فهرست مطالب

زیست شناسی میکروارگانیسم ها - پیاپی 40 (زمستان 1400)

فصلنامه زیست شناسی میکروارگانیسم ها
پیاپی 40 (زمستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/10/19
  • تعداد عناوین: 10
|
  • ریحانه یگانه، مریم تاج آبادی ابراهیمی*، مینا رمضانی صفحات 1-8
    مقدمه

     امروزه باکتری های پروبیوتیک مانند لاکتو باسیل ها به عنوان یکی از عوامل پیشگیری کننده ابتلا به بسیاری از بیماری ها ازجمله سرطان شناخته شده اند. هدف مطالعه حاضر، بررسی آثار سمیت سلولی محلول رویی باکتری پروبیوتیک لاکتوباسیلوس پاراکازیی (IBRC_10784) روی رده سلولی سرطان پانکراس (ASPc-1) و آنالیز بیان ژن های آپپتوزی bax، Bcl2 و DPC4 بود.

    مواد و روش‏‏ها

     مطالعه حاضر روی رده سلولی سرطانی پانکراس انجام شد و اثر محیط کشت و فراورده لاکتوباسیلوس پاراکازیی روی بیان ژن های دخیل در آپوپتوز و همچنین ژن DPC4 مطالعه شد. باکتری در محیط کشت اختصاصی MSR broth کشت داده و در انکوباتور CO2دار به مدت 48 ساعت گرماگذاری شد. پس از مشاهده رشد باکتری، محیط کشت در شرایط rpm 9000 به مدت 5 دقیقه سانتریفیوژ و محلول رویی جدا شد. سپس با استفاده از فیلتر سرنگی، این محلول استریل و در مراحل بعدی استفاده شد. در ادامه، سلول های AsPC-1 با محلول رویی کشت باکتری تیمار 24 ساعته شدند و پس از آن، استخراج RNA و ساخت cDNA انجام شد. سپس واکنش Q-PCR انجام شد.

    نتایج

    نتایج نشان دادند محلول رویی کشت باکتری لاکتوباسیلوس پاراکازیی می تواند میزان بیان ژن های مطالعه شده را تغییر دهد؛ به طوری که بیان ژن bax را 86/1 برابر نسبت به ژن رفرنس افزایش داد. همچنین، بیان ژن bcl-2 را نسبت به ژن رفرنس 56/4 برابر کاهش داد. نکته درخور توجه در تغییر بیان ژن DPC4 بود؛ به طوری که بیان این ژن نسبت به ژن رفرنس به مقدار 67/2 برابر افزایش یافت و این مقدار تغییر بیان، معنادار (P< 0.005) بود.

    بحث و نتیجه‏ گیری

     مطابق با نتایج ما به نظر میرسد که افزایش بیان ژن سرکوبگر تومور DPC4 که از عوامل ضروری در مسیر TGF-β میباشد می تواند در سرکوب سرطان پانکراس مهم باشد.

    کلیدواژگان: لاکتوباسیل پاراکازئی، پروبیوتیک، رده سلولی AsPC-1، سمیت سلولی، آپپتوز
  • عاطفه صالح بختیاری، زهرا اعتمادی فر، ماتیا سادات برهانی* صفحات 9-22
    مقدمه

    ریزموجودات اکسترموفیل مقاوم به اشعه می توانند میزان زیادی کاروتنویید تولید کنند؛ باوجوداین، بهینه سازی تولید متابولیت های آنها برای اهداف تجاری با مقیاس وسیع ضروری است. هدف مطالعه حاضر، بررسی تولید رنگدانه های کاروتنوییدی یک سویه اکسترموفیل است که ازنظر فیلوژنتیکی به جنس سلولزی میکروبیوم نزدیک است و تاکنون گزارشی درباره آن ارایه نشده است.

    مواد و روش‏‏ها

    اثر منابع کربنی و نیتروژنی مختلف بر زیست توده میکروبی و تولید رنگدانه سویه مطالعه شده با استفاده از رهیافت یک-فاکتور-در-یک- زمان بررسی شد. فعالیت آنتی اکسیدانی رنگدانه با استفاده از آزمون های به دام اندازی رادیکال های آزاد و قدرت احیاکنندگی یون های آهن فریک بررسی شد؛ به علاوه، خاصیت ضدمیکروبی و سمیت سلولی عصاره رنگدانه به ترتیب به روش های انتشار در آگار و سنجش فعالیت متابولیکی سلولی مطالعه شدند.

    نتایج

    بیشترین رنگیزه کاروتنوییدی تولیدی سویه مطالعه شده در محیط کشت تخمیری حاوی 1 گرم برلیتر عصاره مخمر و 1 گرم برلیتر گلوکز (5/22 میلی گرم برلیتر) به دست آمد که 7/10 برابر شرایط غیربهینه (1/2 میلی گرم برلیتر) بود. نصف بیشترین غلظت موثر (EC50) رنگدانه به ترتیب در آزمون های به دام اندازی رادیکال های آزاد و قدرت احیاکنندگی یون های آهن فریک برابر با 97/10 میلی گرم برمیلی لیتر و 02/6 میکروگرم برمیلی لیتر شد؛ همچنین رنگدانه این سویه هیچ گونه فعالیت سمی و مهارکنندگی نسبت به رده سلولی فیبروبلاست انسانی نشان نداد.

    بحث و نتیجه‏ گیری

     در مقایسه با مطالعه های گذشته، عصاره کاروتنوییدی سویه AZ فعالیت آنتی اکسیدانی درخور توجهی از خود نشان داد؛ بنابراین، مطالعه حاضر پایه ای برای استفاده های بعدی از سویه سلولزی میکروبیوم AZ به عنوان ریزموجود نویدبخش برای تولید تجاری کاروتنوییدها در صنایع غذایی یا ضدآفتاب (به علت فعالیت آنتی اکسیدانی و غیرسیتوتوکسیک رنگدانه کاروتنوییدی آن) است.

