فهرست مطالب

زیست شناسی میکروارگانیسم ها - پیاپی 16 (زمستان 1394)

فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیسم ها
پیاپی 16 (زمستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1395/01/07
  • تعداد عناوین: 12
|
  • ساناز بهنام *، کیخسرو کریمی، مرتضی خان احمدی، زهرا سلیمیان صفحات 1-10
    مقدمه
    زایلان یکی از مهم ترین پلیمرهای همی سلولزی موجود در برخی از مواد لیگنوسلولزی است که با کمک آنزیم های زایلانولیتیک هیدرولیز می شود. یکی از مهم ترین روش ها برای تولید آنزیم ها تخمیر حالت جامد است. توانایی سه گونه قارچی موکور ایندیکوس، موکور هیمالیس، و رایزوپوس ارایزه برای تولید زایلاناز بر روی سبوس گندم با کمک تخمیر حالت جامد بررسی شد.
    مواد و روش ها
    اثر دمای محیط کشت، میزان رطوبت آن و زمان کشت بر تولید آنزیم بررسی شد. آزمایش ها با استفاده از طراحی ترکیب مرکزی ارتوگونال بر روی سه متغیر با استفاده از روش سطح پاسخ طراحی شد. تحلیل واریانس به کار گرفته شد و تولید آنزیم با استفاده از یک معادله ریاضی به عنوان تابعی از سه متغیر بیان شد. شرایط بهینه عملیاتی برای تولید آنزیم به دست آورده شد.
    نتایج
    برای تولید زایلاناز با م. ایندیکوس، م. هیمالیس، و ر. اورایزه، مقدار بهینه دما به ترتیب 40، 4/43 و 4/43 درجه سانتی گراد به دست آمد. بهینه رطوبت به ترتیب 8/49، 2/54 و 8/71 درصد و مقدار بهینه زمان کشت 3/51، 2/53 و 5/53 ساعت بود. بالا ترین فعالیت آنزیمی توسط سه گونه قارچی یاد شده به ترتیب 1/43، 8/43 و 9/25 واحد به ازای هر گرم سوبسترا به دست آمد.
    بحث و نتیجه گیری
    همه گونه های قارچی قادر به تولید زایلاناز بودند. بیش ترین میزان تولیدی زایلاناز توسط م. ایندیکوس و م. هیمالیس در شرایط بهینه مشابهی انجام شد، در حالی که ر. اورایزه حتی در بهترین شرایط میزان کمابیش کمتری زایلاناز تولید کرد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، تخمیر حالت جامد، رایزوپوس ارایزه، زایلاناز، موکور ایندیکوس، موکور هیمالیس
  • ارسطو بدویی دلفارد *، زهرا کرمی، نرجس رمضانی پور صفحات 11-20
    مقدمه
    ال- آسپاراژیناز جایگاه با ارزشی از جنبه کاربردهای پزشکی و صنایع غذایی دارد. تقاضا برای این آنزیم دارویی هرساله چندین برابر می شود.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش، یک آسپاراژیناز از سودوموناس ایروجینوزا سویه SN4، تعیین توالی و در اشریشیاکلی کلون شد. پرایمر ها بر اساس آل- آسپاراژیناز از سودوموناس ایروجینوزا سویه DSM50071 طراحی شدند که بر اساس توالی ژن 16S rRNA شباهت بالایی را نسبت به سویه SN4 نشان می داد. ژن آسپاراژیناز در معرض هضم آنزیمی توسط آنزیم های برشی NdeI و XhoI قرار گرفت و سپس، به داخل پلاسمید pET21a الحاق شد. محصول الحاق به درون سلول های مستعد E. coli (DE3) pLysS DH5a با روش CaCl2 ترانسفورم شد. سلول های
    E. coli ترانسفورم شده در محیط LB آگار حاوی 100 میکروگرم/ میلی لیتر آمپیسیلین و IPTG (1mM) رشد داده شدند.
    نتایج
    ال- آسپاراژیناز نوترکیب در باکتری BL21 E. coli پس از 9 ساعت انکوباسیون، به میزان بالایی القا شد و فعالیت آسپاراژینازی بالایی به میزان 4/93 واحد در میلی لیتر را نشان داد. ال- آسپاراژیناز نوترکیب تعیین توالی شد و نتایج همردیفی نشان داد که توالی پیشنهادی اسید آمینه ایی آن از 350 اسید آمینه تشکیل شده که شباهت بالایی با
    ال- آسپاراژیناز های سایر سودوموناس ایروجینوز ها در حدود 99 درصد را نشان می دهد. نتایج نشان می دهد که آل- آسپاراژیناز SN4، باقی مانده های کاتالیزی و نواحی حفظ شده مشابه با سایر آسپاراژینازها را داراست.
    بحث و نتیجه گیری
    پژوهش حاضر نخستین گزارش در مورد کلونینگ و بیان آل- آسپاراژیناز نوترکیب از سودوموناس آایروجینوزا در اشریشیاکلی است که منبع بالقوه ایی از ال- آسپاراژیناز را برای بررسی اثر ضدسرطانی آن هم در شرایط آزمایشگاه و هم در موجود زنده فراهم می کند.
    کلیدواژگان: ال، آسپاراژیناز، کلونینگ، سودوموناس آایروجینوزا، همردیفی توالی
  • مینا محمدی نصر *، ایرج نحوی، داوود بی ریا، مریم میرباقری صفحات 21-32
    مقدمه
    گاما- لینولنیک اسید یک اسید چرب ضروری در تغذیه انسان است. در پژوهش حاضر، تولید گاما لینولنیک اسید توسط قارچ موکور همیلیس 5292 PTCC در تخمیر غوطه وری ارزیابی شد.
    مواد و روش ها
    متغیرهای تخمیر بر اساس طراحی فاکتوریال نسبی انتخاب و سپس، از طریق روش طراحی فاکتوریال کامل بهینه سازی شدند. چهار متغیر معنادار گلوکز، پپتون، آمونیوم نیترات و اسیدیته برای مطالعات بهینه سازی انتخاب شدند. طراحی به طور کلی 16 مرحله را شامل شد که مراحل در دو سطح برای هر متغیر با 3 تکرار در نقطه مرکزی انجام شد.
