جداسازی، شناسایی و تعیین ویژگی دو گونه شیوانلای تولید کننده بیوسورفکتانت از خلیج فارس
محورهای موضوعی : میکروب شناسی محیطی
مرضیه عادلی
1
(کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم وتحقیقات کرمان، دانشکده علوم پایه، گروه میکروبیولوژی)
مهدی حسن شاهیان
2
(استادیار، دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده علوم، گروه زیست شناسی)
اشرف کریمی نیک
3
(مربی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان، دانشکده علوم پایه، گروه میکروبیولوژی)
کلید واژه: خلیج فارس, بیوسورفکتانت, تجزیه زیستی, محیط دریایی,
چکیده مقاله :
سابقه و هدف: بیوسورفکتانت ها مواد فعال سطحی تولید شده توسط برخی از میکروارگانیسم ها می باشند. این مولکول ها از دو بخش آب دوست و آب گریز تشکیل شده اند و از این رو قادر به افزایش تجزیه زیستی مواد آلی نامحلول می باشند. مطالعه حاضر با هدف جداسازی، شناسایی و تعیین ویژگی دو گونه شیوانلای تولید کننده بیوسورفکتانت از خلیج فارس انجام گردید. مواد و روش ها: با نمونه گیری از شن های ساحلی و آب آلوده به ترکیبات نفتی خلیج فارس، 25 سویه مولد بیوسورفکتانت جداسازی گردید. با استفاده از روش های غنی سازی در محیط بوشنل هاس با گازوئیل جداسازی باکتری های تولید کننده بیوسورفکتانت انجام گرفت. سپس سویه های برتر با استفاده از روش های کمی و کیفی غربالگری مانند همولیز در محیط بلاد آگار، روش گسترش نفت، تست انهدام قطره، فعالیت امولسیونه کنندگی(آمیزندگی) و سنجش آب گریزی سلولی تولید کننده انتخاب شدند. تعیین هویت سویه های احتمالی با استفاده از آزمون های بیوشیمیایی انجام شد. سپس با استفاده از پرایمرهای یونیورسال و روش 16S rRNA و تعیین توالی، سویه های برتر تولید کننده بیوسورفکتانت شناسایی گردیدند. یافته ها: در مجموع 7 سویه باکتریایی تولید کننده بیوسورفکتانت جداسازی گردید. از این بین 2 سویه به نام های N4 و E14 به عنوان سویه های برتر شناخته شدند. پس از شناسایی مولکولی تعلق سویه ها به شیوانلا آلگا و شیوانلایوپنی تایید گردید. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که سویه های جداسازی شده سطح آب گریزی، توانایی تولید ترکیبات فعال کننده سطحی و ویژگی تجزیه ترکیبات هیدروکربنی را در حد مناسبی دارند. بنابراین ارزیابی پتانسیل کاربردی این سویه ها به منظور زیست درمانی و حذف پساب ناشی از صنایع نفت پیشنهاد می گردد.
Background and Objectives: Biosurfactants are a group of amphipathic molecules produced by microorganisms, which are constructed from two portions: hydrophilic and hydrophobic; these compounds increase biodegradation of insoluble pollutants. This study was carried out to isolation, identification and characterization of biosurfactant-producing Shewanella species from the Persian Gulf. Material and Methods: In this study, 25 biosurfactant producing strains were isolated from polluted sediments and seawater from Persian Gulf. Biosurfactant producing bacteria were isolated in Bushnell-Hass medium enriched with diesel. Then, dominant strains were screened by using quantitative and qualitative tests, including hemolysis in blood agar, oil spreading, drop collapse, emulsification activity and BATH test. Probable strains were identified by biochemical methods. Finally, dominant biosurfactant producing bacteria were recognized by using universal primers for 16s rRNA and sequencing . Results: In total of seven biosurfactant producing bacteria were isolated. Two of them, Shewanella E14 and Shewanella N4, were identified as predominant strains. Also, Shewanella algae and Shewanella upenei confirmed by molecular method. Conclusion: Based on the results, the isolates were able to produce biosurfactants and at the same time were able to degrade hydrocarbons. Therefore, the evaluation of applied potential of these strains for bioremediation of oil spillages is recommended.
1. Besson F, Michel G. Biosynthesis of iturin and surfactin by Bacillus subtilis: Evidence for amino acid activating enzymes. Biotechnol Lett.1992; 14(11): 1013-1018.
2. Islam Janpen H, Kitten A, Dassara Y. Screening of biosurfactants producing bacteria and optimization of production process. Basic J Microbiol. 2000; 1-3.
3. Kosaric N. Biosurfactants and their application for soil bioremediation. Food Technol Biotechnol. 2001; 39(4): 295-304.
4. Lang S. Biological amphiphiles, microbial biosurfactant. Curr Opin Colloid Inter Sci. 2002; 7(2): 12-20.
5. Banat IM, Makkar RS, Cametora SS. Potential commercial application of microbial surfactants. Appl Microbiol Biotechnol. 2000; 53: 495-508.
6. Van Hamme JD, Singh A, Ward OP. Devoted to surfactants in microbiology and biotechnology. Biotechnol Advances. 2006; 24(6): 604-620.
7. Haddad NI, Wang J, Mu B. Identification of a biosurfactant producing strain Bacillus subtilis HOB2. Protein Pept Lett. 2009; 16(1): 7-13.
8. Gautam KK, Tyagi VK. Microbial surfactants. A Review. Oleo Sci. 2006; 55(4): 155-166.
9. Christofi N, Ivshina IB. Microbial surfactants and their use in field studies of soil remediation. Appl Microbiol. 2002; 93(6): 915-929.
10. Rahman KSM, Rahman TG, Lakshmanaperumalsmy P, Marchant R, Banat IM. The potential of bacterial isolates for emulsification with a range of hydrocarbons. Acta Biotechnol. 2003; 23(4): 335-345.
11. Alef K, Nannipieri P. Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Academic Press New York. 1995; 569-576.
12. Gerson DF. Biosurfactants production, properties, applications (surfactant science) CRC Press. The 1st edition. 1998; 269-270.
13. Talaie AR. Parametric study of petroleum compounds biodegradation using microorganisms. Sci Res Azad Uni Branch Ahvaz. 2008; 21(75): 20-27. [In Persian]
14. Bodour AA, Miller Maier RM. Application of a modified dropcollapse technique for surfactant quantization and screening of biosurfactant-producing microorganisms. Microbiol Methods. 1998; 32: 273-280.
15. Batista SB, Mounteer AH. Isolation and characterization of biosurfactant / bioemulsifier producing bacteria from petroleum contaminated sites. Bioresource Technol. 2006; 97: 868-875.
16. Pruthi V, Cameotra SS. Rapid identification of biosurfactant-producing bacterial strains a cell surface hydrophobicity technique. Biotechnol Tech. 1997; 11(9): 671-674.
17. Akhavansepahy A, Haghighat S, Pasdar H. Ability of biosurfactant produced by Bacillus licheniformis BCRC and Bacillus subtilis HAZ2. Med Sci. 2010; 35(1): 67-74. [In Persian]
18. Mishra S, Sarma PM, Lal B. Crude oil degradation efficiency of a recombinant Acinetobacter baumannii strain and its survival in crude oil-contaminated soil microcosm. FEMS Microbiol Lett. 2004; 235(2): 323-331.
19. Widiarti W, Hasbi M. Isolation of biosurfactant producer bacteria from central mud treatment facility (cmtf) pt. bumisiakpusako, riau province. Int Seminar Biotechnol. 2010, 333-395.
20. Bernbeimer AW, Avigad LS. Nature and properties of a cytological agent produced by Bacillus subtilis. J Gen Microbiol. 1970; 61(3): 361-369.
21. Mulligan CN, Cooper DG, Neufeld RJ. Selection of microbes producing biosurfactants in media without hydrocarbons. J Fermentation Technol. 1984; 62(4): 311-314.
22. Youssef NH, Duncan KE, Nagle DP, Savage KN, Knapp RM, McInerney MJ. Comparison of methods to detect biosurfactant production by diverse microorganisms. J Microbiol Method. 2004; 56(3): 339-347.