%53تخفیف

جداسازی بیوسورفکتانت از میکروارگانیسم¬های همزیست اسفنج و بررسی کارایی آن در ازدیاد برداشت میکروبی نفت (MEOR)

تعداد 155صفحه در فایل word

چکیده

اسفنج دریایی Halicona simulans از سواحل جزيره خاركو در خلیج فارس، با استفاده از غواصی در عمق 10-15 متری به دست آمد. بافت مزوهیل درونی اسفنج هموژنیزه شده و در محیط کشت­های مختلف مانند، مارین آگار شور، مارین آگار، SDA و EA کشت داده شد. باکتری­های Staphylococcus hominis DM122، Aneurinibacillus miqulanus B0270، Pseudomonas putida KT2440، Providencia rettqeri DSM 4542، Bacillus pumilus SAFR 032، Jeotqalicoccus halotolerans YKJ 101، Bacillus subtilis، Psychrobacter pacificensis P2K6 که همزیست با اسفنج فوق بودند، با استفاده از روش­های غربالگری از قبیل روش فعالیت همولیتیک، روش لیپاز و روش آب گریزی سطح سلول برای تولید بیوسورفکتانت غربالگری شدند. پس از اثبات تولید بیوسورفکتانت، ویژگی­های بیوسورفکتانت با استفاده از روش­های CTAB آگار، روش انحلال آنتراسن، روش انهدام قطره­ی روغن، روش جابجایی روغن و شاخص امولسیون تعیین گرديد. در مرحله­ی بعد شناسایی بیوشیمیایی و مولکولی انجام شد. برای شناسایی مولکولی از توالی یابی s rDNA16 استفاده شد. پس از تعیین توالی محصول نهایی، انجام blast و  Clastal Wو استفاده از نرم افزارهای Chromas و mega 5.5 درخت فیلوژنی و فاصله­ی ژنتیکی آن­ها تعیین شد. پس از شناسایی مولکولی دوره­ی زمانی رشد و تولید بیوسورفکتانت تعیین شد. نهایتا پایداری بیوسورفکتانت تولید شده با استفاده از روش­های پایداری در رنج وسیعی از دما، pH و شوری تعیین گردید. با   NaCl2٪، Aneurinibacillus miqulanus B0270 با شاخص امولسیون بیش از 70٪، بیشترین میزان E24 را به خود اختصاص می­دهد. سویه­ی Jeotqalicoccus halotolerans YKJ با شاخص امولسیون 90٪، بیشترین E24 را در pH 10 دارا می­باشد. سویه­ی Pseudomonas putida KT2440، با شاخص امولسیون 100٪ بیشترین E24 را در دمای 100 درجه­ی سانتیگراد را دارا می­باشد. نهايتا” مشخص گرديد که این بیوسورفکتانت­ها از نظر ساختمانی، در دماها، غلظت­های NaCl  و pH های فوق العاده، فعال وپایدار باقی مانده و بنابراين به نظر مي رسد كه سويه هاي شناسايي شده در اين تحقيق و بيوسورفكتانت حاصل از آنها، پتانسيل بالايي جهت مطالعات بيشتر براي استفاده در صنايع مختلف به ویژه در (MEOR) را دارا باشند.

کلمات کلیدی: اسفنج، باكتري همزيست، خليج فارس، شناسايي مولكولي و بيوشيميايي، بيوسورفكتانت