    نتایج
    تحلیل واریانس و نقشه پاسخ سطح 3 بعدی اثرات نشان داد که متغیرها عامل های معنادار همراه با سهم معناداری برای پاسخ بودند. نتایج نشان داد که انجام تخمیر در شرایط اپتیمم (غلظت 100 گرم بر لیتر گلوکز، 1گرم بر لیتر پپتون، 1 گرم بر لیتر آمونیوم نیترات و اسیدیته 5/4) تولید گاما- لینولنیک اسید را تا 709 میلی گرم بر لیتر افزایش می دهد.
    بحث و نتیجه گیری
    نتایج این پژوهش مشخص کرد که بازده بالای گاما- لینولنیک اسید می تواند در محیط کشت ساده در غلظت های بالای گلوکز و آمونیوم نیترات، غلظت پایین پپتون و اسیدیته اسیدی توسط قارچ موکور همیلیس 5292 PTCC به دست آید. شرایط ساده و کم هزینه بهینه سازی محیط کشت برای تولید گاما- لینولنیک اسید می تواند در مقیاس بالاتر برای صنایع دارویی و غذایی به کار برده شود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، تخمیر، طراحی فاکتوریال، گاما، لینولنیک اسید، موکور همیلیس
  • سمانه بوربور، جمشید فقری *، شراره مقیم صفحات 33-42
    مقدمه
    جنس نوکاردیا جزو اکتینومیست های هوازی هستند که یک گروه بزرگ از باکتری های ساکن خاک را شامل می شوند، که در جهان پخش شده اند. در این مطالعه، با استفاده از آزمون های تشخیصی رایج، مرسوم و مولکولی گوناگون، چندین ایزوله های نوکاردیا جداسازی و تشخیص داده شد.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش، برای جداسازی از خاک، روش Slip-buried و برای استخراج DNA، روش Microwave oven استفاده شد و در این روش ها، سویه استاندارد DSM 43757 Nocardia asteroides استفاده شد. در ادامه، روش PCR با استفاده از پرایمرهای عمومی انجام شد.
    نتایج
    با تحلیل اطلاعات فنوتیپی و مولکولی، به ویژه تعیین توالی ژن 16S rRNA، ژن های نوکاردیای های جداسازی شده از خاک اصفهان، که در ادامه به آن ها اشاره شده است، درپایگاه داده NCBI باAccession number مربوط به هر ژن ثبت شدند. نوکاردیاهای ثبت شده در NCBI: Nocardia cyriacigeorgica KC577151، Nocardia asteroides KC577152، Nocardia cummidelens KC577153، Nocardia asteroides KC577155، Nocardia asteroides KC577155، Nocardia coubleae KC577156 ..
    بحث و نتیجه گیری
    در این پژوهش 6 گونه نوکاردیا جداسازی و تشخیص داده شد، که برخی از این گونه های جداسازی شده از خاک ایران، اصفهان، در زمان جداسازی و تشخیص،گونه های جدیدی بودند. برای تشخیص بیشترگونه های مختلف نوکاردیا می توان در مطالعات بعدی از تکثیر و تعیین توالی ژن های دیگر این باکتری از جمله ITS،hsp65 secA، rpoB و sod بهره گرفت.
    کلیدواژگان: گونه های جدید نوکاردیا، توالی یابی 16SrRNA، نمونه های خاک، اصفهان، ایران
  • سمیرا کیانی، نفیسه سادات نقوی *، علیرضا نظری صفحات 43-48
    مقدمه
    باکتری های گرم منفی از مهم ترین باکتری های بیماری زا برای موجودات دریایی از جمله ماهیان زینتی هستند.
    مواد و روش ها
    در این پژوهش گونه های Vibrio از ماهی زینتی گوپی در استخرهای پرورش ماهی کاشان، اصفهان، ایران جداسازی و بر اساس روش های تشخیص مولکولی و توالی یابی ژنتیکی شناسایی شدند. نمونه های کبد، کلیه، پوست، مغز و آبشش از ماهی زینتی گوپی در منطقه کاشان، اصفهان، ایران در مراحل لارو، بالغ و آماده خارج شدن از سالن گرفته شد. نمونه ها روی محیط های کشت غنی شده کشت داده و مراحل خالص سازی انجام شد. شناسایی اولیه با استفاده از تعیین ویژگی های بیوشیمیایی باکتری های جداسازی شده انجام شد. تشخیص مولکولی
    بر اساس تکثیر توالی 16SrDNA ژنوم Vibrio cholera حاوی ITS (Internal Transcribed Spacer) و توالی یابی نوکلئوتیدهای تکثیر شده انجام گرفت.
    نتایج
    باکتری های جداسازی شده از انواع گونه های Vibrio شامل Vibrio cholera (99 درصد شباهت در توالی)،Vibrio alginolyticus، Vibrio mimicus و Vibrio parahaemolyticus (کمتر از 90 درصد شباهت در توالی) تشخیص داده شدند. حوضچه های پرورش ماهی دارای آب قلیایی و مقدار BOD پنج روزه در محدوده سالم نبودند. این شرایط برای گونه های Vibrio ایده آل است.
    بحث و نتیجه گیری
    موجودات آبزی در ایران می توانند ناقل عوامل پاتوژن انسانی مانند گونه های Vibrio باشند. نتایج این بررسی و پژوهش های مشابه، باید در سیستم های بهداشت پرورش آبزیان مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: گونه های ویبریو، ماهی زینتی گوپی، توالی یابی ژنومی، بهداشت آبزیان
  • شبنم هاشمی، محمدرضا محزونیه *، مهوش قربانی صفحات 49-54
    مقدمه
    حیوانات خانگی مانند گربه و سگ منبع بالقوه انتقال آلودگی به انسان، به ویژه کودکان هستند. آن ها حامل عوامل بیماری های مشترک دستگاه گوارش هستند که می توانند به صاحبانشان منتقل شوند. باکتری های یرسینیا و سالمونلا همواره به عنوان عامل بیماری زای کودکان در نظر گرفته شده اند. این مطالعه به منظور بررسی میزان شیوع عفونت در سگ و گربه های به ظاهر سالم در شهر تهران در ایران انجام شده است.
    مواد و روش ها
    در مجموع 100 نمونه سواب مدفوع سگ و گربه با روش Multiplex PCR با پرایمرهای اختصاصی برای تشخیص گونه های یرسینیا و سالمونلا بررسی شد.
    نتایج
    15 نمونه (4 گربه و 11 سگ) از نظر یرسینیا و 20 نمونه (9 گربه و 11 سگ) از نظر سالمونلا مثبت بودند. در نتیجه میزان شیوع یرسینیا 8 درصد در گربه و 22 درصد در سگ و میزان شیوع سالمونلا 18 درصد در گربه ها و 22 درصد در سگ تخمین زده شد.
    بحث و نتیجه گیری
    با توجه به نتایج حاصل میزان شیوع یرسینیا و سالمونلا در 8 تا 22 درصد از حیوانات خانگی بدون هیچ گونه علایم بالینی تشخیص داده شد. مواد غذایی آلوده حیوانات ممکن است منبع اصلی عفونت باشد. نتایج حاصل در برنامه ریزی روش های کنترل و پیشگیرانه می تواند مفید باشد.
    کلیدواژگان: سالمونلا، یرسینیا، سگ، گربه، ایران
  • مهرداد هاشمی بیدختی، محبوبه نخعی مقدم * صفحات 55-64
    مقدمه
    پلی هیدروکسی آلکانوآت ها، پلی استرهای طبیعی و پلاستیک های قابل تجزیه هستند که در دانه های ذخیره ای انواع متنوعی از باکتری ها ذخیره می شوند. هدف از این پژوهش استخراج پلی هیدروکسی آلکانوآت (PHA) از باکتری های بومی سینوریزوبیوم ملیلوتی در ایران بود.
    مواد و روش ها
    جدایه های سینوریزوبیوم ملیلوتی از ریشه های گیاهان یونجه جمع آوری و با رنگ آمیزی گرم، آزمایشات بیوشیمیایی و تکثیر قطعه 1500 جفت بازی از ژن 16Sr DNA شناسایی شدند. گرانول های PHA با آزمایش میکروسکوپی، ردیابی شدند. تولید PHA در محیط با کمبود مواد غذایی ارزیابی شد و مقدار آن با تبدیل PHA به کروتونیک اسید به وسیله تیمار سولفوریک اسید تعیین شد. اثر درجه حرارت، میزان هم زدن و منبع کربن (ساکاروز، مانیتول و مالتوز) بر وزن خشک سلول و تولید PHA بررسی شد.
    نتایج
    حداکثر مقدار تولید پلیمر (10/43 درصد) در محیط پایه معدنی در 29 درجه سانتی گراد، اسیدیته حدود 7 و دور 215 دور در دقیقه (rpm) مشاهده شد. نتایج این پژوهش نشان داد که جدایه S5 قادر به تولید بیش ترین مقدار پلی 3 هیدروکسی بوتیرات بود. پلیمر تولید شده از نظر خلوص با روش گازکروماتوگرافی (GC- Mass) تحلیل شد و از نظر پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB) در مقایسه با پلیمر استاندارد تایید شد.
    بحث و نتیجه گیری
    می توان از سویه های بومی سینوریزوبیوم در تولید پلاستیک های قابل تجزیه استفاده کرد. نتایج این پژوهش نشان داد که جدایه 5 سینوریزوبیوم ملیلوتی در 29 درجه سانتی گراد، دور همزن rpm 215 و اسیدیته حدود 7 قادر به تولید بیش ترین مقدار تولید PHB بود.
    کلیدواژگان: پلی هیدروکسی آلکانوآت، سینوریزوبیوم ملیلوتی، پلاستیک های قابل تجزیه، گاز کروماتوگرافی جرمی
  • شهلا پاشاپور، حسین بشارتی *، محمود رضازاده، احمد علی مددی، نادر قلی ابراهیمی صفحات 65-76
    مقدمه
    باکتری های محرک رشد با مکانیسم های مختلف رشد گیاه را تحت تاثیر قرار می دهند. بسیاری از پژوهشگران ویژگی های خاصی را که این باکتری های از طریق آن ها رشد گیاه را تحریک می کنند را مشخص کرده اند، در بیشتر مطالعه های انجام شده فقط چند تا از این صفات بررسی شده اند. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی فعالیت های محرک رشدی جدایه های باکتری ها است (45 جدایه متعلق به ریزوبیوم ها و 2 جدایه متعلق به سودوموناس فلورسنس Pseudomonas fluorescence)که از خاک ریزوسفری و گرهک های ریشه یونجه در استان زنجان جداسازی شدند.
    مواد و روش ها
    جدایه های مورد مطالعه از اراضی زیر کشت یونجه در اطراف کارخانجات روی در استان زنجان جداسازی شدند. پس از جداسازی و خالص سازی باکتری ها از نمونه های ریشه و خاک ریزوسفری، باکتری ها در آزمایشگاه از نظر صفات محرک رشدی گیاه از قبیل توانایی تولید ایندول استیک اسید، آنزیم ای-سی سی دآمیناز (آمینو سیکلوپروپان کربوکسیلیک اسید)، سیانید هیدروژن، سیدروفور، آنزیم کیتیناز و توانایی انحلال فسفات های معدنی و آلی ارزیابی و غربال گری شدند.