    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، کاروتنوئید، سلولزی میکروبیوم، سمیت سلولی، بهینه سازی
  • محسن اباذری*، پرویز اولیا، غلامرضا زرینی، حسن اقدسی نیا صفحات 23-36
    مقدمه

    متانوتروف ها، میکروارگانیسم هایی هستند که در کاهش 15 درصد از غلظت کل متان محیطی نقش دارند؛ این باکتری ها می توانند متان را به متانول اکسید کنند. متان، گاز گلخانه ای آلاینده جو است که همراه با توسعه جوامع، غلظت آن افزایش یافته و تهدیدی جدی برای محیط و بقای حیات روی کره خاکی است. نامساعدی محتمل آب و هوای آینده به همراه کاربرد گسترده انواع مختلف آفت کش ها، استفاده از باکتری های متانوتروف مقاوم به این شرایط را ضروری می کند. مطالعه حاضر روی جداسازی و بررسی اختصاصی باکتری های متانوتروف Methylocystis تمرکز یافته است.

    مواد و روش‏‏ها

     پس از جداسازی سویه های باکتریایی از باتلاق ها، رودخانه ها و شالیزارها، نمونه ها با کشت در محیط های غنی از گاز متان تغلیظ و با رقیق سازی متوالی و پاساژهای متناوب در محیط های مایع و جامد، تخلیص شدند؛ ضمن شناسایی مولکولی، محیط کشت مناسب سویه های Methylocystis به نام Methylocystis Culture (MOC) طراحی شد. به منظور ارزیابی بقا، سویه ها در شرایط مختلف با تغییر پارامترهای مهمی مانند دما، pH، شوری و خشکی در MOC کشت داده شدند؛ همچنین سویه ها از نظر مقاومت به آفت کش ها بررسی شدند. کاهش گاز متان در فضای فوقانی محیط کشت هر سویه، ضمن تطابق با نمونه های کنترل به عنوان اکسیداسیون متان آن سویه در نظر گرفته شد.

    نتایج

    سرعت اکسیداسیون گاز متان برای محیط کشت های چند سویه به طور in vitro تعیین شد. منحنی رشد سویه ها ترسیم شد. طبق نتایج، متانوتروف های Methylocystis قدرت بقای زیادی در شرایط مختلف داشتند، به آفت کش های رایج مقاوم بودند و بیشتر از 75 درصد گاز متان را طی دوره چهارده روزه مصرف کردند.

    بحث و نتیجه‏ گیری

    باکتری های متانوتروف Methylocystis می توانند در کاهش انتشار متان به جو و تغییرات جوی آینده اهمیت داشته باشند.

    کلیدواژگان: توانایی، سازگاری، اکسیداسیون متان، متانوتروف، بهینه سازی، آفت کش، شالیزار، رودخانه، باتلاق
  • الهام زمانی، فروغ سنجریان*، ابراهیم محمدی گل تپه، ناصر صفایی صفحات 37-52
    مقدمه

    قارچ  Zymoseptoria tritici بیمارگر دیمورفی است که تغییر در الگوی رشد آن نقشی اساسی در ایجاد بیماری دارد. به همین جهت، پروتیینTup1،که یک سرکوبگر رونویسی عمومی و تنظیم کننده شناخته شده ای برای تغییر شکل است، کاندیدای واجد شرایط برای مطالعه مقدماتی در این بیمارگر است.

    مواد و روش‏‏ها

    با استفاده از Saccharomyces cerevisiae Tup1p  بعنوان مدل، دومین های عملکردی پروتیین با استفاده از نرم افزار InterPro (Pfam) ترسیم شد. سپس ساختار سوم Zt.Tup1p توسط نرم افزار  InterPro (Pfam)نشان داده شد. سرانجام ، میزان بیان Zt.Tup در شرایط in vitro  و in vivo توسط Real-Time RT-PCR ارزیابی شد.

    نتایج

    پروتیین Zt.Tup1p دارای ساختارهای عمومی موجود در در سایر پروتیین های یوکاریوتی شبهTup ، شامل دومین N-ترمینال، منطقه میانی محافظت نشده و یک دومین C- ترمینال با هفت تکرار WD است. همچنین نتایج نشان داد که دو المنت غنی از گلوتامین (Q1, Q2) موجود در S. cerevisiae، در ساختار Zt.Tup1p وجود ندارد. نتایج مشخص کردند که بیان ژن Zt.tup1 در مرحله میسلیومی افزایش می یابد. بعلاوه افزایش بیان ژن در روزهای 14 و 24 بعد از تلقیح به گیاه نیز مشاهده شد.

    بحث و نتیجه ‏گیری

     وجود هفت تکرار WD محافظت شده در Zt.Tup1p و سایر قارچ های مرتبط نشان می دهد که این دومین های عملکردی نقش مهمی در زندگی این میکروارگانیسم ها دارند. با توجه به داده های مطالعه حاضر، بیان بالای ژن Zt.tup1 در مرحله میسلیوم نشان می دهد که این پروتیین ممکن است نقش مهمی در توسعه میسلیوم و تشکیل کونیدی داشته باشد.علاوه بر این، افزایش بیان در زمان نکروتروفی که با توسعه پیکنیدی مشخص می شود، نشانگر این است که ژن ممکن است نقشی اساسی در رشد و بیماری زایی Z. tritici داشته باشد.  مطالعه حاضر را می توان بعنوان شروع یک نظریه پردازی جدید و جامع برای شفاف سازی عملکردهای دقیق این ژن در طول رشد و بیماری زایی در نظر گرفت.