فهرست مطالب

 ( فصل اول: مقدمه. 1

1-1 مقدمه. 2

1-2 ویژگی­های عمومی اسفنج­ها 3

1-2-1 اجزاء اسکلتی و نگهدارنده­ی اسفنج­ها 5

1-2-2 طرز تشکیل سیخک­ها یا اسپیکول­ها و اجزاء اسکلتی دیگر. 6

1-2-3 جریان آب و شکل بدن اسفنج­ها 6

1-2-4 تغذیه اسفنج­ها 7

1-2-5 سيستم برون ريز. 9

1-2-6 سيستم عصبى يا حسى.. 9

1-2-7 تولید مثل اسفنج­ها 9

1-3 تقسیم بندی اسفنج­ها 10

1-3-1 رده­بندی شاخه­ی اسفنج­ها در سطح رده. 11

1-4 اسفنج­های خلیج فارس… 11

1-5 مواد استخراج شده از اسفنج­ها 12

1-5-1 مواد با خاصیت ضد تومور. 13

1-5-2 مواد ضد التهابی.. 14

1-5-3 مواد ضد باکتری.. 16

1-5-4 مواد ضد ویروسی.. 16

1-5-5 مواد ضد قارچ.. 17

1-6 میکرو ارگانیسم­های همزیست با اسفنج.. 17

1-6-1 میکروارگانیسم­ها در مکان­های مشخصی از اسفنج زندگی می­کنند. 18

1-6-2 چرا میکروارگانیسم­ها در اسفنج زندگی می­کنند؟. 19

1-6-3 نحوه­ی زندگی میکروارگانیسم­ها در اسفنج­ها 19

1-7 بیوسورفکتانت­ها 20

1-7-1 طبقه بندی بیوسورفکتانت­ها 21

1-7-2 نقش فیزیولوژیکی بیوسورفکتانت در میکروارگانیسم­ها 25

1-7-3 کاربردهای بیوسورفکتانت… 26

1-8 ضرورت انجام طرح.. 29

1-9 اهداف تحقیق.. 29

 فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده. 30

2-1 مروری بر تحقیقات انجام شده. 31

2-1-1 پژوهش­های مرتبط انجام شده در ایران.. 31

2-1-2 پژوهش­های انجام شده در سایر کشورها 32

 فصل سوم: مواد و روش­ها 35

3-1 مواد و وسایل مورد استفاده. 36

3-1-1 مواد مربوط به جداسازی و شناسایی میکروارگانیسم­ها 36

3-1-2 دستگاه­های مورد استفاده. 38

3-2 استریل سازی.. 38

3-3 نمونه برداری.. 39

3-4 آماده سازی نمونه. 40

3-5 محیط کشت­های مورد استفاده. 40

3-5-1 – محیط کشت مارین آگار. 40

3-5-2 محیط کشت مارین آگار شور. 41

3-5-3 محیط کشت Sabouruad dextrose agar (SDA) 42

3-5-4 محیط کشت امرسون آگار(EA) 42

3-6 روش تهیه محیط کشت… 43

3-7 خالص سازی کلنی­های رشد یافته در محیط کشت­ها 43

3-8 روش­های غربالگری برای جداسازی میکروارگانیسم­های تولید کننده بیوسورفکتانت… 43

3-8-1 روش فعالیت همولیتیک… 44

3-8-2 روش تولید لیپاز. 44

3-8-3 روش آب گریزی سطح سلول.. 45

3-9 تهیه محیط کشت مایع (محیط کشت تولید) 46

3-10 جداسازی بیوسورفکتانت… 47

3-11 ترسیم نمودار رشد میکروارگانیسم­ها 47

3-12 تعیین دوره­ی زمانی تولید بیوسورفکتانت… 48

3-13 نحوه اندازه­گیری وزن خشک نمونه­ها 48

3-14 روش­های تعیین خصوصیات بیوسورفکتانت­های تولید شده و بررسی پتانسیل بیوسورفکتانت­های تولید شده در MEOR: 48

3-14-1 روش انهدام قطره روغن.. 48

3-14-2 روش شاخص امولسیون سازی.. 49

3-14-3 روش جابجایی روغن.. 49

3-14-4 روش CTAB آگار. 50

3-14-5 روش انحلال آنتراسن کریستالی.. 50

3-14-6 روشهای پایداری بیوسورفکتانت… 50

3-15 شناسایی سویه­های تولید کننده بیوسورفکتانت… 51

3-15-1 شناسایی بیوشیمیایی.. 51

3-15-2 شناسایی مولکولی.. 53

3-16 اجزای PCR.. 57

3-16-1 انتخاب و تعیین آغازگرهای مناسب… 58

3-16-2 نحوه انجام PCR به منظور تکثیر ژن  srDNA 16.. 59

3-16-3 بهینه سازی شرایط PCR.. 60

3-16-4 الکتروفورز محصولات PCR با استفاده از ژل آگارز 1% و ثبت تصاویر. 60

3-17 نرم افزارهای مورد استفاده در پژوهش…. 60

 فصل چهارم:  نتایج، بحث و پیشنهادها 61

4-1 شناسایی اسفنج مورد استفاده. 62

4-2 جداسازی میکرو ارگانیسم­های همزیست… 62

4-3 روش­های غربالگری جهت جداسازی میکروارگانیسم­های تولید کننده بیوسورفکتانت… 63

4-3-1 روش فعالیت همولیتیک… 63

4-3-2 روش تولید لیپاز. 64

4-3-3 روش آب گریزی سطح سلول.. 65

4-4 روش­های تعیین خصوصیات بیوسورفکتانت… 66

4-4-1 روش انهدام قطره روغن.. 66

4-4-2 روش شاخص امولسیون سازی.. 66

4-4-3 روش جابجایی روغن.. 67

4-4-4 روش CTAB آگار. 68

4-4-5 روش انحلال آنتراسن کریستالی.. 69

4-5 تعیین دوره­ی زمانی رشد میکروارگانیسم­ها 70

4-6 تعیین دوره­ی زمانی تولید بیوسورفکتانت… 72

4-7 روش­های پایداری بیوسورفکتانت… 73

4-8 شناسایی سویه­های تولید کننده بیوسورفکتانت… 76

4-8-1 شناسایی بیوشیمیایی.. 76

4-8-2 شناسایی مولکولی.. 77

4-9 نتیجه­ی تکثیر ژل s rDNA16.. 80

4-10 بازسازی توالی­های s rDNA16.. 80

4-11 تشابه توالی به دست آمده با ژن s rDNA16  در NCBI. 84

4-12 محاسبه فاصله ژنتیکی توالی­های بدست آمده با مشابهترین گونه­ها 89

4-13 نتایج حاصل ازتعیین بهترین تطابق­ها 94

4-14 رسم درخت فیلوژنی.. 95

4-15 بحث و نتیجه گیری.. 98

4-15-1 شناسایی مولکولی.. 98

4-15-2 روش­های غربالگری جهت جداسازی میکروارگانیسم­های تولید کننده بیوسورفکتانت    99

4-15-3 روش­های تعیین خصوصیات بیوسورفکتانت… 101

4-15-4 روش­های پایداری.. 104

4-16 دوره­ی زمانی رشد و تولید بیوسورفکتانت… 106

4-17 نتیجه­گیری نهايي.. 108

4-18پیشنهادات.. 110

 منابع   111

 

فهرست جدول‌ها

جدول ‏3‑1: مواد مربوط به جداسازی و شناسایی میکروارگانیسم­ها 36

جدول ‏3‑2: مواد مربوط به روش­های مولکولی.. 37

جدول ‏3‑3: دستگاه­های مورد استفاده. 38

جدول ‏3‑4: محیط کشت مارین آگار. 41

جدول ‏3‑5: مواد مورد استفاده  در SDA.. 42

جدول ‏3‑6: ترکیب و مقدار مواد مورد استفاده در محیط کشت امرسون آگار. 42

جدول ‏3‑7: درصد انتخابی آگاروز بسته به اندازه قطعه DNA مورد نظر [101] 55

جدول ‏3‑8: توالی آغازگرها 58

جدول ‏3‑9: مواد مورد نیاز در واکنش srDNA 16.. 59

جدول ‏3‑10: برنامه بکار رفته در واکنش PCR برای تکثیر قطعات rDNA S16.. 59

جدول ‏4‑1 روش آب گریزی سطح سلول.. 65

جدول ‏4‑2 جذب سوسپانسیون میکروبی قبل و بعد از اضافه کردن فاز آب گریز. 65

جدول ‏4‑3: روش انهدام قطره. 66

جدول ‏4‑4: شاخص امولوسیون.. 66

جدول ‏4‑5: روش جابجایی روغن.. 67

جدول ‏4‑6: روش CTAB آگار. 68

جدول ‏4‑7: روش انحلال آنتراسن کریستالی.. 70

جدول ‏4‑8: نتایج روش­های بیوشمیایی.. 77

جدول ‏4‑9 : نسبت A260/A280. 77

جدول ‏4‑10: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 1، با مشابه­ترین گونه­ها 89

جدول ‏4‑11: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 2، با مشابه­ترین گونه­ها 90

جدول ‏4‑12: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 3، با مشابه­ترین گونه­ها 91

جدول ‏4‑13: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 4، با مشابه­ترین گونه­ها 91

جدول ‏4‑14: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 5، با مشابه­ترین گونه­ها 92

جدول ‏4‑15: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 6، با مشابه­ترین گونه­ها 92

جدول ‏4‑16: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 7، با مشابه­ترین گونه­ها 93

جدول ‏4‑17: فاصله­ی ژنتیکی سویه­ی شماره­ی 8، با مشابه­ترین گونه­ها 93

جدول ‏4‑18: فاصله­ی ژنتیکی سویه­های جداسازی شده. 94

جدول ‏4‑19: نزدیک ترین سویه­های پایگاه داده با توالی ژن srDNA 16 باکتری­های توالی یابی شده  94

 

فهرست شکل‌ها

شکل ‏1‑1: تصویری شماتیک از یک اسفنج [4] 4

شکل ‏1‑2: تصویری از یک اسفنج گوشتخوار (اسفنج چنگی) 8

شکل ‏1‑3: همزیست­های اسفنج در دو بخش درون و برون سلولی[42] 19

شکل ‏1‑4: شماتیک میسلی از یک نوع بیوسورفکتانت[49] 21

شکل ‏3‑1: موقعیت جزیره­ی خارکو در کنار جزیره خارک… 39

شکل ‏3‑2: تهیه­ی محیط کشت مایع.. 47

شکل ‏3‑3: الگوی حرکتی مارکرهای مورد استفاده در این تحقیق.. 57

شکل ‏4‑1: تصاویری از اسفنج Halicona simulans. 62

شکل ‏4‑2: رشد میکروارگانیسم­ها در محیط کشت مارین آگار. 63

شکل ‏4‑3: روش همولیتیک: در این پلیت بلاد آگار فعالیت همولیتیک مشاهده می­شود و مشاهده­ی هاله­های شفاف اطراف کلنی­ها وجود فعالیت همولیتیک را اثبات می­کند. 64

شکل ‏4‑4: روش همولیتیک: در این پلیت بلاد آگار فعالیت همولیتیک مشاهده نشد و هاله­ی شفاف اطراف کلنی ها ایجاد نشده است. 64

شکل ‏4‑5: روش شاخص امولسیون سازی: در نمونه شاهد امولسیون مشاهده نشد در حالی که نمونه 3 دارای  65 درصد امولسیون می­باشد و در دیگر نمونه­ها لایه­های نازکی از امولسیون می­باشند که نشان دهنده­ی وجود بیوسورفکتانت می­باشد. 67

شکل ‏4‑6: در شکل الف) روش جابجایی روغن، مثبت می­باشد. در شکل ب) روش جابجایی روغن منفی می­باشد. 68

شکل ‏4‑7: روش CTAB  آگار مثبت، در این شکل هاله­های شفاف اطراف کلنی مشاهده
می­شود. 69

شکل ‏4‑8: روش CTABآگار منفی، عدم تشکیل هاله شفاف مشاهده می­شود. 69

شکل ‏4‑9: نمودارهای دوره­ی زمانی رشد با استفاده از OD.. 70

شکل ‏4‑10: نمودارهای دوره­ی زمانی رشد با استفاده از OD.. 71

شکل ‏4‑11: دوره­ی زمانی تولید بیوسورفکتانت… 72

شکل ‏4‑12: نمودارهای پایداری بیوسورفکتانت در غلظت­های مختلف NaCl 73

شکل ‏4‑13: نمودار پایداری بیوسورفکتانت در غلظت­های مختلف NaCl 74

شکل ‏4‑14: نمودارهای پایداری بیوسورفکتانت در محدوده­ی وسیعی از pH.. 74

شکل ‏4‑15: نمودارهای پایداری بیوسورفکتانت در محدوده­ی وسیعی از pH.. 75

شکل ‏4‑16: نمودار پایداری بیوسورفکتانت در دماهاي مختلف… 75

شکل ‏4‑17: نمودارهای پایداری بیوسورفکتانت در دماهاي مختلف… 76

شکل ‏4‑18: نمونه­های DNA  روی ژل آگاروز%1، در این شکل مارکر با حرف M  مشخص شده است. اعداد 1 تا 8 به ترتیب نمونه­های 1 تا 8 را نمایش می­دهند. 78

شکل ‏4‑19: بهینه سازی محصولات PCR در 54 درجه­ی سانتیگراد. 79

شکل ‏4‑20: بهینه سازی محصولات PCR در غلظت 50 میکروگرم DNA، در این شکل به ترتیب از سمت چپ ابتدا مارکر که با حرف M مشخص شده و سپس از شماره­ی 1 تا 8 به ترتیب از سمت چپ تا راست مشخص شده است. 79

شکل ‏4‑21: تصویر الکتروفورز محصولات PCR با استفاده از ژل آگارز 1%. M = مارکر. 80

شکل ‏4‑22: توالی سویه­ی Staphylococcus hominis DM122. 81

شکل ‏4‑23: توالی سویه­ی Aneurinibacillus miqulanus B0270. 81

شکل ‏4‑24: توالی سویه­ی Pseudomonas putida KT2440. 82

شکل ‏4‑25: توالی سویه­ی Providencia rettqeri DSM 4542. 82

شکل ‏4‑26: توالی سویه­ی Bacillus pumilus SAFR 032. 83

شکل ‏4‑27: توالی سویه­ی Jeotqalicoccus halotolerans YKJ 101. 83

شکل ‏4‑28: توالی سویه­ی 168  Bacillus subtilis. 84

شکل ‏4‑29: توالی سویهی Psychrobacter pacificensis P2K6. 84

شکل ‏4‑30: نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی1.. 85

شکل ‏4‑31 نتیجهی blast سویه­ی شماره­ی2.. 86

شکل ‏4‑32: نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی3.. 86

شکل ‏4‑33: نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی4.. 87

شکل ‏4‑34: نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی5.. 87

شکل ‏4‑35: نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی6.. 88

شکل ‏4‑36: نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی7.. 88

شکل ‏4‑37  نتیجه­ی blast سویه­ی شماره­ی8.. 89

شکل ‏4‑38: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 1.. 95

شکل ‏4‑39: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 2.. 95

شکل ‏4‑40: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 3.. 95

شکل ‏4‑41: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 4.. 96

شکل ‏4‑42: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 5.. 96

شکل ‏4‑43: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 6.. 96

شکل ‏4‑44: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 7.. 97

شکل ‏4‑45: درخت فیلوژنی برای سویه­ی شماره 8.. 97

شکل ‏4‑46: درخت فیلوژنی برای مقایسه­ی همه­ی سویه­های جداسازی شده  97

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo