویه آنها خواص ضدمیکروبی و ضدسرطانی بالایی دارند و سه چهارم آنتی بیوتیکها توسط این باکتریها تولید میشوند. یافتن ترکیبات موثر جدید از این میکروارگانیسمها میتواند راهگشا در درمان سرطانها هم باشد. هدف از این مطالعه، جداسازی و غربالگری استرپتومایسس های هالوفیل یا هالوتولرنت از خاک غار نمکی گرمسار بود که توانایی تولید متابولیتهایی با خاصیت سمیت سلولی برعلیه رده سلولی سرطان پستان انسان (MCF-7,IBRC C10082) دارند.
روش بررسیجداسازی استرپتومایسس ها از نمونه خاک به روش سریال دایلوشن انجام شد و بر روی استارچ کازیین آگار با 15% Nacl کشت داده شدند. برای شناسایی جدایه های استرپتومایسس بررسی میکروسکوپی و ماکروسکوپی و حضور دی آمینوپایملیک اسید (DAP) در دیواره سلولی آنها انجام شد. اثر ضد سرطانی با استفاده از روش MTT ارزیابی شد و جهت شناسایی استرپتومایسس ها منتخب تعیین توالی 16SrRNA انجام شد.
یافته هامتابولیتهای ثانویه دو جدایه استرپتومایسس کاهش 50% در غلظت µg/mL200 در برابر سلولهای سرطان پستان انسان MCF-7 را نشان دادند. تجزیه و تحلیل مولکولی نشان داد که جدایه های انتخاب شده Streptomyces sp.2 100 % شباهت به koyangensis Streptomyces و sp.25 Streptomyces 4/95% شباهت به tunisiensis Streptomyces داشتند.
نتیجه گیرینتایج این مطالعه نشان داد که متابولیتهای ثانویه Streptomyces sp.2 و sp.25 Streptomyces دارای اثر سمیت سلولی علیه رده سلولی سرطان پستان انسان MCF-7 هستند و متابولیت تولید شده توسط آنها میتواند گزینه ای برای تحقیقات بعدی و ارایه درمان موثرتر با عوارض جانبی کمتر در درمان این بیماری باشد.
کلید واژگان: استرپتومایسس، هالوفیل، سرطان پستانMedical Science Journal of Islamic Azad Univesity Tehran Medical Branch, Volume:31 Issue: 4, 2021, PP 367 -376BackgroundStreptomyces is one of the most important prokaryotic microorganisms, and their secondary metabolites have high antimicrobial and cytotoxic properties. Three-quarters of the antibiotics known to be produced by these bacteria. As a result, finding new effective compounds from these microorganisms can be a way to treat cancer. The aim of this study was to isolate and screen halophilic or halotolent Streptomycetes from Garmsar salt cave soil that have the ability to produce metabolites with cytotoxic properties against human breast cancer cell line (MCF-7, IBRC C10082).
Materials and methodsIsolation of Streptomyces from soil sample was done by serial dilution method and cultured on casein agar with 15% Nacl. The isolates were identified by microscopic and macroscopic examinations and the presence of diaminopalimic acid (DAP) in their cell wall. The cytotoxic effect was evaluated using MTT assay and 16SrRNA sequencing was performed to select selected streptomycetes.
ResultsSecondary metabolites of 2 Streptomyces showed a 50% reduction in the concentration of human breast cancer cells. Streptomyces sp.2 was 100% similar to Streptomyces koyangensis and Streptomyces sp.25 was 95.4% similar to Streptomyces tunisiensis.
ConclusionThe results of this study showed that Streptomyces sp.2 and Streptomyces sp.25 secondary metabolites had cytotoxic effect against MCF-7 human breast cancer cell line. The metabolite produced by them can be an option for further studies and provide more effective treatment with fewer side effects in the treatment of this disease.
Keywords: Streptomyces, Halophile, Breast cancer -
یکی از روش های نوین پاکسازی آب های زیرزمینی آلوده به ترکیبات نفتی، استفاده از ترکیبات آزادکننده اکسیژن است. این ترکیبات می توانند با آزاد کردن رادیکالهای آزاد، آلاینده را به صورت شیمیایی تخریب کنند و یا با اکسیژن رسانی به بستر آب زیرزمینی، ضمن تحریک میکروارگانیسم های بومی، منجر به حذف زیستی آلاینده شوند. در پژوهش حاضر، نانوذرات پراکسید کلسیم (CaO2) جهت تامین اکسیژن مورد نیاز برای رشد و فعالیت میکروارگانیسم های ساکن آب زیرزمینی در آزمایش های ناپیوسته به کاربرده شد و تاثیر عوامل مختلف همچون میزان نانوذرات در آب، دما و pH بر عملکرد نانوذرات در حذف آلاینده مدل (نفتالین) در غلظت اولیه ppm 20 مطالعه شد. نتایج نشان داد که در حضور mg/L 400 از نانوذرات CaO2 و در دمای oC 0.5± 30و pH اولیه خنثی، جمعیت میکروبی آب زیرزمینی به بالاترین حد خود رسید و با حفظ شرایط خنثی و یا جلوگیری از افزایش یا کاهش شدید pH، 100% نفتالین محلول به طور کامل پس از 20 روز حذف شد. همچنین، نفتالین در pHهای 3، 4/7 و 12 و دمای oC 0.5± 15به ترتیب در روزهای 2، 20 و 30 به طور کامل از نمونه ها حذف شد که نشان دهنده غالب و سریع بودن واکنش اکسیداسیون شیمیایی در شرایط اسیدی است. در دماهای0.5± 15 و oC 0.5±30 نیز آلاینده در روزهای 20 و 15 از آب زیرزمینی به طور کامل حذف شد. در عین حال با کاهش دما به oC 4 به جهت افت فعالیت میکروبی و سرعت واکنشهای شیمیایی، تنها 75% از آلاینده طی 30 روز بررسی، حذف شد.
کلید واژگان: آلودگی نفتی، آب زیرزمینی، نفتالین، نانوذرات آزادکننده اکسیژن، پاکسازی زیستی، CaO2Application of oxygen releasing compounds (ORCs) is considered as a novel method in petroleum hydrocarbon remediation from groundwater. ORCs destroy chemically the contaminant by exposure to water which results in hydroxyl radical generation or biologically remove the pollution by biostimulation of the groundwater native microorganisms aerobically. In the present study, calcium peroxide (CaO2) nanoparticles were applied to supply the required oxygen for growth and activity of the native microorganisms to consume naphthalene (20 ppm) as a carbon source. Additionally, the effect of CaO2 content, temperature and pH on the performance of nanoparticles were investigated in the naphthalene removal. The results indicated that the microbial population was sharply increased in the presence of 400 mg/L of nanoparticles and at 30oC and the contaminant was completely removed after 20 days at neutral pH. Furthermore, naphthalene was 100% remediated from groundwater at pH 3, 7.4 and 12 after 2, 20 and 30 days, respectively. This proved the acceleration of chemical oxidation under the acidic condition. At 15 and 30 ± 0.5 oC the contaminant was removed from the media within 15 and 20 days respectively. Meanwhile, only 75% of contaminant was remediated from groundwater within 30 days at 4 ±0.5oC which was due to the reduction in the biological activity and the chemical reaction rate.
Keywords: petroleum contaminant, groundwater, naphthalene, nanoparticles of oxygen releasing, bioremediation, CaO2 -
With the increased usage of nitrate fertilizers, the removal of their stable ionic and water-soluble end products is a challenge for human health. Several physicochemical methods have been examined for nitrate removal of water, but biological treatments are mostly preferred due to a higher efficiency and lower cost. To remove nitrogen from water, we investigated the potential of nitrate-reducing halophilic and halotolerant bacteria. A total of 50 strains from different saline and hypersaline environments of Iran, including the Incheboron wetland, Aran-Bidgol salt-lake, and Urmia endorheic salt-lake, were screened for nitrate reductase production. Among investigated bacteria, 60% and 19% of strains obtained from Urmia lake, and Incheboron wetland produced nitrate reductases, respectively. The nitrate reductase coding genes narG, and napA were analyzed in all strains with confirmed nitrate-reducing capacity. The napA gene was successfully amplified from a gram-negative halophilic strain, and the narG gene was detected in ten halophilic strains. Among nitrate-reducing isolates with the narG gene expression, the Kocuria rosea strain R3A34 showed the highest nitrate reductase production level. This strain was selected to optimize for its denitrifying activity. Results showed that 32°C, pH 7.0, NaCl 8% (w/v), and mannitol (as a carbon source) provide the optimal environmental conditions for the efficient production of nitrate reductase by the Kocuria rosea strain R3A34. As these are compatible with wastewaters conditions, this bacterium can be a proper candidate for bioremediation of wastewaters from nitrate pollutants.
Keywords: Halophiles, Kocuria, napA, narG, Nitrate Reductase -
Background & Aims:
of the Study: Selenium is an essential nutritional material used for the important functions of the human body. The issue of the production of selenium nanoparticles (SeNPs) was investigated in various fields, such as anticancer, antioxidant, and antibacterial activities.
Materials and MethodsIn order to study antibacterial activity, the nutrient broth medium containing synthesized SeNPs in six different concentrations (i.e., 100, 50, 25, and 12.5 µM) was evaluated on six pathogenic bacteria. Then, the growth curves were drawn as an antibacterial assay in six pathogenic bacteria. In addition, the antioxidant effect was examined by the 2, 2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl method. The stock solution of SeNPs was mixed with culture media in six different concentrations (i.e., 0.001, 0.01, 0.1, 1, 10, and 100 μM) and exposed on MCF-7 and HT-29 cell lines; therefore, the anticancer effects of SeNPs were assayed by the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide method.
ResultsAccording to the obtained results, the most and least significant antibacterial effects of synthesized SeNPs were observed for Staphylococcus aureus (98%) and Klebsiella pneumonia (51.55%), respectively. The highest concentration of biosynthesized SeNPs can achieve a better outcome regarding the antioxidant activity. The growth of MCF-7 and HT-29 cancer cell lines were inhibited by synthesized SeNPs in a concentration of 100 µM
ConclusionConsequently, the results of the present study showed that SeNPs synthesized from indigenous halophilic bacteria could display anticancer, antioxidant, and antibacterial activities. This progress can assist in the treatment of different diseases.
Keywords: Antibacterial agents, Anticancer, Antioxidants, Halophile, Nanoparticles, Selenium -
Background
Azo dyes are the most widely used synthetic colorants in the textile, food, pharmaceutical, cosmetic, and other industries, accounting for nearly 70% of all dyestuffs consumed. Recently, much research attention has been paid to efficient monitoring of these hazardous chemicals and their related metabolites because of their potentially harmful effect on environmental issues. In contrast to the complex and expensive instrumental procedures, the detection system based on the quantum dots (QDs) with the superior optochemical properties provides a new era in the pollution sensing and prevention.
MethodsWe have developed a QD-enzyme hybrid system to probe methyl red (MR) in aqueous solutions using a fluorescence quenching procedure.
ResultsThe azoreductase enzyme catalyzed the reduction of azo group in MR, which can efficiently decrease the Förster resonance energy transfer between the QDs and MR molecules. The correlation between the QDs photoluminescence recovery and MR enzymatic decolorization at the neutral phosphate buffer permitted the creation of a fluorescence quenching-based sensor. The synthesized biosensor can be used for the accurate detection of MR in a linear calibration over MR concentrations of 5-84 μM, with the limit of detection of 0.5 μM in response time of three minutes.
ConclusionOur findings revealed that this fluorometric sensor has the potential to be successfully applied for monitoring a wide linear range of MR concentration with the relative standard deviation of 4% rather than the other method.
Keywords: Azoreductase, Methyl red, Quantum dots -
سابقه و هدف
بررسی ساختار جمعیت باکتریایی زیست بوم های پرشور و شناسایی گونه های جدید هالوفیل می تواند از نظر زیست فناوری و اکولوژی حایز اهمیت باشد. این تحقیق با هدف بررسی ساختار جمعیت باکتریایی رسوبات تالاب نمکی جنوب تپه های حلقه دره انجام شد.
مواد و روش هااین پژوهش به صورت مقطعی با نمونه برداری از تالاب نمکی جنوب حلقه دره در خرداد 97 انجام شد. جداسازی باکتری های هتروتروف با استفاده از محیط کشت R2A آگار انجام شد. پس از تفکیک جدایه ها بر اساس خصوصیات مورفولوژیک و بیوشیمیایی، تعیین هویت و ارتباطات فیلوژنتیک جدایه های منتخب با توالی یابی ژن 16S rRNA و بر اساس اطلاعات موجود در بانک ژنی NCBI و توسط نرم افزار های بیوانفورماتیک انجام شد. همچنین از توالی یابی نسل جدید ایلومینا به عنوان روش غیر وابسته به کشت به منظور بررسی تنوع باکتریایی استفاده شد.
یافته هاجدایه ها شامل 13 گونه در 8 جنس باسیلوس (25/31)، هالوموناس(25%)، گراسیلیباسیلوس (50/12%)، ویرجی باسیلوس (25/6%)، استرپتومایسس (25/6%)، نیتراتیرداکتر(25/6%)، استافیلوکوکوس(25/6%)و پلانوکوکوس (25/6) بودند. همچنین نتایج ایلومینا حاکی از غالبیت گونه های آنورینیباسیلوس میگولانس و پانیباسیلوس پلیمیکسا بود.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که جمعیت میکروبی تالاب مورد مطالعه با سایر تالاب های پرشور گزارش شده در سایر نقاط دنیا مشابه است و بیشتر جدایه ها مربوط به گونه های هالوتولرانت و هالوفیل بودند. حضور گونه های متنوع می تواند نشان دهنده وجود گروه های جدید تاکسونومیک و غنای بالای ژنی در این اکوسیستم پرشور باشد که می تواند در پژوهش های تکمیلی مورد بهره برداری قرار گیرد.
کلید واژگان: تالاب نمکی، گونه های هالو تولرانت و هالوفیل، تنوع باکتریایی، توالی یابی نسل جدیدBackground & ObjectivesSurvey of bacterial community structure in hypersaline ecosystems and identification of novel halophilic species can be very important from biotechnological and ecological aspects. In this study, we survey bacterial community structure in sediments from saline wetland in south of Halghe Dare hills as one of the hypersaline ecosystems in Alborz province.
Materials & MethodsThis cross-sectional study was performed by sampling from saline wetland in south of Halghe Dare hills in June 2018. Isolation of heterotrophic bacteria was conducted using R2A agar medium. After differentiation of isolates based on morphological and biochemical characteristics, identification and phylogenetic relationships analysis of selected isolates were performed by 16S rRNA gene sequencing and analysis using NCBI databases and bioinformatics softwares. The Illumina next-generation sequencing was also applied to survey bacterial diversity by cultivation-independent method.
ResultsIsolates included 13 species belonging to 8 genera including Bacillus (31.25%), Halomonas 25%, Gracilibacillus (12.50%), Virgibacillus (6.25%), Streptomyces (6.25%), Nitratireductor (6.25%), staphylococcus (6.25%) and Planococcus (6.25%). Illumina sequencing showed that Aneurinibacillus migulanus and Paenibacillus polymyxa were dominant species insoil sample.
ConclusionThe results showed that the microbial population of the studied wetland is similar to the community of the wetlands reported in other parts of the world and dominated by halotolerant and halophilic species. Presence of various bacterial species and some probable novel taxonomic groups in saline wetland in south of Halghe Dare hills presents a new genetic and microbial source for future studies.
Keywords: Hypersaline wetland, Halotolerant, halophilic species, Bacterial diversity, Next generation sequencing -
از آنجایی که در سال های اخیر باکتری های اندوفیت گیاهی کاربردهای متنوع و مفیدی در بیوتکنولوژی پیدا کرده اند، توجه زیادی به جداسازی، شناسایی و ارزیابی این نوع میکروارگانیسم ها شده است. در این مطالعه با توجه به دشوار بودن سترون سازی سطوح بافت های گیاهی از باکتری های اپی فیت، کارایی سه روش مختلف غربالگری باکتری های اندوفیت شامل 1- استریل کردن با آب ژاول، 2- استریل کردن متناوب (تندال تغییر یافته) و 3- استریل کردن با تریتون X100 و آب ژاول مورد ارزیابی قرار گرفت. روش تندال تغییر یافته روشی ابداعی است که در این پژوهش به منظور حذف مناسب اسپور های درونی باکتری های اپی فیت که در جداسازی اندوفیت ها مانع به حساب می آیند، به کار رفت. بیش ترین تعداد باکتری های اندوفیت از گیاهان دولپه ای و از برگ جداسازی شدند. همچنین باکتری های اندوفیت از نظر تولید آنزیم های مختلف هیدرولازی بررسی شدند در این میان آنزیم پروتئاز در طیف وسیعی از باکتری های اندوفیت و به مقدار بیشتر از سایر آنزیم ها تولید شد. سویه EndoA، مورد شناسایی مولکولی قرار گرفت و مشخص شد که به میزان 100 درصد مشابه Bacillus halotolerans است.
کلید واژگان: آنزیم های هیدرولازی، باسیلوس هالوتولرانس، پروتئاز، زایلاناز، کیتینازNova Biologica Reperta, Volume:6 Issue: 4, 2019, PP 415 -423Nowadays plant endophytic bacteria have found diverse and useful applications in biotechnology; therefore, much attention has been paid to the isolation, identification, and evaluation of these microorganisms. Since the sterilizing plant tissue surfaces from epiphytic bacteria is difficulty, the efficacy of three different screening methods for endophytic bacteria including 1- HClO sterilization, 2- Periodic sterilization (modified tyndallization) and 3- Triton X100 and HClO sterilization, was evaluated in this study. The modified Tyndallization is an innovative method used in this study to appropriately remove the internal spores of epiphytic bacteria, considered to be an obstacle to the isolation of endophytes. Most of the endophytic bacteria were isolated from dicotyledons and leaves. Endophytic bacteria were also studied for the production of different hydrolase enzymes, whereas the protease enzyme was produced in a wide range of endophytic bacteria in greater quantities than other enzymes. The EndoA strain was molecularly identified and found to be 100% similar to Bacillus halotolerans.
Keywords: Bacillus halotolerans, chitinase, hydrolytic enzymes, protease, xylanas -
Aquatic saline ecosystems are suitable environments for isolation of microorganisms with high diversity and widely used biotechnology features. The pectinase enzyme is one of the most important commercial enzymes with high potential in food and pharmaceutical industries. Therefore, the discovery of microorganisms with new characteristics has always been a focus of research. As such, a pectinase producing actinomycete Streptomyces coelicoflavus GIAL86 was isolated from Meyghan Salt Lake of Arak located in Markazi Province of Iran. This strain was screened among 35 isolates of halotolerant actinomycetes with the highest production of pectinase enzymes. It was also found that production of pectate lyase, pectin esterase and polygalacturonase increased simultaneously with the logarithmic growth of the strain and its maximum production is at the time of stationary phase beginning. Also, some actinomycete strains with more pectinase activity were identified by molecular identification and their phylogenic relationships were investigated.Keywords: Actinomycete, Halotolerant, Pectin methyl esterase, Pectate lyase, Poly galactoronase
-
Halophilic archaea are known as the novel producers of natural products and their supernatant metabolites could have cytotoxic effects on cancer cells. In the present study, we screened the anticancer potential of supernatant metabolites from eight native haloarchaeal strains obtained from a culture collection in Iran. Five human cancer cell lines including breast, lung, prostate and also human fibroblast cells as the normal control were used in the present study. Moreover, to evaluate the anti-tumor effect of the selected supernatant, inhibition of sphere formation and tumor development was assessed in-vitro and in-vivo, respectively. Among all strains, supernatant metabolites from Halobacterium salinarum IBRC M10715 had the most potent cytotoxic effect on prostate cancer cell lines (IC50 = 0.5 mg/mL) without any effects on normal cells. It significantly increased both early and late apoptosis (about 11% and 9%, respectively) in the androgen-dependent PC3 cell line, reduced sphere formation ability of DU145 and PC3 cells with down-regulation of SOX2 gene expression. Furthermore, our results revealed that tumors developed in nude mice significantly shrank post intratumor injection of metabolites of the haloarchaeal strain. In conclusion, we suggested here for the first time that supernatant metabolites from Halobacterium salinarum IBRC M10715 could be a novel component against prostate cancer in-vitro and in-vivo with remarkable reduction in stem-like properties of tumor.Keywords: Prostate cancer, Supernatant metabolites, Nude mice, Archaea, Halophile
-
مقدمهپکتیناز یا آنزیم های پکتینولاتیکی، کمپلکس آنزیمی شامل سه آنزیم پکتین متیل استراز (EC.3.1.1.11)، پکتین لیاز (EC.4.2.2.2) و پلی گالاکتوروناز (EC.3.2.1.15) هستند که باعث تجزیه پکتین موجود در دیواره سلول های گیاهی می شوند. این آنزیم ها مصرف های صنعتی بسیاری دارند که تعدادی از آنها در شرایط حاد از نظر دما، اسیدیته و غظت نمک فعال هستند. در پژوهش حاضر، به بررسی و شناسایی باکتری هایی پرداخته شد که آنزیم پکتیناز را در شرایط حاد غلظت نمک تولید می کنند و سپس ژن مولد این آنزیم در باکتری ها بررسی و شناسایی شد.
مواد و روشها: سویه های جمع آوری شده از دریاچه های ارومیه، گمیشان و اینچه برون روی محیط حاوی پیش ماده پکتین کشت داده شدند و سویه های مثبت با معرف یدید/یدیدپتاسیم و با توجه به هاله های شفاف ایجادشده انتخاب شدند و سنجش کمی فعالیت آنزیم روی هر سه آنزیم مجموعه پکتینازی به روش اسپکتروفوتومتری انجام شد. برای غربال مولکولی ژن پکتیناز، پرایمرهای مربوطه طراحی شدند و ژن مدنظر تکثیر شد.نتایجاز بین 130 سویه بررسی شده، 17 سویه برای این آنزیم مثبت بودند که 10 سویه از دریاچه گمیشان (59 درصد)، 6 سویه از دریاچه اینچه برون (35 درصد) و 1 سویه از دریاچه ارومیه (6 درصد) جداسازی شده بود. با توجه به قطر هاله فعالیت آنزیم در آزمون کیفی، میزان فعالیت هر سه آنزیم پکتینازی در سویه R2S25 از دریاچه اینچه برون اندازه گیری و منحنی رشد ترسیم شد. در بررسی مولکولی، تمام سویه ها حاوی قطعه ژنی مدنظر بودند.
بحث و نتیجه گیری: بررسی های کمی نشان دادند در سویه R2S25، تولید و فعالیت آنزیم های پکتینازی هم زمان با افزایش رشد سویه منتخب در فاز لگاریتمی انجام می شود. بررسی های مولکولی، حضور ژن این آنزیم را در جنس های مارتللا، آئروموکروبیوم، پلنوکوکوس، مارینوباکتر، ویرجی باسیلوس، کوکوریا و میکروکوکوس تایید می کنندکلید واژگان: پکتیناز، باکتری های نمک دوست، غربال گری مولکولیIntroductionPectinase or pectinolytic enzymes are complex enzymes which include pectin methyl esterase (EC.3.1.1.11), pectin lyase (EC.4.2.2.2) and polygalacturonase (EC.3.3.1.15) which degrade pectin in the cell wall of plant cells. These enzymes have many industrial applications that some of them are active in extreme condition regarding to temperature, pH and salt concentration. In this study, the bacteria with an ability to produce pectinase enzyme in salty condition were identified and the corresponding gene was analyzed.Materials And MethodsStrains from Urmia, Inche boron and Gomeshan Ponds were inoculated in the media containing pectin precursors. By analyzing the clear zones around the colonies based on I2/KI indicator, the positive strains were selected. Quantification of enzyme activity on all three types of pectinase was carried out by spectrophotometry. In order to molecularly screen the bacterium contained pectinase gene, the bacterium genome was amplified using appropriate primers.ResultsSeventeen positive strains for pectinase (10 from Gomeshan Lake, 6 from Inche Boron Lake and 1 from where Urmia Lake) were identified among 130 studied samples. According to size of clear zone of enzyme activity in the qualitative test, activity level of all three pectinase enzymes in R2S25 strain of Inche Boron Lake was measured and the growth curve was obtained. Molecular study showed that all strains contain desired gene segment.
Discussion andConclusionQuantitative evaluation showed that production and activity of pectinase enzyme in R2S25 strain increased simultaneously with increasing the growth of selected strain in logarithmic phase. Molecular study also showed that the genuses of Martelella, Aeromocrobium, Planococcus, Marinobacter, Virgibacillus, Kocuria and Micrococcus contain the pectinase geneKeywords: Pectinase Enzyme, halophilic bacteria, Molecular sieving -
: با توجه به تنوع بالا، کاربردهای زیست فناوری و نقش موثر میکروارگانیسم ها در ایجاد و حفظ تعادل زیست بوم، کسب اطلاعات و توجه به تنوع زیستی میکروارگانیسم ها بسیار مورد نیاز است. در این میان، باکتری ها و آرکی های نمک دوست نیز به دلیل اهمیت اقتصادی و شرایط خاص اکولوژیکی زیست بوم شان مورد توجه می باشند. این مطالعه با هدف بررسی تنوع باکتری ها و آرکی های هتروتروف غار نمکدان قشم انجام شد.
این پژوهش به صورت مقطعی با نمونه برداری از غار نمکدان قشم در آبان ماه سال 1392 انجام شد. تنوع میکروارگانیسم های هوازی هتروتروف ساکن غار با استفاده از روش کشت مورد بررسی قرار گرفت. باکتری ها و آرکی های هالوفیل و هالوتولرانت در شرایط هوازی به ترتیب در دو محیط کشت Marine Agar و MGM جدا سازی شدند. جدایه ها براساس تفاوت های ریخت شناسی و ویژگی های بیوشیمیایی اولیه تفکیک شدند. در نهایت ژن rRNA 16S برای 32 سویه توالی یابی شد.
بین 172 سویه خالص ژن rRNA 16S برای 27 سویه ترادف یابی شد که از نظر فیلوژنتیک آرکی ها در شاخه یوری آرکیوتا و درجنس های هالوباکتریوم، هالوآرکولا، هالوفراکس، هالوکوکوس و باکتری ها در شاخه های فرمی کیوتس و باکتریوئیدس و در جنس های آلیفودینی بیوس، باسیلوس، پارالیوباسیلوس،اکویی باسیلوس، پائنی باسیلوس قرار گرفتند. از بین این سویه ها 11 سویه شباهت کمتر از 98. 7 درصد با نزدیک ترین سویه استاندارد داشتند که نقطه مرزی برای ارائه گونه جدید میکروبی محسوب می شود.کلید واژگان: باکتری های نمک دوست، آرکی های نمک دوست، تنوع زیستی، غار نمکدان قشمBackground and ObjectivesGiven the high diversity, biotechnological applications and the effective role of bacteria in making and maintaining the ecosystem balance; biodiversity research are very important. Meanwhile, the halophilic bacteria and archaea have been considered because of their biotechnological importance and specific ecological condition. In this study, we investigated the diversity of heterotrophic bacteria and archaea of Namakdan cave in Qeshm Island.Materials and MethodsThis cross-sectional study was carried out by sampling from Qeshm Namakdan cave in November 2013. The diversity of the cave heterotrophic aerobic bacteria was analyzed using the culture method. Halophilic and halotolerant bacteria and Archaea under aerobic conditions were isolated by MGM and Marine agar media, respectively. Isolates were separated according to morphological differences, and primary biochemical features. Finally, 16s rRNA sequencing was performed for 32 isolates.ResultsAmong 172 isolates 16S rRNA sequencing was carried out for 27 strains. Phylogenetic analysis placed archaea in the euryarchaeota division and Halococcus, Haloferax, Haloarcula, Halogeometricum genus branches and bacteria in Firmicutes and Bacteroides divisions and in Aliifodinibius, Paenibacillus, Aquibacillus, Paraliobacillus, and Bacillus genus branches. Among the sequenced isolates, 11 isolates showed less than 89.7% similarity to the standard species, which is considered as a borderline point to present new microbial species.ConclusionPlacing the identified isolates in different phylogenetic divisions and genus branches demonstrates the wide microbial diversity of Qeshm Namakdan cave ecosystem. Presenting native microorganisms in new species and genera from unique ecosystems by introducing new genetic content provides access to new native genes and pathways.Keywords: Halophilic bacteria, Halophilic archaea, Biodiversity, Namakdan cave of Qeshm -
زمینه و هدفامروزه، با توجه به رشد روزافزون مقاومت ضدمیکروبی، کشف و تولید داروهای ضدمیکروبی جدید مورد تاکید است. هدف از این مطالعه، بررسی باکتری های هالوفیل یا هالوتالرنت تولیدکننده ی آندوسپور جداشده از مناطق مختلف ایران به منظور غربال گری گونه های تولیدکننده مواد فعال ضدمیکروبی است.مواد و روش هاتعداد 62 ایزوله از دریاچه های شور مختلف ایران جداسازی شدند، تولید آندوسپور مورد بررسی قرار گرفت و شناسایی تکمیلی با استفاده از توالی یابی ژن 16S rRNA انجام شد. غربال گری به روش دو لایه در محیط کشت آگار به گونه ای انجام شد که دو باکتری اندیکاتور باسیلوس سرئوس (ATCC 14579) و اشرشیا کلی (PTCC 1330) در لایه ی بالایی تلقیح شدند. در انتها تولید ماده ی فعال ضدمیکروبی در یک دوره زمانی هفت روزه مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه اثر غلظت آگار در لایه ی پایینی بر انتشار متابولیت ضدباکتریایی مطالعه شد.یافته هاسویه های WT6و R4A19 با تولید ماده ضدمیکروبی رشد هر دو باکتری باسیلوس سرئوس و ایشرشیا کلی را مهار کردند. هاله ی عدم رشد فقط بر علیه اشرشیا کلی، زمانی که سویه ی R4A20 در لایه ی پایینی کشت داده شده بود، مشاهده شد؛ درحالی که چهار سویه R4S2، LbS2، RF1 و WT19 فقط توانستند رشد باسیلوس سرئوس را مهار کنند. حداکثر تولید ماده فعال ضد میکروبی برای سویه WT6 علیه باسیلوس سرئوس و اشرشیا کلی به ترتیب بعد از روز سوم و چهارم به دست آمد، درحالی که سویه ی R4A20 ماده ی فعال را پس از 5 روز به تولید بهینه رساند. در اندازه شعاع هاله عدم رشد در غلظت های متفاوت آگار موجود در لایه ی پایه، تفاوت معناداری مشاهده نشد.نتیجه گیریباکتری های هالوفیل یا هالوتالرنت تولید کننده آندوسپور جداشده از نقاط مختلف ایران به عنوان میکروارگانیسم های ضدباکتریایی جالب، ارزش بررسی و تحقیق بیشتری دارند.کلید واژگان: ماده فعال ضدباکتریایی، باکتری های تولیدکننده ی آندوسپور، هالوفیل ها، تحمل شوری، ایرانBackgroundToday, discovery and production of new antimicrobial drugs has been emphasized due to the growing of antimicrobial resistance. The purpose of this study was to screen out antimicrobial producing bacteria among halophilic or halotolerant Gram-positive endospore-forming bacteria isolated from different areas of Iran.Materials And Methods62 strains were isolated from salin lakes of Iran, endospore-forming ability was evaluated and further identification of strains was done using 16S rRNA gene sequencing. Screening test was performed using two-layer agar diffusion method in which the indicator strains, Bacillus cereus (ATCC 14579) and Escherichia coli, (PTCC 1330) were inoculated in the seed layer. Finally, the production of antimicrobial active agent during a period of 7 days was studied followed by evaluating the effect of base-layer agar concentration on the dissemination of antibacterial metabolite.ResultsIsolates WT6, R4A19 produced an agent(s) which inhibited the growth of both B.cereuse and E.Coli. The inhibition zone against only E.Coli was observed when R4A20 strain had been cultured in the base layer, while four non-bacillus strains (R4S2, LbS2, RF1 and WT19) could inhibit the growth of B.cereuse. The antibacterial compound production of WT6 against Bacillus cereuse and E.Coli reached to its optimumm leved after 3 and 4 days respectively, while R4A20 produced the active substance, optimally, after 5 days. No significant difference effect on diameter of zone inhibition was observed among various base-layer agar concentrations.ConclusionHalophile or halotolerant endospore-forming bacteria isolated from different areas of Iran possess a potential to be considered as interesting microorganisms for further antimicrobial research studies.Keywords: Antibacterial agents, Endospore Forming bacteria, Halophiles saline tolerance, Iran
-
Since Babagorgorfountain in the Ghorveh city of Kurdistan province is located in the arsenic belt of Iran, to raise awareness about the quality of drinking water from this fountain the concentration of arsenic and other heavy metals as well as other physicochemical parameters were investigated to protect the public health. In this study, water samples were collected from Babagorgorfountain. Arsenic in the water was measured by field and laboratory methods. Its concentration was estimated to be more than 500 ppb in a field method and 596 ppb in a SDDC method with absorbance measurements at 520 nm. The SDDC method can measure arsenic species separately and the concentration of arsenite and arsenate were found to be 239 and 357 ppb, respectively. Other physiochemicalparameters and heavy metals in the fountain water were evaluated according to standard methods. According to the World Health Organization guidelines the maximum safe level of arsenic in drinking water is 10 ppb. The concentration of arsenic in this fountains water is estimated at 60 times the limit and therefore its use is very dangerous for public health.Keywords: Total arsenic, Arsenic species, Babagorgor fountain, Water, ICP-AES, SDDC
-
مقدمهآفت کش های ارگانوفسفاته به شکل گسترده در کشاورزی استفاده و درصد زیادی از آنها به محیط زیست رها می شوند و آثار مضری بر سلامت اکوسیستم ها، حیات وحش و انسان ها می گذارند. با توجه به روند افزایش شوری در بخش کشاورزی به ویژه شوری زه آب ها و نیاز به پاکسازی و استفاده دوباره این آب ها به دلیل مشکل کم آبی، تقاضا برای روش های تیمار جدید رو به افزایش است. پاکسازی زیستی روشی کارآمد و سازگار با محیط زیست است که برای حذف این آلاینده ها استفاده می شود.
مواد و روشها: روش غنی سازی هدفمند برای جداسازی باکتری های نمک دوست با قابلیت تجزیه آفت کش ارگانوفسفاته کلرپیریفوس استفاده و سویه برتر با توجه به بیشترین رشد و تحمل پذیری در حضور آفت کش انتخاب شد. توانایی سویه منتخب در تجزیه آفت کش با تحلیل کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی سنجیده و شناسایی سویه به روش مولکولی انجام شد. شرایط بهینه رشدی که شرایط تجزیه بهتر را نشان دهد، با بررسی اثر فاکتورهای دما، اسیدیته، درصد نمک و غلظت کلرپیریفوس بر رشد در حضور آفت کش (تنها منبع کربن) بررسی شد.نتایجسویه منتخب با کد CDB5 در محیط پایه معدنی و بدون محرک رشد، 23/25 درصد کلرپیریفوس را طی 10 روز تجزیه کرد. با شناسایی مولکولی مشخص شد که این سویه نمک دوست به جنس Halomonas sp. تعلق دارد. بررسی اثر فاکتورها در حضور کلرپیریفوس (تنها منبع کربن) نشان داد که سویه منتخب، بیشترین رشد را در دمای 35 درجه سانتی گراد، اسیدیته 7، نمک 10 درصد و غلظت 600 میلی گرم در لیتر کلرپیریفوس دارد.
بحث و نتیجه گیری: باکتری های نمک دوست به علت سازگاری با شرایط نمکی، گزینه مناسبی برای حذف آفت کش های ارگانوفسفاته در محیط های آلوده شور هستند.کلید واژگان: نمک دوست ها، آفت کش ها، کلرپیریفوس، پاکسازی زیستی، کروماتوگرافی گازی، اسپکترومتری جرمیIntroductionOrganophosphorus pesticides are used extensively in agriculture. Most of them are released into the environment and have harmful effects on the health of ecosystems, wildlife and humans. Due to the increase of the salinity in the agriculture, especially drainage waters and the need for cleaning and reuse of the water due to water shortages, there is an increased demand for new treatment techniques. Bioremediation is the efficient and environmentally friendly way and can be used to remove these contaminants.Materials And MethodsHalophilic bacteria that have the ability to use organophosphorus pesticide chlorpyrifos as the sole source of carbon, were isolated through targeted enrichment. Based on the higher growth and tolerance in the presence of the pesticide, one isolate was selected. The ability of the selected strain to degrade chlorpyrifos was examined by gas chromatography-mass spectrometry analysis. The strain was identified by molecular method. To determine the optimal growth conditions, as an indicator of optimal pesticide removal, factors such as temperature, pH, concentration of salt and chlorpyrifos in the presence of pesticide (sole source of carbon) were examined.ResultsThe selected isolatenamed CDB5 showed 25.23% removal of chlorpyrifos in the basic conditions without addition of growth factors in 10 days. The molecular identification revealed that this halophilic strain belongs to the genus Halomonas sp. Investigation of the effect of factors in the presence of chlorpyrifos as the sole source of carbon showed that the strain has the highest growth at temperature 35℃, pH7, salt concentration of 10% and the chlorpyrifos concentration of 600 mg/l.
Discussion andConclusionHalophilic bacteria due to compatibility with the salty condition, can be a good option for the removal of organophosphorus pesticides in the contaminated salty environments.Keywords: Halophiles, Pesticides, Chlorpyrifos, Bioremediation, GC-MS -
Diatoms are a potent source of polyunsaturated fatty acids. This study was conducted for screening a Naviculoid diatom strains from the southern Caspian Sea with analyzing its lipid production and accumulation potentials. The isolate was identified as Navicula salinicola strain IBRC-M 5083 based on micro-morphological characterization and analysis of 18S rRNA genomic region. Navicula salinicola were cultured in the f/2 medium under both normal and prolonged culture (21 days) conditions. Total lipid percentages of this strain were found to be 31.83% under normal condition and 43.72±1.4% in prolonged culture respectively on the basis of their dry cell weight (DCW). Also, the oil droplets were detected in 21 days cells as shown by Sudan Black B staining experiments. Furthermore, the main fatty acids were found by Gas Chromatography analyses of this strain under prolonged condition to be Eicosapentaenoic acid (25.58%TFA). Such oil accumulation capabilities seem to be promising for performing further studies on this strain as a source of Omega-3 in aquafeed, pharmaceutical and biofuel industries.Keywords: Algae, Omega3, Eicosapentaenoic acid, Docosahexaenoic acid
-
مقدمهرنگ های آزو بزرگ ترین گروه رنگی را تشکیل می دهند که وجود پیوندهای N = N متصل به گروه های آروماتیک، از ویژگی های بارز این رنگ ها است. تاکنون مطالعات زیادی در رنگبری زیستی توسط میکروارگانیسم ها صورت گرفته است؛ اما مطالعه رنگبری توسط آرکی های نمک دوست برای اولین بار گزارش شده است.
مواد و روشها: از میان 15 سویه جداشده از غارنمکی قشم ایران و7 سویه تایپ نگهداری شده در مرکز ملی ذخایر ژنتیکی و زیستی ایران، 2 سویه توانایی بالایی در رنگبری از رنگ های آزو را از خود نشان دادند. اثر فاکتورهای مختلف شامل ) pH9-5 (، دمای) 50-30)، غلظت نمک (30-5/12درصد)، غلظت های مختلف رنگ (5000-400 میلی گرم بر لیتر)، منابع کربن و نیتروژن و هوادهی مختلف در این دو سویه منتخب پس از چهار روز گرماگذاری در شرایط ایستا بررسی شد. همچنین اثر سمیت رنگ بر آرکی ها انجام شد. هم زمان با میزان رنگبری، رشد نیز سنجیده شد. از آزمون آماری آنوا به منظور مشخص کردن اختلاف معنادار استفاده شد. نتایجسویه A با درصد شباهت 1/99 بهborinquense Halogeometricum و سویه B با درصد شباهت 4/99 بهHaloferax mediterranei بهترین سویه های رنگبر بودند. هر دوی سویه ها در NaCl بین 15 تا 5/17درصد، pH 7، شرایط ایستا و بهترین رنگبری را در حضور عصاره مخمر به عنوان منبع نیتروژن داشتند. اگرچه بررسی ها در دمای 45 درجه و منبع کربن ساکارز و گلوکز برای borinquense Halogeometricum بیشترین رنگبری را نشان می داد؛ Haloferax mediterranei بهترین رنگبری را در دمای40 درجه و منبع کربن پروپیونیک اسید داشت. هر دو سویه در غلظت های حدود 1000 میلی گرم بر لیتر قابلیت رنگبری داشتند و تا غلظت 5000 میلی گرم بر لیتر رنگ را تحمل می کردند.
بحث و نتیجه گیری: نتایج به دست آمده نشان داد که آرکی های نمک دوست توانایی زیادی در رنگبری دارند. با توجه به شوری پساب های نساجی، استفاده از این میکروارگانیسم ها مهم به نظر می رسد.کلید واژگان: رنگ های آزو، آرکی های نمک دوست، رنگبری، Halogeometricum borinquense، Haloferax mediterraneiIntroductionAzo dyes are the biggest group of colors. One of the special characteristic of this group of dye is the presence of double bonds of Nitrogen (N=N). Several studies reported biodecolorization using microorganisms, so far. However, it is for the first time to our knowledge that decolorization by halophilic archaea have been reported.Materials And MethodsAmong the 15 strains of archaea isolated from Qeshm saline cave and 7 type strains from Iranian biological resource center, 2 strains showed high ability in decolorization of azo dye. Effects of different factors including pH (5-9), temperature (30-50 °C), various salt concentrations (12.5-30%), different concentrations of dye (400-5000 mg/L), different carbon sources and several nitrogen sources and agitation have been measured after 4 days of incubation in static condition. Moreover, the toxicity tolerance of halo archaeal strains to dye, growth and decolorization rates were studied. Statistical significance was assessed by ANOVA Tukeys multiple comparison test.ResultsStrain A with 99.1 % similarity to Halogeometricum borinquense and strain B with 99.4 % similarity to Haloferax mediterranei were the best decolorizing strains. Both strains had their highest decolorization rate in the presence of NaCl (15-17.5 %), pH 7, microaerophilic condition and yeast extract as nitrogen source. Halogeometricum borinquense showed higher decolorization rate in the presence of saccharose and glucose as carbon sources at 45 oC temperature and for Haloferax mediterranei temperature of 40 oC and propionic acid as carbon source were best decolorizing conditions. These strains were able to decolorize dyes at 1000 mg/L concentration and tolerate dye concentrations to the highest level of 5000 mg/L.
Discussion andConclusionIn conclusion, our results indicate that halophilic archaea have very high potential to decolorize azo dyes. Regarding high amounts of salts in textile wastewaters, using such microorganisms which can tolerate the harsh environment in order to decolorize azo dyes, could be a new approach in this field.Keywords: Azo dyes, halophilic archaea, decolorization, Haloferax mediterranei, Halogeometricum borinquense -
سابقه و هدفباکتری های کمولیتوتروف نقش مهمی را در چرخه عناصر در محیط های طبیعی ایفا می کنند. برای مثال بخش اکسیداتیو چرخه گوگرد توسط باکتری های اکسید کننده گوگرد صورت می گیرد. همچنین این باکتری ها نقش مهمی را در صنایع مختلف از جمله فروشویی زیستی ایفا می کنند. هدف از این پژوهش جداسازی و شناسایی باکتری های کمولیتوتروف اکسید کننده گوگرد از غار نمکدان قشم بود.مواد و روش هادر این مطالعه مقطعی-توصیفی پس از نمونه برداری از غار نمکدان قشم و انتقال نمونه های آب، نمک و رسوب به آزمایشگاه تلقیح به درون محیط های غنی سازی با سه غلظت از NaCl انجام شد. میزان اسیدیته و دمای نمونه ها اندازه گیری شد. سپس نمونه ها به محیط جامد و محیط دو فاز منتقل شدند. شناسایی تکمیلی سویه های منتخب توسط تکثیر ژن 16S rRNA صورت گرفت. آزمون های مربوط به تشخیص اتوتروف یا هتروتروف بودن انجام شد. سنجش توده سلولی نیز با روش متداول کدورت سنجی انجام پذیرفت.یافته هابر اساس تفاوت در ویژگی های اولیه مانند شکل کلنی یا سرعت رشد، 39 جدایه از نمونه های مختلف جداسازی گردید و 5 نمونه برای مطالعه بیشتر انتخاب شدند. بر اساس آنالیزهای فیلوژنتیک این سویه ها به جنس هالوتیوباسیلوس تعلق داشتند.نتیجه گیریبا توجه به شوری 30 درصدی و pH خنثی این غار، جداسازی باکتری های کمولیتوتروف اکسید کننده گوگرد به جنس های معدودی محدود گردید. باکتری های کمولیتوتروف در مقایسه با باکتری های هتروتروف از رشد بسیار کندتری برخوردارند و زمان تقسیم برخی از آن ها به سی روز نیز می رسد.کلید واژگان: کمولیتوتروف، اکسید کننده گوگرد، باکتری هالوفیل، غار نمکدانBackground and ObjectivesChemolithotrophic bacteria have an important role in the biogeochemical cycle in natural ecosystems. For instance, the oxidative part of the sulfur cycle is handled by sulfur-oxidizing bacteria. Moreover, these bacteria have an important role in various industrial fields including bioleaching. The aim of this study was isolation and identification of chemolithotrophic sulfur-oxidizing bacteria from the Namakdan cave Qeshm, Iran.Materials and MethodsIn this cross-sectional study, after sampling from the Namakdan cave in Qeshm and transferring the samples (salt, water, and sediment) to the lab, sample inoculation into enrichment media was carried out with three concentrations of NaCl. Following pH and temperature measurement, samples were transferred into solid and two-phase media. Further characterization of the isolates was performed using 16S rRNA gene amplification. Further analysis was performed to characterize the autotrophic or heterotrophic features of the isolates. Biomass was examined using classical turbidity method.ResultsTotally, 39 strains were isolated from samples, based on differences in primary features such as colony form or growth rate. A total of 5 isolates were selected for further studies. Phylogenetic analysis showed that these isolates belong to Halothiobacillus genus.ConclusionDue to 30% salinity and neutral pH of this cave, isolation of chemolithotrophic sulfur-oxidizing bacteria was limited to few genera. Chemolithotrophic bacteria have longer growth time in comparison to heterotrophic ones, increasing generation time to 30 days.Keywords: Chemolithotroph, Sulfur-oxidizing, Halophilic bacteria, Namakdan cave
-
BackgroundAmongst the methods that remove heavy metals from environment, biosorption approaches have received increased attention because of their environmentally friendly and cost-effective feature, as well as their superior performances.MethodsIn the present study, we investigated the ability of a surface-engineered Escherichia coli, carrying the cyanobacterial metallothionein on the cell surface, in the removal of Ca (II) from solution under different experimental conditions. The biosorption process was optimized using central composite design. In parallel, the kinetics of metal biosorption was studied, and the rate constants of different kinetic models were calculated.ResultsCadmium biosorption is followed by the second-order kinetics. Freundlich and Langmuir equations were used to analyze sorption data; characteristic parameters were determined for each adsorption isotherm. The biosorption process was optimized using the central composite design. The optimal cadmium sorption capacity (284.69 nmol/mg biomass) was obtained at 40°C (pH 8) and a biomass dosage of 10 mg. The influence of two elutants, EDTA and CaCl2, was also assessed on metal recovery. Approximately, 68.58% and 56.54% of the adsorbed cadmium were removed by EDTA and CaCl2 during desorption, respectively. The Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) analysis indicated that carboxyl, amino, phosphoryl, thiol, and hydroxyl are the main chemical groups involved in the cadmium bioadsorption process.ConclusionResults from this study implied that chemical adsorption on the heterogeneous surface of E. coli E and optimization of adsorption parameters provides a highly efficient bioadsorbent.Keywords: Adsorption, Kinetics, Response surface methodology, Fourier Transform Infrared Spectrophotometer
-
مقدمهورود آلاینده های خطرناک صنایع نفت و گاز مانند سود مصرف شده به خاک و آب یک معضل زیست محیطی است و تصفیه زیستی می تواند در این زمینه راهکار مناسبی باشد. با توجه به میزان بالای ترکیبات گوگردی در پساب سود مصرف شده، در این پژوهش جداسازی باکتری های شیمیولیتوتروف نمک قلیادوست اکسیدکننده ترکیبات گوگردی از خاک تالاب میقان مورد توجه قرار گرفت.
