به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Metagenomic » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • نفیسه دعوتی*
    سابقه و هدف

    حضور ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک در پنیرهای محلی، به دلیل خطر مهاجرت ژن ها، افزایش مقاومت به آنتی-بیوتیک ها در مصرف کنندگان و درنتیجه بی اثر شدن داروهای مربوطه در طی دوره درمانی مطلوب نیست. اخیرا، مطالعات نشان داده است که تقاضای پنیرهای محلی حاصل از شیر خام افزایش یافته است. اما این نگرانی وجود دارد که با مصرف این پنیرها احتمال انتقال ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک از طریق باکتری ها بخصوص گونه های انتروکوکوسی به مصرف کنندگان افزایش یابد. البته محصولات تخمیری سنتی ممکن است حاوی فلور میکروبی ذاتی با ویژگی های مفید منحصر به فرد شامل تولید متابولیت های ضدمیکروبی و مقاومت به فاژها باشند که برای صنایع لبنی بسیار مهم است. قابلیت تولید باکتریوسین توسط فلور میکروبی مسیول تخمیر پنیرهای حاصل از شیرخام بسیار مهم است زیرا از رشد باکتری های بیماریزا جلوگیری می کند. از اینرو، اهدف این مطالعه بررسی حضور فلور میکروبی مقاوم به آنتی بیوتیک در پنیرهای محلی حاصل از شیر خام و همچنین بررسی خواص مفیدی از جمله حضور متابولیت های ضدمیکروبی در آن بود.

    مواد و روش ها

    پنیر سنتی حاصل از شیر خام براساس یک دستورالعمل سنتی تهیه گردید. برای جداسازی انتروکوکوس ها، از محیط KAA آگار و سپس گرمخانه گذاری به مدت 48 ساعت در دمای °C 37 استفاده شد. رقیق سازی پنیر در رینگر تا رقت 8-10 استریل انجام شد. جهت جداسازی انتروکوکوس ها، 100 میکرولیتر از نمونه رقیق شده روی KAA آگار کشت گردید و سپس به مدت 48 ساعت تحت شرایط بی هوازی در °C 37 گرمخانه گذاری شد. جدایه های کاتالاز منفی و گرم مثبت توسط تست های فیزیولوژی (رشد در نمک با غلظت های 6.5% و 18% ، pHهای 9.6 و 4.4، دماهای °C10 و °C45 و تولید گاز) به صورت فنوتیپی در سطح جنس شناسایی شدند. بعد از تشخیص فنوتیپی جدایه ها در سطح جنس، شناسایی انتروکوکوس ها براساس روش مولکولی وابسته به کشت توسط PCR و سپس توالی یابی انجام شد.DNA استخراج شده از پنیر توسط تکنیک NGS تکثیر و توالی یابی گردید. داده های متاژنوم برای ژنوم مقاوم به فاژها و آنتی بیوتیک ها، قابلیت تولید باکتریوسین و ترکیبات آنتی اکسیدانی آنالیز شدند. به-علاوه، مقاومت جدایه ها به آنتی بیوتیک و خواص ضد میکروبی عصاره حاصل از پنیر بررسی شدند.

    یافته ها

    در کل20 باکتری از پنیر جدا شد و براساس تشخیص مولکولی شامل 60% انتروکوکوس مالودوراتوس، 5% انتروکوکوس فکالیس، 5% انتروکوکوس دورانس و 30% سایر گونه های انتروکوکوسی بودند. همچنین، آنالیز متاژنومیکس جامعه میکروبی پنیر نشان داد که جامعه انتروکوکوسی پنیر شامل 72% انتروکوکوس مالودوراتوس، 6% انتروکوکوس فکالیس، 13% انتروکوکوس ایتالیکوس و 10% سایر گونه های انتروکوکوسی است و میکروبیوم آن مقاوم به آنتی بیوتیک ها و باکتریوفاژها بوده و دارای پتانسیل تولید ترکیبات آنتی-اکسیدانی و ضدمیکروبی نظیر پلانتاریسین است. به علاوه، تست های آزمایشگاهی نیز مقاومت آنتی بیوتیکی و خواص ضدمیکروبی جدایه ها را تایید کرد.