    نتایج
    نتایج نشان داد که 43 جدایه باکتری ایندول استیک اسید (04/4 تا 95/4 میکروگرم در میلی لیتر) و 15 باکتری آنزیم ای-سی سی دآمیناز (23/0 تا 05/1 میکروگرم بر میلی لیتر) تولید کردند. فقط یک جدایه بنام Rm66 مقدار بالای سیانیدهیدروژن تولید کرد. تولید سیدروفور در 9 جدایه مشاهد شد. هیچ یک از باکتری ها آنزیم کیتیناز تولید نکردند. انحلال فسفات های معدنی در 19 جدایه باکتری تشخیص داده شد (33/4 تا 86/5 میکروگرم در میلی لیتر) و 15 جدایه باکتری فسفات های آلی را حل کردند (66/1 تا 28/144 میکروگرم در میلی لیتر).
    بحث و نتیجه گیری
    نتایج این پژوهش نشان داد بیشتر جدایه های باکتری به اراضی زیر کشت یونجه دارای خاصیت محرک رشدی گیاه متعلق بودند. این باکتری ها در صورت تلقیح به گیاه به عنوان کود زیستی پتانسیل خوبی برای افزایش رشد گیاه خواهند داشت.
    کلیدواژگان: آنزیم ACC، دآمیناز، کیتیناز، سیانید هیدروژن، ایندول استیک اسید، باکتری های ریزوسفری محرک رشد گیاه، سیدروفور
  • حمیدرضا صمدلویی *، مریم کریمی روزبهانی، حامی کابوسی، ناصر فرخی صفحات 77-86
    مقدمه
    در این پژوهش تولید آلفا امیلاز از گونه باکنتری باسیلوس آمیلوفاسینس ATCC23350 بررسی و بهینه شد.
    مواد و روش ها
    منابع کربنی، پروتئینی و تعداد سلول های تثبیت شده در تولید آلفا امیلاز به روش یک آزمون در یک مرحله (One factor at a time) بررسی شد. در مرحله بعد تولید آنزیم از سلول های تثبیت شده به روش آماری سطح پاسخ (Response surface methodology) بهینه سازی شد.
    نتایج
    فعالیت آنزیم آلفا آمیلاز از سلول های تثبیت شده باسیلوس در محیط کشت پپتن و نشاسته برنج افزایش یافت. با بهینه سازی به روش سطح پاسخ یک مدل ریاضی به دست آمد که نشان داد در سطح 35/139 گرم در لیتر نشاسته برنج و 80 گرم در لیتر پپتن بهینه فعالیت آلفا آمیلاز 205 واحد در میلی لیتر به دست آمد.
    بحث و نتیجه گیری
    مدل آماری نتیجه در خور توجهی در بهینه سازی عوامل در تولید حداکثری آنزیم آلفا آمیلاز از گونه Bacillus amyloliquefaciens داشت و نشان داد که حداکثر متغیر ها در حداقل آزمون با این روش آماری قابل انجام است. بهینه سازی باعث افزایش در خور توجه در فعالیت آنزیمی داشت؛ به طوری که فعالیت آنزیمی برای نخستین بار نسبت به حالت پایه 90 درصد و از 25 به 225 واحد در میلی لیتر محیط کشت افزایش یافت.
    کلیدواژگان: باسیلوس آمیلو لیکویی فاشینز، فعالیت آنزیمی، تثبیت، محیط کشت، سطح پاسخ
  • محمدرضا ساریخانی* صفحات 87-96
    مقدمه
    فسفر و پتاسیم عناصر غذایی ضروری پرمصرف برای رشد و توسعه سیستم های زنده محسوب می شوند. کاربرد و استفاده ریزجانداران خاک یکی از راه های افزایش تامین این عناصر و رشد محصول هستند. برخی از باکتری ها در رهاسازی پتاسیم و انحلال فسفر از منابع معدنی کارایی لازم را دارا هستند اما رفتار آن ها در حضور هم زمان این دو منبع کمتر بررسی و مطالعه شده است.
    مواد و روش ها
    در پژوهش حاضر، توانایی 7 سویه باکتریایی شامل: Pseudomonas putida P13،
    P. putida Tabriz، P. fluorescens Tabriz، P. fluorescens Chao، Pantoea agglomerans P5،
    .Azotobacter sp و Bacillus megaterium JK3 در رهاسازی پتاسیم از منابع کانی های پتاسیم دار موسکوویت و بیوتیت در حضور منابع فسفر نامحلول (تری کلسیم فسفات) و محلول (دی سدیم فسفات) ارزیابی شد. برای تهیه کشت شبانه باکتری ها از محیط NB برای تلقیح به محیط کشت الکساندروف استفاده شد. در محیط کشت الکساندروف انحلال کانی های سیلیکاته (موسکوویت و بیوتیت) بررسی شد. انحلال فسفر از منبع تری کلسیم فسفات توسط باکتری ها نیز به روش آمونیم- وانادات- مولیبدات از طریق اسپکتروفتومتری تعیین و پتاسیم آزادشده در محلول از طریق فلیم فتومتر اندازه گیری شد.
    نتایج
    استفاده از منبع فسفر نامحلول به طور معنا داری میزان پتاسیم آزاد شده در محیط سنجش را افزایش داد (66 درصد) و پتاسیم آزادشده از بیوتیت بیشتر از موسکوویت بود. در میان باکتری ها بیش ترین پتاسیم آزادشده در حضور باکتری P. putida P13 به دست آمد که نسبت به شاهد (27 درصد) پتاسیم بیشتری آزاد کرد. مقادیر پتاسیم آزادشده توسط این سویه در حضور منابع فسفر نامحلول و محلول به ترتیب 25/8 و 87/4 میلی گرم بر گرم بود.
    بحث و نتیجه گیری
    استفاده فسفات نامحلول سبب شد تا آزادسازی پتاسیم از منابع کانی های میکا افزایش یابد. این افزایش شاید در نتیجه تولید و آزادسازی اسیدهای آلی از باکتری ها باشد، سازوکاری که نقش اساسی در انحلال فسفات از منابع معدنی فسفات بازی می کند.
    کلیدواژگان: فسفات نامحلول، باکتری های حل کننده پتاسیم، سودوموناس، پتاسیم محلول
  • حجت الله زمانی * صفحات 97-108
    مقدمه
    پروبیوتیک ها میکروارگانیسم های زنده و غیر بیماری زایی هستند که اگر به تعداد کافی وارد بدن شوند، خواص سلامت بخش زیادی را برای میزبان به ارمغان می آورند. محصولات لبنی سنتی منبع مناسبی برای جداسازی میکروارگانیسم های با خواص پروبیوتیکی به شمار می آیند. هدف از این پژوهش، جداسازی برخی از باکتری های اسید لاکتیک از پنیر سیاهمزگی (نوعی پنیر سنتی شمال ایران) و بررسی ویژگی های پروبیوتیکی باکتری جداشده برای نخستین بار است.
    مواد و روش ها
    باکتری های اسید لاکتیک به دنبال کشت نمونه های پنیر سیاهمزگی روی محیط کشت
    MRS agar جداسازی شدند. باکتری های جداسازی شده در شرایط آزمایشگاهی از نظر ویژگی هایی همچون میزان مقاومت به اسید و صفرا، بقا در شرایط رشدی مشابه دستگاه گوارش، ویژگی های همولیتیک، تولید آنزیم بتاگالاکتوزیداز و الگوی حساسیت آنتی بیوتیکی ارزیابی شدند. علاوه بر این، ویژگی های ضد میکروبی باکتری های جداسازی شده بر علیه باکتری های های اشرشیاکلی O157 و سالمونلا انتریکا سرووار تایفی موریوم (ATCC 14028) بررسی شد.
    نتایج
    در پایان، آزمایشات یک سویه (Lb3) بهترین ویژگی های مقاومتی به شرایط مشابه دستگاه گوارش را نشان داد. همچنین، این باکتری نسبت به آنتی بیوتیک های ونکومایسین و پلی میکسین B مقاومت کرده در حالی که فعالیت ضد میکروبی مناسبی بر علیه سویه های پاتوژن مورد آزمایش نشان داد. در نهایت، این باکتری با به کارگیری روش های شناسایی بیوشیمیایی و توالی یابی 16S rRNA به عنوان Lactobacillus plantarum CJLP55 شناسایی شد.
    بحث و نتیجه گیری
    در این مطالعه، باکتری Lactobacillus plantarum از پنیر سنتی سیاهمزگی جداسازی شد و به عنوان یک باکتری دارای ویژگی های پروبیوتیک معرفی شد که می تواند در صنایع لبنی استفاده شود.
    کلیدواژگان: پروبیوتیک، پنیر سیاهمزگی، باکتری های اسیدلاکتیک، لاکتوباسیلوس پلانتاروم
  • زینب محسنی پور، مهدی حسن شاهیان * صفحات 109-120
    مقدمه
    در سال های اخیر توجه به بیوفیلم های میکروبی به علت نقش ویژه این ساختار ها در بروز عفونت های بیمارستانی، چشمگیر بوده است. این پژوهش به منظور بررسی اثر ضد میکروبی عصاره های گیاه اسپند بر فرم منفرد و ساختار های بیوفیلمی 6 باکتری پاتوژن انجام شد. باکتری های مورد بررسی شامل استافیلوکوکوس اورئوس، باسیلوس سرئوس، استرپتوکوکوس پنومونیه، سودوموناس آئروژینوزا، اشرشیا کلی و کلبسیلا پنومونیه بودند.
    مواد و روش ها
    قابلیت مهاری این عصاره ها بر فرم منفرد با روش انتشار دیسک تعیین و مقادیر MIC و MBC به روش ماکروبراث دایلوشن به دست آمد. اثر ضد بیوفیلمی عصاره ها نیز با روش میکروتیتر پلیت بررسی شد.
    نتایج
    بر اساس نتایج به دست آمده قابلیت عصاره های گیاه اسپند در مهار فرم منفرد باکتری های مورد بررسی، تایید شد. این عصاره ها در مهار پدیده تشکیل بیوفیلم، تخریب ساختار های بیوفیلمی و مهار فعالبت متابولیک در این ساختار ها نیز موثر بوده و غلظت هر عصاره رابطه مستقیمی با اثربخشی آن داشت. در تیمار استافیلوکوکوس اورئوس بیش ترین مهار پدیده تشکیل بیوفیلم (28/90 درصد)، در تیمار استرپتوکوکوس پنومونیه بیش ترین تخریب ساختار های بیوفیلمی (76/77 درصد) و در تیمار باسیلوس سرئوس بیش ترین مهار فعالیت متابولیک (98/69 درصد) مشاهده شد.
    بحث و نتیجه گیری
    بر اساس نتایج این پژوهش می توان عصاره های گیاه اسپند را به عنوان یک عامل ضد میکروبی موثر در مقابله با باکتری های مورد مطالعه به ویژه در شکل بیوفیلمی پیشنهاد کرد.
    کلیدواژگان: اثر ضد میکروبی، بیوفیلم، Peganum harmala، باکتری پاتوژن
|
  • Sanaz Behnam *, Keikhosro Karimi, Morteza Khanahmadi, Zahra Salimian Pages 1-10
    Introduction
    Xylan is the main hemicellulosic polymer in a number of lignocelluloses which can be hydrolyzed by xylanolytic enzymes. One of the main ways for enzymes production is solid state fermentation (SSF). The ability of three fungal strains (Mucor indicus, Mucor hiemalis, and Rhizopus oryzae) for xylanase production on wheat bran by SSF was investigated.
    Materials And Methods
    The effects of cultivation temperature, medium moisture content, and cultivation time on the enzyme production were investigated. Experiments were designed with an orthogonal central composite design on three variables using response surface methodology (RSM). Analysis of variance was applied and the enzyme production was expressed with a mathematical equation as a function of the three factors. The optimum operating conditions for the enzyme production was obtained.
    Results
    For xylanase production by M. indicus, M. hiemalis and R. oryzae the optimum temperatures were 40.0, 43.4 and 43.4ºC respectively. These values were 49.8, 54.2 and 71.8% for moisture percent and 51.3, 53.2 and 53.5 h for cultivation time. The highest enzyme activities per g of dry substrate (gds) were 43.1, 43.8 and 25.9 U/gds for M. indicus, M. hiemalis and R. oryzae respectively.
    Discussion and
    Conclusion
    All the fungi were able to produce xylanase. Maximum xylanase production was predicted by M. indicus and M. hiemalis at similar optimum conditions, while R. oryzae produced relatively lower xylanase activity even at the best condition.
    Keywords: Mucor hiemalis, Mucor indicus, Optimization, Rhizopus oryzae, Solid state fermentation, Xylanase
  • Arastoo Badoei, Dalfard *, Zahra Karami, Narjes Ramezani, Pour Pages 11-20
    Introduction
    L- asparaginase is in an excessive demand in medical applications and in food treating industries, the request for this therapeutic enzyme is growing several folds every year.
    Materials And Methods
    In this study, a L- asparaginase gene from Pseudomonas aeruginosa strain SN4 was sequenced and cloned in E. coli. Primers were designed based on L- asparaginase from P. aeruginosa DSM 50071, which show high similarity to SN4 strain, according to 16S rRNA sequence. The L- asparaginase gene was exposed to restriction digestion with NdeI and XhoI enzymes and then ligated into pET21a plasmid. The ligated sample was transformed into competent E. coli (DE3) pLysS DH5a cells, according to CaCl2 method. The transformed E. coli cells were grown into LB agar plate containing 100 µg/ml ampicillin, IPTG (1 mM).
    Results
    Recombinant L- asparaginase from E. coli BL21 induced after 9 h of incubation and showed high L- asparaginase activity about 93.4 IU/ml. Recombinant L- asparaginase sequencing and alignments showed that the presumed amino acid sequence composed of 350 amino acid residues showed high similarity with P. aeruginosa L- asparaginases about 99%. The results also indicated that SN4 L- asparaginase has the catalytic residues and conserve region similar to other L- asparaginases.
    Discussion and
    Conclusion
    This is the first report on cloning and expression of P. aeruginosa L- asparaginases in Escherichia coli. These results indicated a potent source of L- asparaginase for in vitro and in vivio anticancer consideration.
    Keywords: L, asparaginase, Cloning, Pseudomonas aeruginosa, Sequence alignments
  • Mina Mohammadi Nasr *, Iraj Nahvi, Davoud Biria, Maryam Mirbagheri Pages 21-32
    Introduction
    g-linolenic acid is an essential fatty acid in human nutrition. In the present study, production of g-linolenic acid by Mucor hiemalis PTCC 5292 was evaluated in submerged fermentation.
    Materials And Methods
    The fermentation variables were chosen according to the fractional factorial design and further optimized via full factorial method. Four significant variables, glucose, peptone, ammonium nitrate and pH were selected for the optimization studies. The design consisted of total 16 runs consisting of runs at two levels for each factor with three replications of the center points.
    Results
    The analysis of variance and three-dimensional response surface plot of effects indicated that variables were regarded to be significant for production of g-linolenic acid by Mucor hiemalis. Results indicated that fermentation at the optimum conditions (100 g/l glucose concentration; 1 g/l peptone; 1 g/l ammonium nitrate, and pH of 4.5) enhanced the g-linolenic acid production up to 709 mg/l.
    Discussion and
    Conclusion
    The results of this study indicated that higher g-linolenic acid yield can be achieved in a simple medium at high glucose and ammonium nitrate, low peptone concentrations and acidic pH by Mucor hiemalis PTCC 5292. This simple and low cost optimization condition of culture media can be applied for g-linolenic acid production at higher scale for pharmaceutical and nutritional industries.
    Keywords: Factorial Design, Fermentation, linolenic acid, Mucor hiemalis, Optimization
  • Samane Bourbour, Jamshid Faghri *, Sharare Moghim Pages 33-42
    Introduction
    The genus Nocardia belongs to aerobic Actinomycetes. They are a large group of soil-dwelling bacteria that are distributed worldwide. Using various key conventional and molecular diagnostic tests, several Nocardia isolates were identified, characterized and distinguished.
    Materials And Methods
    In our study, soil isolation method was Slip-buried type and DNA extraction was obtained through Microwave oven method and Nocardia asteroides DSM 43757-type strain as standard was tested to approve the above method. Following this study, Polymerase Chain Reaction was carried out using universal primers.
    Results
    Phenotypic and molecular data analysis, particularly 16S rRNA gene sequencing, provided evidence on Nocardia cyriacigeorgica KC577151, Nocardia asteroides KC577152, Nocardia cummidelens KC577153, Nocardia asteroides KC577154, Nocardia asteroides KC577155, Nocardia coubleae KC577156 involvement in Iran soil in Isfahan and these isolates were eventually registered in NCBI gene bank.
    Discussion and
    Conclusion
    In this research, six Nocardia species were isolated and identified some of which isolated species were novel in Iran soil in Isfahan, at the time of isolation and detection. To identify more species of Nocardia in subsequent studies, proliferation and sequencing of other genes of the bacteria such as hsp65, ITS, secA, rpoB and sod can be applied.
    Keywords: Novel Nocardia species, 16S rRNA sequencing, Soil samples, Isfahan, Iran
  • Samira Kiani, Nafiseh Sadat Naghavi *, Alireza Nazari Pages 43-48
    Introduction
    Gram-negative bacteria are the most pathogenic bacteria for marine organisms including ornamental fish.
    Materials And Methods
    In the present study Vibrio species isolated from ornamental guppy fish in Kashan, Isfahan, Iran fish ponds and were detected according to molecular detection and genetic alignment. Liver, kidney, skin, brain and gill samples were taken from ornamental guppy fish in Kashan, Isfahan, Iran. Samples were cultured on enriched culture media and purification steps were performed based on microbiological methods. Primary identification was done using biochemical characterization of the isolated bacteria. Molecular detection was done based on amplification of 16SrDNA sequence of Vibrio cholera genome containing ITS (internal transcribed spacer); and sequence alignment of the amplified nucleotides.
    Results
    The isolated bacteria detected as Vibrio spp., including Vibrio cholera (99% sequence similarity), Vibrio alginolyticus, Vibrio mimicus and Vibrio parahaemolyticus (up to 90% similarity in the genome sequence). The aquaculture ponds had alkaline water and the amount of five-day BOD was not in a safe range, which are favorable conditions for Vibrio species.
    Discussion and
    Conclusion
    Aquatic organisms in Iran can be carriers of human pathogens such as Vibrio species. The results obtained in the present study and similar investigations should be mentioned in aquaculture healthcare systems.
    Keywords: Vibrio spp., Ornamental guppy fish, Genetic alignment, Water quality
  • Shabnam Hashemi, Mohamadreza Mahzounieh *, Mahvash Ghorbani Pages 49-54
    Introduction
    Companion animals, such as cat and dog, are potential sources of transmissible diseases to humans, especially children. They harbor zoonotic agents in gastrointestinal tracts as carriers which are capable of infecting their owners. Salmonella and Yersinia bacteria are considered as frequent causes of illness in children. This study was aimed at finding out the prevalence rate of infection in apparently healthy dogs and cats in Tehran, Iran.
    Materials And Methods
    A total of 100 rectal swabs from dogs and cats were analyzed by a multiplex PCR method with specific primers for detection of Yersinia and Salmonella species.
    Results
    Fifteen samples (4 cats and 11 dogs) were positive for Yersinia and 20 samples (9 cats and 11 dogs) were positive for Salmonella. So the prevalence rate of Yersinia was 8% in cats and 22% in dogs and the prevalence rates of Salmonella were 18 and 22% in cats and dogs respectively.
    Discussion and
    Conclusion
    According to the results, Yersinia and Salmonella were detected in 8- 22% of pet animals without any clinical signs. The contaminated animal foods may be the main source of infection. These results may be useful in planning control and preventive programs.
    Keywords: Salmonella, Yersinia, Dog, Cat, Iran
  • Mehrdad Hashemi Beidokhti, Mahboobeh Nakhaei Moghaddam* Pages 55-64
    Introduction
    Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are natural polyesters and biodegradable plastics that are stored as intracellular inclusion bodies by a great variety of bacteria. The aim of this study was to extract polyhydroxyalkanoate from native Sinorhizobium meliloti in Iran.
    Materials And Methods
    Sinorhizobium meliloti isolates were collected from roots of alfalfa plants and were identified by Gram staining, biochemical experiments and amplification of 1500 bp fragment of 16Sr DNA gene. PHA granules were detected by microscopic examination. PHA production was evaluated in nutrient deficient medium and its amount was determined by conversion of PHA into crotonic acid by sulphuric acid treatment. The effect of various temperatures, agitation rate and carbon source (sucrose, mannitol, and maltose) were evaluated on dry cell weight and polyhydroxybutyrate (PHB) production.
    Results
    The maximum amount of polymer production (43.10%) was seen in basal mineral medium at 29°C, pH~7 and 215 revolutions per minute (rpm). The results of this research showed that the S5 isolate was capable to produce maximum poly3- hydroxybutyrate. The produced polymer was analyzed for its purity by GC- mass (gas chromatography- mass spectroscopy) and confirmed to be PHB compared with the standard polymer.
    Discussion and
    Conclusion
    Native strains of Sinorhizobium can be used in the production of biodegradable plastics and the results of present study showed that S. meliloti S5 was capable to produce maximum PHB at 29°C, agitation rate of 215 rpm, and pH~7.
    Keywords: Polyhydroxyalkanoate, Sinorhizobium meliloti, Biodegradable plastics, GC, mass
  • Shahla Pashapour, Hossein Besharati *, Mahmoud Rezazadeh, Ahmad Alimadadi, Nadergholi Ebrahimi Pages 65-76
    Introduction
    Some rhizobacteria by various mechanisms influence plant growth as they are called plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). Scientists identified some PGPR characters involved in promoting plant growth, while all these characters are not able to study. The aim of this study was to evaluate PGP activities of bacterial isolates, (45 isolates belonged to rhizobium and 2 bacterial isolates belonged to Pseudomonas fluorescens), which were isolated from alfalfa (Medicago sativa) rhizosphere and root nodules grown around Zanjan.
    Materials And Methods
    These bacteria were isolated from alfalfa roots grown around Zinc industries in Zanjan province. After bacterial isolation and purification from root and soil samples, isolates were screened in vitro for plant growth promoting traits such as IAA (Indole Acetic Acid), ACC- deaminase (Amino Cyclopropan Carboxylate), HCN (Hydrogen Cyanide), siderophore, chitinase production and mineral and organic phosphate solubilization activities.
    Results
    The results indicated that 43 bacterial isolates produced IAA (4.04- 4.95 μg/ml) and 15 isolates produced ACC- deaminase (0.23- 1.05 μg/ml). Only one isolate (Rm66) produced high amount of HCN. Qualitative siderophore production was observed in 9 isolates. None of the isolates produced chitinase. Solubilization of mineral phosphate was commonly detected in 19 isolates (4.33- 5.86 μg/ml), and 15 isolates solubilized organic phosphate (1.66- 144.28 μg/ml).
    Discussion and
    Conclusion
    This study shows that most of the bacterial strains which isolated from alfalfa cultivated lands had PGP activities and also a good potential to increase plant growth after inoculation with to seeds as eco- friendly fertilizers.
    Keywords: ACC, deaminase, Chitinase, HCN, IAA, PGPR, Siderophore
  • Hamid Reza Samadlouie *, Maryam Karimiroozbahani, Hami Kaboosi, Naser Farrokhi Pages 77-86
    Introduction
    Production of an endogenous α-amylase from Bacillus amyloliquefaciens ATCC 23350 was studied and enhanced.
    Materials And Methods
    Protein and carbon sources were analyzed for free and immobilized bacterial cells and number of beads was considered for immobilized cells via one factor at a time methodforα-amylase production by Bacillus amyloliquefaciens. Subsequently, optimization condition was employed solely for immobilized bacterial cells by response surface methodology (RSM).
    Results
    Peptone and rice starch showed to improve the α-amylase production in immobilized Bacillus cells. RSM generated a mathematical model explaining the optimum concentration of the efficient nutrients (139.35 g/l of rice starch and 80.00 g/l of peptone) leading to an optimum amylase production (205 U/ml).
    Discussion and
    Conclusion
    The statistical advance displayed significant outcomes to optimize the process parameters for maximal α-amylase production using Bacillus amyloliquefaciens and gave permission to rapid screening of variables. RSM led to find out an immense improvement in enzyme activity (more than 90%: from 25 to 225 U/ml) for the first time.
    Keywords: Bacillus amyloliquefaciens, Enzyme production, Fermentation, Immobilization, Response Surface Methodology
  • Mohammad Reza Sarikhani* Pages 87-96
    Introduction
    Phosphorus and potassium are major essential macronutrients for biological growth and development. Application of soil microorganisms is one approach to enhance crop growth. Some bacteria are efficient in releasing K and solubilizing P from mineral sources but their behavior was not studied more in presence together.
    Materials And Methods
    In this study the ability of seven bacterial strains, including Pseudomonas putida P13, P. putida Tabriz, P. fluorescens Tabriz, P. fluorescens Chao, Pantoea agglomerans P5, Azotobacter sp. and Bacillus megaterium JK3 to release mineral K from muscovite and biotite with application of insoluble (Ca3(PO4)2) or soluble (Na2HPO4) P-sources was investigated. Nutrient Broth was used to prepare an overnight culture of bacteria to inoculate in Aleksandrov medium, which was used to study the dissolution of silicate minerals. It should be mentioned that Aleksandrov medium was used to determine the amount of released P from tricalcium phosphate (TCP) while muscovite was added to the medium as a sole source of potassium. Concentration of P was determined spectrophotometrically by ammonium-vanadate-molybdate method and K was determined by flame photometry.
    Results
    The insoluble P-source led to a significantly increased released K into assay medium (66%), and the net release of K from the biotite was significantly enhanced. Among bacterial strains, the highest mean of released K was observed with P. putida P13 which released more K (27%) than the control. The amounts of released K from micas in the presence of insoluble and soluble phosphate by P. putida P13 were 8.25 and 4.87 mg/g, respectively.
    Discussion and
    Conclusion
    Application of insoluble phosphate could increase K release from mica minerals. The enhanced releasing of mineral K might be attributed to the release of organic acids from the bacteria, a mechanism which plays a pivotal role in solubilizing phosphate from inorganic source of phosphate.
    Keywords: Insoluble phosphate, potassium solubilizing bacteria, Pseudomonas, soluble potassium
  • Hojjatolah Zamani* Pages 97-108
    Introduction
    Probiotics are non- pathogen living microorganisms which express beneficial effects on host, when are administered in adequate amounts. Traditional dairy products are regarded as good sources of probiotics. Present study aims to isolate Lactic Acid Bacteria (LAB) from Siahmezgi cheese, a traditional cheese produced in the north of Iran, and to evaluate their probiotic potential for the first time.
    Materials And Methods
    LAB was isolated by culturing cheese samples on MRS agar. The isolates were screened for their probiotic potential using in-vitro tests, including tolerance to acid and bile, survival in simulated gastrointestinal tract conditions,
    β- galactosidase and hemolytic activity as well as antibiotic susceptibility. In addition, antibacterial activity of the isolated strains against E. coli O157 and Salmonella enterica serovar typhimurium ATCC 14028 was determined.
    Results
    One strain, labeled as Lb3 showed the highest tolerance to low pH, bile and simulated gastrointestinal tract conditions. This strain exhibited resistance to Streptomycin, Vancomycin and Polymixin B as well as effective antibacterial activity against two Gram negative pathogens, lacking hemolytic activity as well as high β- galactosidase activity. Finally, the strain Lb3 was identified as Lactobacillus plantarum CJLP55 using biochemical characterization and 16S rRNA sequencing assay.
    Discussion and
    Conclusion
    In the present work, a potentially probiotic Lactobacillus plantarum CJLP55 was isolated from traditionally produced Siahmezgi cheese. The bacterium displayed good probiotic properties and could be used in dairy industry.
    Keywords: Lactic acid bacteria, Lactobacillus plantarum, Probiotics, Siahmezgi cheese
  • Zinab Mohsenipour, Mehdi Hassanshahian* Pages 109-120
    Introduction
    Microbial biofilms have attracted interest in recent years because they have become the most important cause of nosocomial infections. This study was aimed to examine the antibacterial activities of Peganum harmala extracts on the development of microbial biofilms and planktonic form of six pathogenic bacteria which include Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Streptococcus pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae.
    Materials And Methods
    Antimicrobial activities of the crude extracts against the planktonic form of bacteria were evaluated by using disc diffusion method, minimum inhibitory concentration (MIC) and the minimum bactericidal concentration (MBC) values were determined by a macrobroth dilution technique. Anti- biofilm effects of the extracts were assessed by microtiter plate method.
    Results
    According to the results, P. harmala extracts could inhibit test bacteria in planktonic form. To inhibit biofilm formation, biofilm metabolic activity and eradication of established biofilms, efficiency of the extracts depended on concentration. The highest inhibitory effects of P. harmala extracts were observed on biofilm formation of S. aureus (90.28%) also, the greatest demolish were observed on S. pneumonia biofilm (77.76%). These extracts cause dramatically decrease the metabolic activity of bacteria in biofilm structures, in this case the decrement of B. cereus were highest (69.98%) compared to other tested bacteria.
    Discussion and
    Conclusion
    Therefore, it can be suggested that P.harmala extracts applied as antimicrobial agents against testing bacteria particularly in biofilm forms.
    Keywords: Antimicrobial effect, Biofilm, Peganum harmala, Pathogenic bacteria