    کلیدواژگان: بیان ژن، بیماری زایی، تکرارهای WD، Tup1، Zymoseptoria tritici
  • آرزو کاشانیان، ناصر پنجه که، فاختک طلیعی* صفحات 53-69
    مقدمه

    اندوفیت ها یا درون رست ها گروه بزرگ و متنوعی از ریزموجوداتی اند که بدون ایجاد علایم در بافت ها یا اندام های گیاهان زندگی می کنند. اندوفیت ها نقش مهمی در حفاظت از گیاه در برابر تنش های زیستی و غیرزیستی دارند. هدف مطالعه حاضر جداسازی و شناسایی قارچ های اندوفیت در Corylus avellana L. و ارزیابی اثرات احتمالی بافت های مختلف و شرایط جغرافیایی بر جوامع آنها بود.

    مواد و روش‏‏ها

     نمونه گیری از اندام های سالم (برگ، ساقه و ریشه) گیاه فندق در استان های گلستان، مازندران، گیلان، اردبیل، زنجان و قزوین در شمال و شمال غربی ایران انجام شد. به دنبال ضدعفونی سطحی، قارچ های اندوفیت با استفاده از تکنیک های استاندارد کشت، جداسازی و براساس مشخصات ریخت شاسی شناسایی شدند. نمایندگان هر گونه به روش مولکولی و توالی یابی نواحی ITS ‐rDNA، LSU، TEF1 و β-tubulin شناسایی شدند. داده ها با استفاده از شاخص های تنوع و تحلیل تناظری (CA) تجزیه و تحلیل شدند.

    نتایج

    درمجموع، 791 جدایه قارچی اندوفیت از برگ های سالم (39 درصد)، ساقه ها (65/35 درصد) و ریشه ها (16/25 درصد) به دست آمد که به 24 گونه قارچی متعلق به هفت راسته در چهار رده قارچی طبقه بندی شدند که شامل Dothideomycetes (Capnodiales و Pleosporales)، Sordariomycetes (Diaporthales و Hypocreales)، Eurotiomycetes (Eurotiales و Chaetothyriales) و Agaricomycetes (Polyporales) بودند. Ascomycota و Basidiomycota به ترتیب 2/96 و 8/3 درصد از جدایه ها را تشکیل دادند. ساقه و ریشه به ترتیب بیشترین و کمترین میزان کل کلونیزاسیون و شاخص های تنوع قارچ های اندوفیت را داشتند. همچنین، شاخص های تنوع اندوفیت ها در گیلان از سایر استان های مورد مطالعه بیشتر بودند.

    بحث و نتیجه‏ گیری

     فراوانی و تنوع اندوفیت های قارچی در گیاه  C. avellana تاثیرگرفته از عواملی مانند شرایط جغرافیایی، تنوع زیستی و نوع بافت اند؛ بنابراین، آگاهی از ویژگی‎های بافت های مختلف گیاهی، مکان های متعدد نمونه برداری و شاخص های اکولوژیکی مربوط به آنها، به درک علت وجود تنوع زیستی بالا در جمعیت قارچ‎های اندوفیت مربوط به یک گونه گیاهی خاص کمک می کند.

    کلیدواژگان: تنوع زیستی، Corylus avellana، اندوفیت ها، توزیع قارچ، بافت های داخلی
  • فرشاد درویشی*، امین زارعی، کاترین مادزاک صفحات 71-79
    مقدمه

    گلوکز اکسیداز به عنوان یک آنزیم تجاری در صنایع پزشکی، دارویی و غذایی مورد توجه است. بهینه سازی محیط و شرایط تخمیر برای افزایش تولید گلوکز اکسیداز هترولوگ مهم است. هدف از مطالعه حاضر، بهینه سازی تولید گلوکز اکسیداز در یک سویه نوترکیب مخمر یارروویا لیپولیتیکا ازطریق روش های آماری بود.

    مواد و روش‏‏ها

    روش سطح پاسخ به عنوان یک روش آماری به منظور طراحی آزمایش برای بهینه سازی تولید گلوکز اکسیداز نوترکیب توسط مخمر یارروویا لیپولیتیکا استفاده شد. سپس از شرایط بهینه شده برای تولید گلوکز اکسیداز در کشت بیوراکتور استفاده شد.

    نتایج

    تولید گلوکز اکسیداز پس از بهینه سازی محیط در کشت ارلن تا 570 واحد در لیتر افزایش یافت که 2 برابر بیشتر از محیط غیربهینه شده است. در کشت بیوراکتور با استفاده از محیط بهینه شده حاوی گلوکز و ساکارز به عنوان منابع کربن، تولید گلوکز اکسیداز پس از دو و شش روز به ترتیب به 720 و 730 واحد در لیتر رسید.

    بحث و نتیجه‏ گیری

    نتایج این مطالعه، اطلاعات ارزشمندی درباره بهینه سازی آماری توسعه فرایند زیستی برای تولید پروتیین هترولوگ در مخمر یارروویا لیپولیتیکا ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: یاروویا لیپولیتیکا، گلوکز اکسیداز، بهینه سازی، روش سطح پاسخ، بیوراکتور
  • مطهر امینی، شهریار شاکری*، محمدحسن فضائلی پور صفحات 81-93
    مقدمه

    دوکوزاهگزانوییک اسید، اسیدچرب غیراشباع با چندین پیوند دوگانه است که نقش مهمی در جلوگیری از بیماری های قلبی و عروقی دارد. آغازیان ترایوستوکیترید خصوصا سویه های آیورانتیوکیتریوم یکی از تولیدکننده های اصلی این اسیدچرب امگا 3 هستند. افزایش بیومس، روغن و محتویات دوکوزاهگزانوییک اسید در سویه آیورانتیوکیتریوم ازطریق خوراک دهی گلوکز یا گلیسرول در سیستم تخمیری 3 لیتری از اهداف اصلی تحقیق است.

    مواد و روش‏‏ها

     سویه بومی آیورانتیوکیتریوم qe-4 (KR091914.1) برای تولید دوکوزاهگزانوییک استفاده شد. گلیسرول و گلوکز به عنوان منبع کربن در محیط کشت استفاده شدند. رشد سلولی، تولید روغن و دوکوزاهگزانوییک اسید در سویه آیورانتیوکیتریوم در شرایط کشت خوراک دهی شده در فرمانتور 3 لیتری مطالعه شدند.

    نتایج

    نتایج نشان دادند نسبت کربن به نیتروژن برابر با 5/1 و محیط کشت شامل 30 گرم بر لیتر گلیسرول، 10 گرم بر لیتر پپتون و 10 گرم بر لیتر عصاره مخمر، سویه بومی آیورانتیوکیتریوم به ترتیب 2/30، 8/8 و 7/1 گرم بر لیتر بیومس، روغن و دوکوزاهگزانوییک اسید تولید کرده است. همچنین، این سویه در نسبت کربن به نیتروژن برابر با 2 و محیط کشت شامل 40 گرم بر لیتر گلوکز، 20 گرم بر لیتر سدیم گلوتامات و 6 گرم بر لیتر عصاره مخمر به ترتیب 6/27، 5/12 و 45/1 گرم بر لیتر بیومس، روغن و دوکوزاهگزانوییک اسید تولید کرده است. میزان اکسیژن محلول کمتر از 3 درصد اشباع برای تولید دوکوزاهگزانوییک اسید مناسب بود.

    بحث و نتیجه ‏گیری

    در طول فرایند تخمیر، میزان اکسیژن محلول و نسبت کربن به نیتروژن، فاکتورهای حیاتی اند که بر تولید دوکوزاهگزانوییک اسید تاثیر می گذارند. این نتایج نشان دادند سویه بومی آیورانتیوکیتریوم در حضور گلیسرول نسبت به گلوکز، کارآیی بهتری در تولید دوکوزاهگزانوییک اسید دارد.

    کلیدواژگان: آئورانتیوکیتریوم، دوکوزاهگزانوئیک اسید، اکسیژن محلول، کشت خوراک دهی شده، تخمیر
  • سمیه نجفی درچه، مرجان عابدی، سهیلا رهگذر*، جمال مشتاقیان، داریوش طالعی، اردشیر طالبی صفحات 95-103
    مقدمه

    موش های نود نقص سیستم ایمنی دارند و بیشتر به عنوان مدل های جانوری برای بیماری های انسانی استفاده می شوند. باوجود ارزش زیاد این حیوانات و هزینه های گزاف نگهداری آنها در تحقیقات مختلف، مطالعات انجام شده در خصوص حذف موانع عفونی اجتناب ناپذیری که ممکن است حین پژوهش رخ دهد، بسیار محدود است. مطالعه حاضر، یک راهنمای عملی برای شناسایی و حذف عفونت های احتمالی ایجادشده در مدل های موشی نود ارایه می دهد.

    مواد و روش‏‏ها

     در این تحقیق پس از پیوند رده سلولی سرطان خون انسانی به موش های نودC57BL/6 ، وزن بدن حیوانات به صورت روزانه اندازه گیری شد. پس از بروز مرگ ناگهانی و پی در پی 7 موش ، بستر آنها به سرعت تعویض شد و قفس ها، غذا و ظروف آب مجددا ضد عفونی شدند. همچنین، نمونه خون با استفاده از سیستم رادیومتریک بک تک بررسی شد و آنتی بیوتیک های موثر بر مبنای آزمون های مهار رشد میکروبی انتخاب شدند.

    نتایج

    پروتیوس وولگاریس و کلپسیلا پنومونیا به ترتیب با آزمون های رادیومتریک شناسایی شدند. بر اساس آزمایش های حساسیت ضد میکروبی، موش های بیمار، با سیپروفلوکساسین خوراکی (mg/kg 132) به مدت دو هفته و سپس با سیفکسیم (mg/kg 500) به مدت یک هفته تیمار شدند. در عفونت دوم، دوز پایینی از سیفکسیم (mg/kg 132) نیز به صورت پروفیلاکتیک تجویز شد. پس از پایان دوره درمان، حذف عفونت میکروبی در موش های بیمار گزارش شد. همچنین تا پایان دوره آزمایش هیچ نوع عفونتی در موش های سالم مشاهده نشد.

    بحث و نتیجه‏ گیری

     نتایج این تحقیق نشان می دهند نظارت دقیق بر سلامتی مدل های موشی امکان شناسایی عفونت های احتمالی در آنها را فراهم می کند. سیپروفلوکساسین و سیفکسیم، آنتی بیوتیک های انتخابی برای حذف عفونت های پروتیوس وولگاریس و کلپسیلا پنومونیا هستند. همچنین، استفاده از دوز پایین آنتی بیوتیک به صورت پروفیلاکتیک، از بروز عفونت های محتمل جلوگیری می کند و ضمن حفظ جان این مدل های حیوانی پر هزینه، محیطی مناسب برای انجام آزمایش های برون تنی فراهم می آورد.

    کلیدواژگان: آنتی بیوتیک، موش های نود فاقد غده تیموس، عفونت، عاری از پاتوژن های خاص
  • فرزانه بنی بیات، غلام خداکرمیان*، دوستمراد ظفری صفحات 105-113
    مقدمه

    استان همدان به دلیل شرایط آب وهوایی مناسب یکی از مهم ترین مناطق برای کاشت درختان هسته دار مانند زردآلو (Prunus armeniaca) است. بیماری شانکر درختان هسته دار ناشی ازPseudomonas syringae pv. syringae یکی از جدی ترین بیماری ها در این استان، ایران و سراسر جهان است. مطالعه به منظور شناسایی عامل بیماری انجام شد.

    مواد و روش‏‏ها

    نمونه های زردآلوی بیمار در اوایل بهار و اواخر پاییز سال 1397 جمع آوری شدند. از نمونه های جمع آوری شده، 130 استرین باکتریایی جداسازی شدند که 65 استرین براساس رنگ و نوع پرگنه ها برای مطالعات بیشتر انتخاب شدند. از روش SDS-PAGE  برای گروه بندی استرین های نماینده استفاده شد. بیماری زایی استرین ها در نهال های زردآلو در شرایط گلخانه بررسی شد. استرین های مطالعه شده براساس ویژگی های فنوتیپی، با استفاده از روش های استاندارد باکتری شناسی و بررسی توالی ژن  16S rRNAشناسایی شدند.

    نتایج

    30 استرین، حساسیت زیادی روی برگ های شمعدانی نشان دادند. با توجه به الگوی پروتیین های محلول سلولی روی ژل پلی اکریل آمید، استرین ها در 7 گروه قرار گرفتند. نتیجه بلاست توالی ژن 16S rRNA از این استرین، تشابه 7/98 درصد با P. syringae NCPPB 281 را نشان داد. استرین دیگر (استرین FB46) به دلیل تشابه 33/95 درصد با  Pantoea agglomerans RSG19 توسط بلاست توالی ژن 16S rRNA، به عنوان P. agglomerans شناخته شد.

    بحث و نتیجه ‏گیری

     نتایج به دست آمده با یافته های واصبی و همکاران مطابقت دارد. آنها P. syringae را به عنوان عامل بیماری شانکر زردآلو در استان آذربایجان شرقی جدا کردند. همچنین، P. agglomerans به عنوان یکی از عوامل مرتبط با میوه های هسته دار، میوه های دانه دار و درختان گردو در استان البرز گزارش شده است. این نخستین گزارش از وجود Pseudomonas syringae به عنوان عامل بیماری شانکر زردآلو در استان همدان است و باکتری Pantoea agglomerans برای نخستین بار در جهان به عنوان عامل ایجادکننده علایم شانکر زردآلو معرفی شده است.

    کلیدواژگان: بیماری شانکر زردآلو، Pseudomonas syringae، Pantoea agglomerans، 16S rRNA
  • فرزانه نوبخت، حسن محبت کار*، ماندانا بهبهانی صفحات 115-126
    مقدمه

    این مطالعه با هدف بررسی اثر پروبیوتیک های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس پلانتاروم به صورت تنها و همراه با هم (سینرژیسم)، بر سیستم ایمنی، فاکتورهای رشد و درصد زنده مانی ماهی قزل آلای رنگین کمان انجام گرفت.

    مواد و روش‏‏ها

    در سطح اول یا in vitro عصاره باکتریوسین باکتری های مدنظر با دستگاه خشک کن انجمادی، تغلیظ و در آزمون های ضدمیکروبی علیه عوامل بیماری زای ماهی ایروموناس هیدروفیلا با روش میکرودایلوشن استفاده شد. پس از آن با آزمون MTT اثر این عصاره بر لنفوسیت های خون ماهی بررسی شد. در سطح دوم یا in vivo، پس از خوراک دهی ماهیان هر تیمار با CFU 108 باکتری در مدت 60 روز، شاخص های رشد ازجمله درصد افزایش وزن، ضریب رشد ویژه و میزان رشد روزانه محاسبه شدند. پس از آن، با خونگیری از ماهی قزل آلا افزایش لنفوسیت های خون نیز بررسی شد. درنهایت، با چالش آلوده سازی تیمارها با باکتری بیماری زای کرایزوباکتریوم آکواتیکوم، میزان زنده مانی ماهیان پس از تغذیه با پروبیوتیک ها بررسی شد.

    نتایج

    در هر دو سطح، لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس بیشترین تاثیر را بر فاکتورهای رشد و سیستم ایمنی ماهی داشته و لنفوسیت های خون را به صورت معنی داری افزایش داده است (p<0.05). همچنین، آزمون سنجش خاصیت ضدمیکروبی میکرودایلوشن برای این لاکتوباسیل توانست بیش از 90 درصد تعداد کلونی های آیروموناس هیدروفیلا را کاهش دهد. تیمار تغذیه شده با این لاکتوباسیلوس نیز بیشترین درصد زنده مانی در اثر چالش آلوده سازی را داشت. پس از آن، تیمار هم افزایی و در آخر تیمار لاکتوباسیلوس پلانتاروم قرار داشت که هر دو نسبت به شاهد افزایش معنی داری در شاخص های بررسی شده ایجاد کردند.

    بحث و نتیجه ‏گیری

    درنهایت، می توان نتیجه گرفت استفاده از این پروبیوتیک ها باعث بهبود شاخص های رشد و تحریک سیستم ایمنی با افزایش تعداد لنفوسیت ها و کاهش اثر باکتری های بیماری زا می شود.

    کلیدواژگان: تست ضدمیکروبی، ماهی قزل آلای رنگین کمان، لنفوسیت سیستم ایمنی، لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، لاکتوباسیلوس پلانتاروم
|
  • Reihane Yeganeh, Maryam Tajabadi Ebrahimi *, Mina Ramezani Pages 1-8
    Introduction

    Nowadays, probiotic bacteria such as Lactobacilli have been recognized as promising agents to prevent a large number of diseases, including cancer. This study aimed to evaluate the cytotoxic effects of Lactobacillus paracasei (IBRC_10784) extract on pancreatic cancer cell line ASPc-1 and to analyze the expression of bax, Bcl2, and DPC4 apoptotic genes.

    Materials and methods

    This study was conducted on ASPC-1 pancreatic adenocarcinoma cell line to assess the effects of culture medium and Lactobacillus paracasei products on the expression of genes involved in apoptosis as well as DPC4 gene expression. Lactobacillus paracasei was cultured on specialized MSR broth medium and incubated for 48 hours in a CO2 incubator. After observing the growth of bacteria, the culture medium was centrifuged for 5 minutes at 9000 rpm and the supernatant was removed. Then, the supernatant was sterilized by a 0.22-micron syringe filter and was used in the subsequent steps. In the next step, AsPC-1 cells were treated with supernatant solution for 24 hours, followed by RNA extraction and cDNA synthesis. The Q-PCR reaction was performed using specific primers.

    Results

    The findings of this research showed that the supernatant solution of Lactobacillus paracasei culture was able to change the expression of the studied genes, so that the expression of bax gene increased 1.86 times relative to the reference gene. Moreover, the expression of bcl-2 gene decreased by 4.56 folds compared to the reference gene. A notable point was the changing expression of DPC4 gene, which significantly increased to 2.67 folds in comparison to the reference gene (P<0.005).

    Discussion and conclusion

    According to the results of the present study, it seems that the increased expression of DPC4 tumor suppressor gene, which is one of the essential factors in TGF-β pathway, may be important in suppressing pancreatic cancer.

    Keywords: Lactobacillus paracasei, Probiotic, AsPC-1 Cell Line, Cytotoxicity, Apoptosis
  • Atefeh Salehibakhtiyari, Zahra Etemadifar, Matia Sadat Borhani * Pages 9-22
    Introduction

    The radiation-resistant extremophile microorganisms can produce high amounts of carotenoids. However, the optimization of their metabolite production is critical for large-scale commercial purpose. This study aimed to investigate the production of carotenoid pigments by an extremophile strain phylogenetically close to the genus Cellulosimicrobium that has not been reported so far.

    Materials and methods

    The influence of various carbon and nitrogen sources on the microbial biomass and pigment production of the studied strain were investigated using one-factor-at-a-time-approach. Antioxidant activity of the pigment was evaluated using free radical scavenging and ferric reducing antioxidant power. Besides, the antibacterial and cytotoxicity activity of the pigment extract were investigated using the agar well-diffusion method and cell metabolic activity assay, respectively.

    Results

    The maximum amount of carotenoid pigment produced by the studied strain was achieved in the fermentation medium containing 1g/L yeast extract and 1g/L glucose (22.5 mg /L) that was 10.7 fold more than the unoptimized conditions (2.1 mg/L). The half-maximal effective concentration (EC50) values of the pigment were evaluated as much as 10.97 mg/mL and 6.02 μg/mL in the free radical scavenging and ferric reducing antioxidant power assay, respectively. Also, the pigments of this strain showed no toxic and inhibitory effect on the human fibroblast cell line.

    Discussion and conclusion

    As compared to previous studies, the carotenoid pigment extract of strain AZ displayed strong antioxidant activity. Therefore, the present study lays a foundation for future utilizations of Cellulosimicrobium strain AZ as a promising microorganism for commercial production of carotenoids in the food industry or sunscreens due to the antioxidant and non-cytotoxic activity of its carotenoid pigment.

    Keywords: Antioxidant, Carotenoid, Cellulosimicrobium, Cytotoxicity, Optimization
  • Mohsen Abazari *, Parviz Owlia, Gholamreza Zarrini, Hassan Aghdasinia Pages 23-36
    Introduction

    Methanotrophs are microorganisms that play an important role in reducing up to 15% of environmental CH4 concentration. These bacteria can oxidize methane to methanol. Methane is an atmosphere-polluting greenhouse gas with increasing atmospheric concentrations and is considered a serious threat to the environment and the sustenance of life on the planet. Possible unfavorable future weather and the extensive use of different types of pesticides necessitate the use of methanotrophic bacteria that are resistant to these conditions. The present study focused on the isolation and specific study of Methylocystis methanotrophic bacteria.

    Materials and Methods

    The bacterial strains were isolated from different environments such as wetlands, rivers, and paddy fields. The isolated strains were concentrated with Methane gas enriched cultures and purified by serial dilution-extinction, alternating liquid, and solid subcultures. Then, molecular identification was performed and a suitable culture medium was designed for Methylocystis strains in the name of Methylocystis Culture (MOC). Strains were cultured in MOC to evaluate their viability in different conditions by changing important parameters such as the temperature, pH, salinity, and drought. In addition, they were affected by pesticides. The methane gas reduction in the upper space of the culture medium of each strain, in accordance with the control samples, is considered as the methane oxidation of that strain.

    Results

    Methane gas oxidation rate was determined in vitro for the cultures of several strains. The growth curve of the strains was plotted. According to the results, Methylocystis methanotrophs had high survivability in different conditions and were resistant to common pesticides, and consumed more than 75% of methane gas over a period of 14 days.

    Discussion and Conclusion

    Methylocystis methanotrophic bacteria can greatly reduce the release of methane into the atmosphere and alter the fate of the atmosphere.

    Keywords: Ability, compatibility, Methane Oxidation, Methanotroph, Optimization, Pesticide, Rice field, River, Wetland
  • Elham Zamani, Forough Sanjarian *, Ebrahim Mohammadi Goltapeh, Naser Safaie Pages 37-52
    Introduction

    Zymoseptoria tritici is a dimorphic pathogenic fungus in which switching growth pattern plays a crucial role in diseases development. Therefore, Tup1 protein, the global transcriptional repressor which is a well-known regulator of dimorphism might be a qualified candidate for preliminary study in the pathogen.

    Materials and methods

    Using Saccharomyces cerevisiae Tup1p as a model, the functional domains of the protein were plotted using InterPro software. Then Zt.Tup1p tertiary structure were represented by accelrys DS visualize software. Finally, the in vitro and in vivo levels of expression of Zt.Tup were evaluated by real Time RT-PCR.

    Results

    Zt.Tup1p included public structures available in the other Tup1-like eukaryotic proteins, with an N-terminal domain, a poorly conserved middle region and a C-terminal domain with seven WD repeats. Also, the results showed that the two glutamine-rich elements (Q1 and Q2) contrary to which was identified in the S. cerevisiae, do not exist in Zt.Tup1p structure. The results were indicated that the expression level of Zt.tup1 up-regulate during mycelial stage. In addition, Zt.Tup1p was partly up-regulated in 14 and 24th post-inoculation.

    Discussion and conclusion

    The presence of seven conserved WD repeats in C terminal domain of Zt.Tup1p and the other related fungi indicates that these functional domains play an important role in the life of these microorganisms. According to the data of the present study, the up-regulation of Zt.tup1 gene during mycelial stage suggests that it may play a major role in mycelium development than in conidia formation. Furthermore, it’s up-regulation during necrotrophy which are characterized by the development of pycnidia shows that the gene may play a key role in the growth and pathogenicity of Z. tritici. The present study can be considered as promising new leads for starting a new comprehensive survey for clarifying this gene detailed functions during the development and pathogenicity.

    Keywords: Expression level, Pathogenicity, Tup1, WD repeats, Zymoseptoria tritici
  • Arezoo Kashanian, Naser Panjekeh, Fakhtak Taliei * Pages 53-69
    Introduction

    Endophytes are a large and diverse group of microorganisms living in the plants’ tissues and/or organs without causing any symptoms. Endophytes play an important role in plant protection against biotic and abiotic stress. The aim of the present study was to isolate and identify endophytic fungi in Corylus avellana L. and evaluate the possible effects of different tissues and geographical conditions on their communities.

    Materials and Methods

    Plant sampling of healthy tissues (leaf, stem, and root) of the hazelnut plants was carried out in Golestan, Mazandaran, Guilan, Ardabil, Zanjan, and Qazvin provinces in north and northwest of Iran. Following surface sterilization, endophytic fungi were isolated using standard culturing techniques and identified based on morphological characteristics. Representatives of each taxon were subjected to molecular identification based on ITS ‐rDNA, LSU, TEF1, and β-tubulin sequences. Data were analyzed using diversity indices and correspondence analysis (CA).

    Results

    In total, 791 endophytic fungal isolates were isolated from healthy leaves (39%), stems (35.65%), and roots (25.16%). The isolates were classified into 24 fungal species belonging to seven orders in four fungal classes, including Dothideomycetes (Capnodiales and Pleosporales), Sordariomycetes (Diaporthales and Hypocreales) Eurotiomycetes (Eurotiales and Chaetothyriales), and Agaricomycetes (Polyporales). Ascomycota and Basidiomycota represented 96.2% and 3.8% of the isolates, respectively. The stem and root showed the highest and lowest total colonization frequency and diversity indices of endophytic fungi respectively. Also, the diversity indices of endophytes in Guilan were higher than those in other studied provinces.

    Discussion and conclusion

    The frequency and diversity of fungal endophytes in C. avellana are under the influence of factors such as geographical conditions, biodiversity, and tissue type. Different plant tissues, multiple sites, and related ecological indicators have helped define how maximum biodiversity may be found in a fungal endophyte population in a given plant species.

    Keywords: Biodiversity, Corylus avellana, Endophytes, Fungal distribution, Inner tissues
  • Farshad Darvishi *, Amin Zarei, Catherine Madzak Pages 71-79
    Introduction

    Glucose oxidase (GOX) is considered a commercial enzyme in the medicine, pharmaceutical, and food industries. Optimization of the fermentation medium and conditions is important to increase heterologous GOX production. The current study aimed to optimize GOX production in a ‎recombinant strain of Yarrowia lipolytica via statistical techniques.

    Materials and Methods

    Response surface methodology (RSM) as a statistical technique for the design of the experiment was used for the optimization of recombinant GOX production by Y. lipolytica. Then, the optimized conditions were used for the production of GOX in bioreactor cultivation.

    Results

    GOX production was increased up to 570 U/L after optimization of the medium in flask culture which is 2 times more than the non-optimized medium. In the bioreactor culture using optimized medium containing glucose and sucrose as carbon sources, GOX production was reached 720 and 730 U/L after two and six days, respectively.

    Discussion and Conclusion

    Results of the study provided valuable information about the statistical optimization of bioprocess development for the production of heterologous protein in Y. lipolytica.

    Keywords: Yarrowia Lipolytica, Glucose oxidase, Optimization, Response Surface Methodology, Bioreactor
  • Motahar Amini, Shahryar Shakeri *, MohammadHasan Fazaelipoor Pages 81-93
    Introduction

    Docosahexaenoic acid (a polyunsaturated fatty acid) plays an important role in the prevention of arteriosclerosis and cardiovascular diseases. Thraustochytrid protists, specifically Aurantiochytrium strains, are among the main microbial producers of omega-3 fatty acid. The aim of the present study was to enhance biomass, oil, and docosahexaenoic acid (DHA) content of Aurantiochytrium sp. by glucose or glycerol feeding in a 3L-fermentation system.

    Materials and Methods

    A native strain of Aurantiochytrium sp. qe-4 (KR091914.1) was used for DHA production. Glycerol and glucose were used as a carbon source in a defined medium. Cell growth, lipid, and DHA accumulation in Aurantiochytrium sp. were studied under fed-batch cultivation by using accurate feeding techniques in a 3 L fermentor.

    Results

    The results of the present study indicated that at C/N ratio of 1.5 and medium composition of 30 g.L-1 glycerol, 10 g.L-1 peptone, and 10 g.L-1 yeast extract, the native strain of Aurantiochytrium produced 30.2 g.L-1 biomass, 8.8 g.L-1 lipid, and 1.7 g.L-1 DHA. Also at C/N ratio of 2 and medium composition of 40 g.L-1 glucose, 20 g.L-1 mono-sodium glutamate (MSG) and 6 g.L-1 yeast extract, 27.6 g.L-1 biomass, 12.5 g.L-1 lipid, and 1.45 g.L-1 DHA were produced. It was also shown that low dissolved oxygen less than 3% of saturation was efficient for DHA production.

    Discussion and conclusion

    During the fermentation process, dissolved oxygen values and carbon-to-nitrogen ratios are critical factors that influence growth and DHA synthesis in Aurantiochytrium. These results showed that the native strain of Aurantiochytrium had a better performance to produce DHA in a medium containing glycerol than glucose as the sole carbon source.