    نتیجه گیری کلی:

     این مطالعه نشان داد که برخی پنیرهای محلی می توانند عامل انتقال ژن های مقاوم به آنتی بیوتیک به انسان باشند و بایستی مصرف این نوع پنیرها محدود گردد.

    کلید واژگان: انتروکوکوس, متاژنومیکس, مقاومت آنتی بیوتیکی, ضدمیکروبی, پنیر}
    Nafiseh Davati *
    Background and objectives

    The presence of antibiotic-resistant genes in local cheeses is not desirable due to the risk of gene migration, increased resistance to antibiotics in consumers, and therefore the effectiveness of related drugs during the treatment period. Recently, the studies showed that the demand of local cheeses made from raw milk have increased. However, there is concern that consumption of these cheeses could increase the risk of antibiotic-resistant genes transfer through bacteria especially Enterococcus spp to consumers. Of course, traditional fermented products may contain intrinsic microbial flora with unique useful properties, including the production of antimicrobial metabolites and resistance to phages, which is very important for the dairy industry. The ability of bacteriocin production by the microbial flora that responsible for fermentation of cheeses made from raw milk is very important because it prevents the growth of pathogenic bacteria. Therefore, the aims of this study were the evaluation of the presence of antibiotic-resistant microbial flora of local cheeses made from raw milk and the investigation of the useful properties such as the presence of its antimicrobial metabolites.

    Materials and methods

    Cheese made from raw milk was produced based on a traditional recipe. For isolation of Enterococcus spp., KAA agar was used, followed by incubation for 48 h at 37°C. The serial dilution of cheese was carried out until the final dilution of 10-8 in ringer. For isolation of Enterococcus spp., a 100 µl of diluted sample was cultured on KAA agar, then incubated for 48 h under anaerobic conditions at 37°C. The catalase-negative and Gram-positive isolates were phenotypically distinguished at genus level using physiological tests )growth at salt concentrations 6.5% and 18%, pH 9.6 and 4.4, temperatures 10°C and 45°C and gas production. After phenotypic detection of isolates at genus level, culture-dependent characterization through PCR and subsequently sequencing was carried out. DNA extracted from cheese was proliferated and sequenced by NGS technique. The metagenomics data were processed for phage resistance, antibiotic resistance, bacteriocin and antioxidant components production. Furthermore, antibiotic resistance of isolates and antimicrobial properties of cell free supernatant (CFS) from cheese were evaluated.

    Results

    A total of 20 bacteria were isolated from cheese and molecularly identified as Enterococcus malodoratous (60%), Enterococcus faecalis (5%), Enterococcus duran (5%), Enterococcus spp. (30%). Also, the metagenomic analysis showed that Enterococcal community of cheese include Enterococcus malodoratous (72%), Enterococcus faecalis (6%), Enterococcus italicus (13%), Enterococcus spp. (10%) and its microbiome is resistance to ‌-antibiotics ‌and bacteriophages and has the production potential of antioxidant compounds and antimicrobial compounds such as plantaricin. Moreover, laboratory tests confirmed ‌‌antibiotics resistance and antimicrobial properties of isolates.

    Conclusion

    This study showed that some local cheeses can be responsible for transferring antibiotic-resistant genes to humans and consumption of these cheeses should be limited.

    Keywords: Enterococcus, Metagenomic ‌, Antibiotics resistance, Antimicrobial-Cheese}
  • نفیسه دعوتی*، سحر بهرامی

    در این مطالعه، یک پنیر محلی از شیر گاو براساس دستورالعمل محلی تهیه گردید. جمعیت میکروبی پنیر و توانایی عملکردی آن برای رسیدگی توسط توالی یابی کامل متاژنوم بررسی گردید. پنیر سنتی به وسیله کشت آغازگر مزوفیلیک تولید شد. پنیر در دمای °C10 به مدت 3 ماه دوره رسیدگی خود را طی کرد. نمونه ها از سطح پنیر جمع آوری گردید. بعد از خالص سازی کلنی ها، جدایه های گرم مثبت و کاتالاز منفی از لحاظ فنوتیپی در سطح جنس توسط تست های فیزیولوژی شامل قابلیت تولید گاز، رشد در pHهای مختلف (6/9 و 4/4)، تحمل نمک (5/6 و 18 درصد) و دماهای مختلف (10 و 45 درجه سانتی گراد) شناسایی شدند. نتایج شناسایی فنوتیپی نشان داد که اکثر سویه های باکتری های اسید لاکتیک متعلق بهStreptococcus, Lactococcus  و Lactobacillus بودند. همچنین نتایج آنالیز متاژنومیکس نشان داد که جنس های متعددی شاملStreptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Acinetobacter, Enterococcus Glutamicibacter,  و Weissella در پنیر وجود دارند. Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactisوLactobacillus helveticus به عنوان گونه های غالب شناسایی شدند. باکتری های بیماری زا نظیرEnterobacter, Listeria  و Staphylococcus نیز به مقدار جزیی یافت شدند و بنابراین تقریبا نگرانی برای مصرف کنندگان و سلامت انسان وجود ندارد. میکروبیوم این پنیر، توانایی عملکردی برای سنتز رنج وسیعی از ترکیبات بو و مرتبط با توسعه طعم در این محصول را نشان داد که با متابولیسم و بیوسنتز متان، اسیدهای آمینه شاخه دار (ایزولوسین، والین، لوسین)، اسیدهای آمینه آروماتیک (تیروزین، تریپتوفان و فنیل آلانین)، سایر اسیدهای آمینه (ال-لیزین، بتا-آلانین)، اسیدهای چرب (آراشیدونات، پالمیتات، استیارات) و مونوساکاریدها در ارتباط بود. آنزیم های مرتبط با بیوسنتز و متابولیسم اسیدهای آمینه درطی رسیدگی این پنیر یافت شدند. این آنزیم ها شامل 4-hydroxy-tetrahydrodipicolinate reductase, 2-isopropylmalate synthase, 3-dehydroquinate dehydratase, 3-hydroxyisobutyryl-CoA hydrolase, 5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate delta-isomerase, 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase. بودند. براساس نتایج KAAS (سرور حاشیه نویسی اتوماتیک KEGG)، پروتئین های درگیر در مسیرهای متابولیکی جامعه میکروبی روی سطح پنیر سنتی شامل موارد زیر بودند: Cytochrome P450 Photosynthesis Proteins, Peptidases & Inhibitors, Glycosyltransferases, Lipopolysaccharide Biosynthesis Proteins, Peptidoglycan Biosynthesis and Degradation Proteins, Lipid Biosynthesis Proteins, Protein Kinases, Polyketide Biosynthesis Proteins Prenyltransferases, Protein Phosphatases & Associated Proteins, and Amino Acid Related Enzymes.. پنیر تحت مطالعه به عنوان یک غذای عملگر، فواید سلامتی برای مصرف کنندگان به واسطه حضور باکتری های پروبیوتیک و ژن های مرتبط با بیوسنتز ترکیبات با ارزش شامل آنتی بیوتیک ها، داروها و آنتی اکسیدان ها را نشان داد.

    کلید واژگان: پنیر, متاژنومیکس, طعم, باکتری اسید لاکتیک}
    Nafiseh Davati *, Sahar Bahrami
    Introduction

    The consumption of local and traditional dairy products have increased in recent years and some local cheeses as functional foods with desirable organoleptic attributes have positive effects on human health. However, there is concern that consumption of these products may increase the risk of exposure to food born bacteria such as Enterobacteriaceae family, Staphylococcus aureus, and Listeria monocytogenes. The microbiome of fermented products such as cheese is one of the most powerful and important parameters in flavor development and ripening. Furthermore, cheese flavor formation as a dynamic biochemical process is related to environmental conditions including milk source, ripening time, and temperature of storage. These parameters affect the microbial community structures and metabolic pathways.

    Materials and Methods

    In this study, a local cheese made from cow milk was prepared based on a local recipe. The traditional cheese was manufactured using mesophilic starter culture. The cheese was ripened at 10°C for 3 months. The samples were collected from the surface of the cheese. The serial dilution was performed until 10-10 dilution in sterile ringer. For isolation and phenotypic identification of lactic acid bacteria, a 100 µl of diluted sample was cultured on MRS agar and M17 agar, followed by incubation at 37°C for 48 h under anaerobic conditions with Gas-Pak A. After purification of colonies, the Gram-positive and catalase-negative isolates were phenotypically identified at genus level using physiological tests including capacity of gas production, growth at different pHs (9.6 and 4.4), salt tolerance (%6.5 and 18%), and different growth temperatures (10°C and 45°C). DNA extraction was performed with DNeasy®Blood & Tissue Kit. The microbial population of the cheese and its functional potential for ripening were investigated by whole-metagenome sequencing. The prepared library using Nextera™ DNA approach was sequenced by using the Illumina HiSeq® 2000, 2×100 bp paired- end reads. The metagenomics data of cheese microbiome were analyzed for taxonomic profiling and functional potential by De Novo Assemble Metagenome and Bin Pangenomes. The metabolic pathways were extracted from the KEGGdatabase.

    Results and Discussion

    The results of phenotypic identification showed that most of the lactic acid bacteria strains belonged to Streptococcus, Lactococcus, and Lactobacillus. Also, the results of metagenomics analysis showed that there were various genera including Streptococcus, Lactococcus, Lactobacillus, Acinetobacter, Enterococcus, Glutamicibacter, and Weissella in cheese. Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, and Lactobacillus helveticus were identified as dominant species. Pathogenic bacteria such as Enterobacter, Listeria, and Staphylococcuswere also slightly found and therefore there is nearly no concern for consumers and human health. The microbiome of this cheese showed the metabolic potential for the biosynthesis of a wide range of  aroma compounds and associated with flavor development that related with the metabolism and biosynthesis of methane, branched chain amino acids (isoleucine, valine, and leucine), aromatic amino acids (tyrosine, tryptophan, and phenylalanine), other amino acids (beta-alanine, L-lysine), fatty acids (arachidonate, palmitate, stearate), and monosaccharides. The enzymes related to biosynthesis and metabolism of amino acids were found during ripening of this cheese. These enzymes included 4-hydroxy-tetrahydrodipicolinate reductase, 2-isopropylmalate synthase, 3-dehydroquinate dehydratase, 3-hydroxyisobutyryl-CoA hydrolase, 5-carboxymethyl-2-hydroxymuconate delta-isomerase, and 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase. Based on the results of KAAS (KEGG Automatic Annotation Server), proteins involved in metabolic pathways of microbial community on the surface of the traditional cheese included Cytochrome P450 Photosynthesis Proteins, Peptidases & Inhibitors, Glycosyltransferases, Lipopolysaccharide Biosynthesis Proteins, Peptidoglycan Biosynthesis and Degradation Proteins, Lipid Biosynthesis Proteins, Protein Kinases, Polyketide Biosynthesis Proteins Prenyltransferases, Protein Phosphatases & Associated Proteins, and Amino Acid Related Enzymes. The cheese under our study as a functional food showed health benefits for consumers due to the presence of probiotic bacteria and genes encoded for biosynthesis of valuable compounds including antibiotics, drugs, and antioxidants.

    Keywords: Cheese, Metagenomic, Flavor, Lactic acid bacteria}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال