فهرست مطالب
فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیسم ها
پیاپی 36 (زمستان 1399)
- تاریخ انتشار: 1399/11/06
- تعداد عناوین: 5
-
-
صفحات 1-13مقدمه
برخی از باکتریهای محرک رشد گیاه (PGPR) باکتریهای اندوفیت هستند که در اندوریزوسفر مستقر و با مکانیسمهای مختلف قادر به تحریک رشد گیاه هستند.
مواد و روشها:
در این مطالعه 24 جدایه باکتری اندوفیت از ریشه گیاهان گرامینه مثل گندم، جو و برنج، با استفاده از محیط کشت نیمهجامد NFB جداسازی شد. خصوصیات محرک رشدی شامل حلکنندگی فسفات، تولید ایندولاستیکاسید (IAA)، رهاسازی پتاسیم از کانیهای میکا و تولید سیدروفور، بر اساس روشهای استاندارد اندازهگیری شدند.
نتایجانحلال فسفات از منبع تریکلسیمفسفات نسبت به سنگفسفات بالاتر بود (67/1 برابر) و رهاسازی پتاسیم از بیوتیت نسبت به موسکویت 7/4 برابر بیشتر بود. همچنین میزان تولید IAA در حضور تریپتوفان در مقایسه با عدم حضور تریپتوفان، بالاتر بود (30درصد). بالاترین مقدار تولید IAA به ترتیب در جدایه Az-3 (28/2 میلی-گرم بر لیتر) و Az-48 (75/0 میلیگرم بر لیتر) مشاهده شد. بیشترین انحلال فسفات در جدایه Az-52 (13/340 میلیگرم بر لیتر) و کمترین آن در جدایه Az-13 (13/98 میلیگرم بر لیتر) بدست آمد. جدایه Az-65 بالاترین رهاسازی پتاسیم (66/6 میلیگرم بر لیتر) و Az-3 (78/4 میلیگرم بر لیتر) پایینترین مقدار را به خود اختصاص دادند. در نهایت جدایههای کارآمد به روش توالییابی 16srRNA شناسایی شدند و Az-8، Az-19 و Az-50 به جنس سودوموناس، Az-3، اسینتوباکتر، Az-18، ریزوبیوم، Az-48، انتروباکتر و Az-63 به جنس ادونلا تعلق داشتند.
بحث و نتیجهگیری:
نتایج ما نشان داد که جنسهای مختلف باکتریایی با صفات مختلف محرک رشدی، به عنوان باکتریهای اندوفیتی در ریشههای گیاهان وجود دارند. به طور کلی این باکتریها قادر به انحلال فسفات بیشتری از منبع تریکلسیمفسفات نسبت به سنگفسفات بودند و پتاسیم بیشتری را از منبع بیوتیت در مقایسه با موسکویت آزاد کردند و همچنین تولید IAA در حضور تریپتوفان بالاتر بود. برای بررسی اثرات این باکتریها تحقیقات بیشتر به ویژه در کشت گلدانی و در سطح مزرعه لازم است.
کلیدواژگان: PGPR، فسفات، IAA، پتاسیم، باکتریهای انکوفیت -
صفحات 15-23مقدمه
سروتیپهای تولیدکننده سم شیگا باکتری اشریشیا کلی جزو مهمترین عوامل نوپدید بیماریهای مشترک انسان و حیوان به شمار میآیند که سبب بیماریهایی مانند کولیک خونریزیدهنده، سندرم اورمیهمولیتیک و ترومبوسایتوپنیای ترومبوتیک در انسان میشوند. مطالعه حاضر با هدف تعیین آلودگی سطوح مرتبط با گوشت به اشریشیا کلی O157:H7 و تعیین حضور ژنهای حدت در سروتیپهای جداشده به روش PCR اجرا شد.