    Keywords: Aurantiochytrium sp, Docosahexaenoic acid, Dissolved oxygen, Fed-batch culture, Fermentation
  • Somayeh Najafi Dorcheh, Marjan Abedi, Soheila Rahgozar *, Jamal Moshtaghian, Daryush Talei, Ardeshir Talebi Pages 95-103
    Introduction

    Nude mice are immunodeficient, commonly used model organisms for studying human diseases. Despite the high purchase price and maintenance cost of these animals, few studies have aimed to eradicate inevitable infectious complications which may arise during in-vivo studies. The current project is a practical guideline for detecting and elimination of possible infections developed in nude mice.

    Materials and Methods

    Followed by transplantation of human leukemic cell lines into C57BL/6 nude mice, body weights were monitored daily. After a sudden death of 7 mice during 4 consecutive days, all beddings were discarded and cages, food and water bottles were disinfected immediately. Automated blood culture analyses were carried out using radiometric BACTEC systems, and specific antibiotics were administered based on applied microbial growth inhibition assays.

    Results

    Proteus vulgaris and Klebsiella pneumoniae were identified, respectively, according to the radiometric assays. According to the antimicrobial susceptibility tests, 132mg/kg ciprofloxacin was administered orally for 2 weeks, followed by 500mg/kg cefixime for one week. Meanwhile, low-dose cefixime (132 mg/kg) was applied as a prophylactic treatment. Automated blood cultures showed elimination of both bacterial infections followed by demand treatments. Low-dose antibiotic prophylaxis saved uninfected mice from developing infections.

    Discussion and Conclusion

    Results showed that precise monitoring of nude mice health conditions help early detection of the possibly grown infections. Ciprofloxacin and cefixime are the antibiotics of choice for eradication of Proteus vulgaris and Klebsiella pneumoniae. On the other hand, low-dose antibiotic prophylactic treatment may rescue these expensive animals from possible infections and provide suitable environment for performing in-vivo experiments.

    Keywords: Antibiotic, athymic nude mouse, infection, specific-pathogen-free
  • Farzaneh Banibayat, Gholam Khodakaramian *, Doustmorad Zafari Pages 105-113
    Introduction

    Hamedan province is one of the most important regions for cultivation of stone fruit trees, such as apricots (Prunus armeniaca) due to its suitable climatic conditions. Bacterial canker disease of stone fruit trees caused by Pseudomonas syringae pv. syringae, is one of the most serious diseases in this province, Iran and all over the world. The study was performed to identify the causative agent of the disease.

    Materials and Methods

    Samples of diseased apricots were collected in early spring and fall autumn of 2018. From the collected samples a total of 130 bacterial strains were isolated of which 65 representative’s strains were selected based on the color and type of colonies on the culture medium for further study. SDS-PAGE technique was used to group the representative’s strains. Pathogenicity of the representative’s strains were performed on apricot seedlings under greenhouse condition. The studied strains were identified based on their phenotypic features, using standard bacteriological method and followed by sequencing of the 16S rRNA encoding gene.

    Results

    30 strains showed hypersensitivity reaction on geranium leaves.  According to the pattern of cellular soluble proteins on polyacrylamide gel (SDS-PAGE), the strains were divided into seven groups. BLAST of partial sequence of 16S rRNA encoding gene from this strain showed 98/7% similarity to P. syringae NCPPB 281. Another strain (FB46 strain) was identified as P. agglomerans due to 95.33% similarity with Pantoea agglomerans RSG19 by BLAST of 16S rRNA encoding gene sequence.

    Discussion and Conclusion

    The results obtained are in agreement with of Vasebi et al. isolated P. syringae as a causative agent of apricot canker in East Azerbaijan province. P. agglomerans has also been reported as one of the factors associated with stone fruits, pome fruits and walnut trees in Alborz province. This is the first report for the presence of Pseudomonas syringae as a causative agent of apricot canker disease in Hamedan province. The bacterium Pantoea agglomerans is reported from the first time in the world as the causative agent which induce apricot canker symptoms.

    Keywords: Apricot canker disease, Pseudomonas syringae, Pantoea agglomerans, 16S rRNA
  • Farzaneh Nobakht, Hassan Mohabatkar *, Mandana Behbahani Pages 115-126
    Introduction

    The present study aimed to examine the effects of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus plantarum probiotics separately and synergistically on the immune system, growth factors, and disease resistance in the rainbow trout.

    Materials and Methods

    At in vitro level, bacteriocin extracts of the target bacteria were used in the antimicrobial test against the fish pathogen Aeromonas hydrophila. Next, their effects on the fish blood lymphocytes were evaluated. At in vivo level, after feeding the fish in each treatment with the lactobacilli at the concentration of 108 CFU g-1 for 60 days, the growth indices were calculated. Then, blood samples from the rainbow trout were used to analyze any increase in the number of lymphocytes. Furthermore, given the infectious challenge with the pathogen Chryseobacterium aquaticum, the survival rates of the fish were determined.

    Results

    L. acidophilus had the best effect on the growth factors and significantly increased the number of fish blood lymphocytes (p <0.05). The broth microdilution assay also was shown to reduce the amount of A. hydrophila colonies by more than 90%. Treatment with this lactobacillus species produced the highest survival rate with this infectious challenge. Then, the synergistic and the L. plantarum treatments were analyzed, respectively, which each showed a significant increase in the indices under study.

    Discussion and Conclusion

    According to obtained results, it might be concluded that the feeding by L. acidophilus could likely enhance the immune responses and growth indices in fish both separately and synergistically with L. plantarum.

    Keywords: Antimicrobial Tests, the Rainbow Trout Fish, Lymphocytes, Immune Response, Lactobacillus Acidophilus, Lactobacillus Plantarum