مواد و روشها: برای جداسازی باکتری های نمک قلیادوست گوگردی از خاک تالاب میقان، از محیط کشت مخصوص شیمیولیتوتروفی استفاده شد که در آن تیوسولفات به عنوان منبع انرژی و الکترون و سدیم کربنات/بیکربنات به عنوان منبع کربن در نظر گرفته شد. برای تعیین اجباری یا اختیاری بودن رشد اتوتروفی جدایه ها، از کشت روی محیط نوترینت آگار استفاده شد و سویه های منتخب با تعیین توالی ژن 16S rRNA شناسایی شدند. بهینه سازی رشد و فعالیت سویه منتخب با نام EMA، در pHها و غلظت های مختلف نمک با کمک روش پروتئین سنجی و تیتراسیون تیوسولفات انجام شد. نتایجبراساس آنالیز مولکولی، جدایه ها نزدیک ترین شباهت را به گونه های جنس Thioalkalivibrio نشان دادند. با توجه به نتایج به دست آمده، بهینه رشد باکتری و حذف تیوسولفات در pH 10 و غلظت 5درصد نمک (سدیم کلرید یا سدیم سولفات) حاصل شد. در غلظت های بالاتر نمک، در حضور سدیم سولفات در مقایسه با سدیم کلرید، باکتری با سرعت بیشتری تیوسولفات را حذف کرد.
بحث و نتیجه گیری: پتانسیل بالای حذف ترکیبات گوگردی از محیط توسط جدایه های شیمیولیتوتروف نمک قلیادوست در شرایط حاد، نشان دهنده قابلیت کاربرد این باکتری ها برای تصفیه پساب سود مصرف شده است. کلید واژگان: سود مصرف شده، بهینه سازی، تیمار زیستی، شیمیولیتوتروف، نمک قلیادوست گوگردیIntroductionDischargeing hazardous pollutants of oil and gas industries such as spent caustic into the soil and water is an environmental concern for which biological treatment could offer a solution. To remove high levels of sulfur compounds in spent caustic waste, isolation of chemolithoautotrophic sulfur-oxidizing bacteria from Meighan wetland was considered in this study.Materials And MethodsFor isolation of chemolithoautotroph haloalkaliphile sulfur-oxidizing bacteria, alkaline sulfur-respiring medium with sodium thiosulfate as the sole electron and energy source and sodium carbonate/bicarbonate as carbon source were utilized. To confirm that the purified isolates are obligated autotroph, their growth on nutrient agar medium was surveyed and selected strains were identified based on 16S rRNA sequence analysis. The growth and activity of selected strain named EMA were optimized at various pHs and salt conditions by assessment of protein content and remained thiosulfate in the culture medium.ResultsFollowing enrichment, 10 chemolithoautotrophic, haloalkaliphilic sulfur-oxidizing strains were isolated. 16S rRNA sequence analysis, showed that the strains belonged to the genus Thioalkalivibrio. The optimal growth and thiosulfate removal of the selected strain were obtained at pH 10 and 50 g/l of salt (sodium chloride or sodium sulfate). At higher salt concentrations, thiosulfate removal was higher in the presence of sodium sulfate, rather than sodium chloride.
Discussion andConclusionhigh sulfur removal activity of the isolated haloalkaliphilic Thioalkalivibrio strains in extreme conditions with these bacteria could be promising for the biotreatment of spent caustic.Keywords: Spent caustic, Optimization, Biological treatment, Chemolithoautotrophe, sulfur-oxidizing bacteria -
آنزیم لیپاز یکی از مهم ترین آنزیم های هیدرولیتیک است که در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، لبنیات، دارویی، شوینده ها و غیره کاربرد دارد. در این آزمایش، به منظور بهینه سازی تولید لیپاز در باکتری Salinivibrio sp. SA2، از روش طراحی آزمایش تاگوچی به منزله روشی قدرتمند برای بررسی متغیرهای موثر بر فرآیند تولید آنزیم، میان کنش فاکتورهای مختلف و به دست آوردن ترکیبی بهینه از متغیرهای تحت آزمایش استفاده شد. شرایط بهینه برای فاکتورهای pH، دما، دور شیکر، غلظت روغن زیتون و نوع نمک به ترتیب 8،°C 35، rpm 100، 2 درصد و کلرید سدیم M 1 به دست آمد. عوامل با تاثیر معنی دار بر فرآیند تولید لیپاز به ترتیب اهمیت pH، هوادهی و نمک تعیین شدند. حداکثر فعالیت لیپاز در شرایط بهینه و در سطح معنی داری 5 درصد (p< 0.05)، U/mg 4/120 محاسبه شد.کلید واژگان: باکتری نمک دوست نسبی، رودخانه گرمسار، طراحی آزمایش، فعالیت ویژهNova Biologica Reperta, Volume:3 Issue: 4, 2017, PP 288 -294Lipase is one of the most important hydrolytic enzymes widely used in various commercial activities such as food, dairy, pharmaceutical and detergent inducteries. In this experiment, Taguchi method was attempted as a powerful method to optimize the factors affecting enzyme production and to investigate the interactions among these factors and their optimum combination in Salinivibrio sp. SA2. The optimum conditions for pH, temperature, shaker's rpm, olive oil concentration and salt type turned out to be 8, 35 °C, 100 rpm, 2% and sodium chloride 1 M, respectively. Significant factors influencing on the lipase production proved to be pH, agitation and Salt type. The maximum lipase activity in optimum condition and at the 5% significance level (pKeywords: experimental design, Garmsar river, moderate halophilic bacteria, specific activity
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.