مواد و روشها:
در مطالعه حاضر، تعداد 111 نمونه از کشتارگاهها و مراکز عرضهکننده گوشت دریافت شدند که تعداد 55 نمونه (54/49 درصد) به کمک آزمونهای تشخیصی، اشریشیا کلی تشخیص داده شدند؛ سپس جدایههای تاییدشده برای بررسی وجود اشریشیا کلی O157:H7 و تعیین حضور ژنهای حدت (Stx1،Stx2،eaeوHly) به روش PCR بررسی شدند.
نتایجباکتری E.coli O157 تنها در 14 نمونه (61/12 درصد) متعلق به کشتارگاه و از این تعداد، سروتیپ E.coli O157 :H7 تنها در 2 جدایه (8/1 درصد) تشخیص داده شد. پساز انجام PCR مشخص شد تعداد 4 جدایه حاوی ژنهای Stx1،Stx2وHly، 2 جدایه حاوی ژنهای Stx1،eae و Hly، 3 جدایه حاوی ژنهای Stx1 و Hly، 1 جدایه حاوی ژنهای Stx2 و eae و 3 جدایه حاوی ژن Hly هستند و 1 جدایه هیچکدام از ژنها را ندارد.
بحث و نتیجه گیری:
بر اساس نتایج مطالعه حاضر، محیط کشتارگاه و سطوح مرتبط با گوشت منابع مهمی برای آلودگی لاشهها به سروتیپO157: H7 باکتری اشریشیا کلی و بهخطرافتادن مصرفکنندگان هستند؛ ازاینرو، انجام اقدامهای بهداشتی و ضدعفونی در کشتارگاهها بهشدت توصیه میشود.
کلیدواژگان: اشریشیا کلی، شی اتدکسین، سطد در تماس با گدشت، ژنها حدت -
صفحات 25-33مقدمه
برهموم یکی از مهمترین فراوردههای فرعی زنبور عسل است که بهواسطه ویژگی میکروبکشی قوی، پتانسیل آن را دارد که بهشکل افزودنی طبیعی غذایی استفاده شود. مطالعه حاضر بهمنظور بررسی آثار عصارههای آبی و اتانولی برهموم بر بار میکروبی شیر خام انجام شد.
مواد و روشها:
نمونههای شیر خام حاوی غلظتهای 1/0، 5/0، 1 و 2 درصد عصاره اتانولی و 5/0، 1، 3 و 5 درصد عصاره آبی تهیه شدند. تیمارها در دماهای 4 و 25 درجه سانتیگراد گرمخانهگذاری شدند و در طول زمان نگهداری صفر، 2، 24، 48 و 72 ساعت، تاثیر غلظتهای یادشده برهموم بر بار میکروبی شیرخام با کشت پورپلیت در محیط کشت پلیتکانتآگار و شمارش کلی ریزموجودات بررسی شد. ترکیبات شیمیایی با گازکروماتوگرافی متصل به طیفنگار جرمی شناسایی شدند.
نتایجدر دمای 25 درجه سانتیگراد، تمام غلظتهای عصارههای آبی و اتانولی بار میکروبی شیر خام را تحتتاثیر قرار دادند، ولی این اثر در غلظتهای کم پساز 24 ساعت نمایان شد. در دمای 25 درجه سانتیگراد در مقایسه با دمای 4 درجه سانتیگراد، عصارههای آبی و اتانولی برهموم در غلظتهای کمتر فعالیت ضدمیکروبی بیشتری را نشان دادند و برهموم برای اینکه بتواند فعالیت ضدمیکروبی زیادی داشته باشد، به زمان نیاز داشت؛ ترکیبات شیمیایی برهموم باگاز کروماتوگرافی مایع تحلیل و 41 ترکیب با غالبیت ترکیبات فنلی و فلاونوییدی شناسایی شدند.
بحث و نتیجه گیری:
خاصیت ضدمیکروبی عصارههای برهموم مطالعهشده میتواند با محتوای ترکیبات فنلی و فلاونوییدی زیاد آنها مرتبط باشد و امکان استفاده از آن بهشکل افزودنی طبیعی در مواد غذایی مطرح میشود.
کلیدواژگان: بره موم، عصاره ابی، عصاره اتانولی، بار میکروبی، شیر خام -
صفحات 35-45مقدمه
ویتامین B12، عاملی کلیدی در بسیاری از فرایندهای مرتبط با رشد در بدن انسان است و تولید صنعتی آن در مقیاس وسیع با استفاده از ریزموجودات بهویژه Propionibacterium freudenreichiiانجام میشود. مطالعه حاضر با هدف بررسی تاثیر فولیکاسید، متیونین و اکسیژن بر تولید بهینه ویتامین B12 و وزن خشک سلولی (DCW) در این باکتری انجام شد.
مواد و روشهاباکتری در چهار شرایط مختلف شامل شرایط بیهوازی و غلظتهای مختلف فولیکاسید، شرایط هوازی و غلظتهای مختلف فولیکاسید، شرایط بیهوازی و غلظتهای مختلف فولیکاسید و متیونین 05/0 درصد (w/v)، شرایط هوازی و غلظتهای مختلف فولیکاسید و متیونین 05/0 درصد (w/v) کشت داده شد.
نتایجبیشترین تولید ویتامین B12 و DCW در غلظت 750 میلیگرمدرلیتر فولیکاسید و در حضور متیونین و در شرایط هوازی به دست آمد؛ با افزایش غلظت فولیکاسید تا 1000 میلیگرمبرلیتر، میزان تولید ویتامین B12 و وزن خشک باکتری کاهش یافت.
بحث و نتیجه گیری:
باتوجهبه تاثیر فولیکاسید در فرایندهای تخمیری Propionibacterium freudenreichii، مطالعه حاضر میتواند بهینهسازی موثر برای افزایش تولید نهایی ویتامین B12 باشد. باتوجهبه یافتههای پژوهش حاضر، شرایط هوازی به همراه حضور متیونین بر بهبود تولید ویتامین B12 موثر است و این بهینهسازی میتواند بهعنوان راهبردی موثر بر بهبود تولید ویتامین B12 در سطح صنعتی عمل کند.
کلیدواژگان: ویتامین B12، freudenreichii Propionibacterium، فولیکاسید، متیفونین، کرومفاتوگرافی مفایع بفاکارایی باال HPLC -
صفحات 47-57مقدمه
در اکوسیستمهای سرد، باکتریها نقشی حیاتی در چرخههای بیوشیمیایی، تجزیه زیستی آلایندهها و زیستفناوری دارند؛ بههمینعلت در سالهای اخیر، توجه زیادی به شناسایی و ارزیابی آنزیمهای خارجسلولی آنها شده است.
مواد و روشها:
در پژوهش حاضر، 43 باکتری سرمادوست یا مقاوم به سرما از خاکهای آلپی در محیطکشتهای متفاوت جداسازی و مشخصهیابی شدند و توانایی باکتریهای یادشده در تولید آنزیمهای خارجسلولی مطالعه شد.
نتایجباکتریهای مطالعهشده به پنج گروه اصلی شامل Actinobacteria، Firmicutes،γ-proteobacteria α و Bacteroidetes تعلق داشتند و درمجموع، تعداد 9 جنس شناسایی شدند که جنسهای Arthrobacter، Bacillusو Pseudomonas فراوانی بیشتری را نشان دادند.
بحث و نتیجه گیری:
تمام سویههای بهدستآمده توانایی تولید حداقل یک آنزیم خارجسلولی را داشتند و فعالیت پروتیولیتیک و آمیلولیتیک در بین سویهها بیشتر بود. فعالیت سلولاز و پکتیناز بهترتیب در 44 و 22 درصد سویهها مشاهده شد. مطالعه حاضر نشان داد هنگامی که علاقهمند به یافتن منابع زیستی برای تولید آنزیمهای خارجسلولی فعال در سرما بهمنظور بازکردن پنجرههای جدید برای کاربردهای زیستفناوری باشیم، باکتریها در محیطهای سرد نامزدهای مناسبی برای جستجو هستند
کلیدواژگان: آلپ ایران، آنزیم های فعال در سرما، باکتری های سرمادوست و مقاوم به سرما
-
Pages 1-13Introduction
Some of plant growth-promoting rhizobacteria are endophytic bacteria that exist in the endo-rhizosphere and are able to promote plant growth via different mechanisms.
Materials and methods24 endophytic bacteria were isolated from the roots of grasses such as rice, wheat and barley using semi-solid nitrogen-free bromothymol blue (NFB) medium. PGP features including phosphate solubilization, indole acetic acid (IAA) production, potassium releasing and siderophore production were measured according to the standard methods.
ResultsThe dissolution of phosphate 1.67 times was higher in the presence of tri-calcium phosphate (TCP) than rock phosphate (RP), and K release from biotite was more than muscovite (4.7 times); furthermore more IAA was produced in the presence of tryptophan, and this increment was by 30%. The highest and lowest amount of IAA were recorded in Az-3 (2.28 mg/l) and Az-48 (0.75 mg/l), respectively; while the maximum dissolution of phosphate obtained with Az-52 (340.13 mg/l) and the least dissolution of phosphate occurred in Az-13 (98.13 mg/l). The highest K release was accomplished by Az-65 (6.66 mg/l) and the lowest was in Az-3 (4.78 mg/l). Finally, identification of robust isolates by 16S rDNA sequencing showed that Az-8, Az-19, and Az-50 are belonging to the Pseudomonas, Az-3 to Acinetobacter, Az-18 to Rhizobium, Az-48 to Enterobacter, and Az-63 to Advenella. Discussion and
conclusionOur results revealed that different genera of bacteria with varied PGP traits are existing as endophytic bacteria in the plant roots. In total, these bacteria were able to solubilize more phosphate from TCP than RP; and higher K from biotite than muscovite. It seems that the production of organic acids is the main mechanism of P and K solubilization. Moreover, higher production of IAA was measured in the presence of tryptophan. Further research, especially in pot or farm, is necessary to assess the effects of these bacteria.
Keywords: PGPR, Phosphate, auxin, potassium, Endophytic bacteria -
Pages 15-23Introduction
Shiga Toxin-producing Escherichia coli (STEC) is an important organism known as an emerging zoonotic microorganism causing diseases such as hemorrhagic colitis and Hemolytic Uremic Syndrome (HUS) as well as thrombotic thrombocytopenia in humans. This study aimed to determine the contamination of meat-contact surfaces to STEC and the characterization of the virulence genes of the isolates.
Materials and MethodsTotally, 111 swab samples were obtained from meat-contact surfaces in slaughterhouses and meat supply centers for 6 months. After the primary enrichment and cultivation on EMB and SMAC environments, sorbitol negative colonies were transferred to differential media and confirmed by specific tests as Escherichia coli. Suspected colonies were evaluated by PCR method to determine the existence of serotype O157: H7and virulence genes such as Stx1, Stx2, eae, and Hly.
ResultsE. coli O157 was detected in 14 samples (12.61%), and only 2 isolates (1.8%) were identified as E.coli O157: H7. In PCR, 4 isolates contained Stx1, Stx2, and Hly genes, 2 isolates contained Stx1, eae and Hly genes, 3 isolates contained Stx1 and Hly genes, 1 isolate contained Stx2 and eae genes, 3 isolates contained the Hly gene and 1 isolate did not have any of the virulence genes. Discussion and
ConclusionConcerning the possibility of the transmission of pathogens such as E.coli O157: H7from contaminated surfaces to carcasses and healthy meat, the lack of attention to the health and care of slaughterhouses and meat supply centers can be concerns for the public health.
Keywords: E. coli, Shiga toxin, Meat-contact Surfaces, Virulence gene -
Pages 25-33Introduction
Propolis is one of the most important bee byproducts that, due to its high antimicrobial properties, has the potential to be used as a food additive. This study investigated the effects of aqueous and ethanolic extracts of propolis on the microbial load of raw milk.
Materials and methodsRaw milk samples containing0.1, 0.5, 1, and 2% ethanolic extracts and 0.5, 1, 3, and 5% aqueous extracts were prepared. The treatments were incubated at 4 °C and 25 °C and were cultivated by pour-plate technique in PCA medium during storage times of 0, 2, 24, 48, and 72 hours. By a total count of microorganisms, the effects of different concentrations of propolis extracts on the microbial load of raw milk were investigated. The chemical compounds of the extracts were identified by gas chromatography–mass spectroscopy (GC-MS) analysis.
ResultsAt 25 °C, all concentrations of aqueous and ethanolic extracts affected the microbial load of raw milk, but at low concentrations, such effects were observed after 24 hours. Aqueous and ethanolic extracts of propolis at 25 °C compared to 4 °C in lower concentrations showed more antimicrobial activity. It was also found that propolisextracts need time to exhibit high antimicrobial activity. Forty-onecompounds were identified with the dominance of phenolic and flavonoid compounds. Discussion and
conclusionThe antimicrobial properties of the tested propolis extracts can be attributed to the high amounts of phenolic and flavonoid compounds and the use of this bee product as an additive is recommended.
Keywords: Propolis, Aqueous extract, Ethanolic extract, Load of microbial, Raw milk -
Pages 35-45Introduction
Vitamin B12 is a key factor in many growth-related processes in the human body and its large-scale industrial production is carried out using microorganisms, especially Propionibacterium freudenreichii. The aim of this study was to evaluate the effect of folic acid, methionine, and oxygen on the optimal production of vitamin B12 and Dry Cell Weight (DCW) of this bacterium.
Materials and methodsBacteria were maintained in four different conditions including anaerobic conditions and different concentrations of folic acid, aerobic conditions and different concentrations of folic acid, anaerobic conditions and different concentrations of folic acid and methionine 0.05% (w/v), aerobic conditions and different concentrations of folic acid and methionine 0.05% (w/v).
ResultsThe maximum production of vitamin B12 and DCW was obtained in 750 mg / L of folic acid in the presence of methionine and aerobic conditions. By increasing the concentration of folic acid up to 1000 mg / L, the amount of vitamin B12 production and dry weight of the bacterium decreased. Discussion and
conclusionDue to the effect of folic acid on the fermentative processes of Propionibacterium freudenreichii, the present study could be an effective optimization to increase the final production of vitamin B12. Based on the above findings, aerobic conditions along with the presence of methionine can be effective in improving vitamin B12 production and this optimization may help as an effective strategy to improve vitamin B12 production at the industrial level.
Keywords: Vitamin B12, Propionibacterium freudenreichii, Folic acid, Methionine, High-performance liquid chromatography (HPLC) -
Pages 47-57Introduction
Bacteria in cold ecosystems play a vital role in biochemical cycles, the biodegradation of pollutants, and biotechnology. For this reason, the identification and evaluation of their extracellular enzymes have received a lot of attention in recent years.
Materials and methodsIn this study, 43 psychrophilic or psychrotolerant bacteria were characterized from alpine soils on different culture media. The ability to produce extracellular enzymes by these bacteria was studied.
ResultsThese bacteria belonged to the four major phyla including Actinobacteria, Firmicutes, Proteobacteria, and Bacteroidetes.A total of nine genera were identified among which Pseudomonas, Arthrobacter, and Bacillus were the most abundant.
Discussion andconclusionAll of the obtained strains have the ability to produce at least one extracellular enzyme; proteolytic and amylolytic activities were the highest among these strains. Cellulase and pectinase activities were observed in 44 and 22 percentage of these strains. This study was the first report on psychrophilic and psychrotolerant bacteria in the Zagros Mountains (Oshtorankuh) and their extracellular enzyme production. The present study indicated that a wide range of bacteria in cold native ecosystems of Iran can be a suitable source for cold active enzymes.
Keywords: Alpine Iran, Cold Active Enzyme, Psychrophile, Psychrotolerant Bacteria