عنوان پایان‌نامه
جداسازی باکتری های شیمیولیتوتروف نمکدوست از غار نمکدان قشم
- رشته تحصیلی
- زیست شناسی علوم میکروبیولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6279;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75458;کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 6279;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75458
- تاریخ دفاع
- ۰۵ مهر ۱۳۹۴
- دانشجو
- نینا زمانی
- استاد راهنما
- محمدعلی آموزگار
- چکیده
- پروکاریوت ها از نظر متابولیکی بسیار متنوع هستند و از متابولیسم های فتوتروفی، لیتوتروفی و هتروتروفی به منظور تولید انرژی استفاده می نمایند. باکتری ها می توانند همزمان از چند مسیر متابولیکی استفاده نمایند. شیمیولیتوتروفی (استفاده ازمواد معدنی برای به دست آوردی انرژی) بسیار حائز اهمیت است زیرا این مسیر به صورت منحصر به فرد در پروکاریوت ها وجود دارد. باکتری های شیمیولیتوتروفبه طور عمده جز شاخه ی پروتئوباکتری ها هستند. تمام شیمیولیتوتروف ها قادر به استفاده از مواد آلی به عنوان منبع انرژی و منبع کربن معدنی به عنوان کربن سلولی هستند. شیمیولیتوتروف های اجباری برای ادامه ی حیات خود وابسته به زندگی اتوتروفی هستند اما شیمیولیتوتروف های اختیاری می توانند به صورت هتروتروفی نیز کسب انرژی نمایند. شیمیولیتوتروف ها می توانند گوگرد، آمونیاک، نیتریت، هیدروژن، آهن، کربن مونوکسید و برخی فلزات را اکسید نمایند. هر دو نوع اجباری و اختیاری شیمیولیتروف ها می توانند کربن دی اکسید را تثبیت نمایند و بیشتر به صورت هوازی فعالیت دارند و از اکسیژن به عنوان پذیرنده ی نهایی الکترون استفاده می نمایند. هدف از این پژوهش جداسازی باکتری های شیمیولیتوتروف اکسید کننده ی گوگرد، آمونیاک و نیتریت از غار نمکدان قشم بود. این غار نمکی با ارتفاع 237 متر از سطح دریا و با طول 6400 متر به عنوان بزرگترین غار نمکی جهان است که در 90 کیلومتری جنوب قشم واقع شده است. به فاصله ی 3000 متر از دهانه ی غار یک چشمه وجود دارد که به سمت بیرون غار جاری است. پس از نمونه برداری اولیه از نمونه های آب، نمک و رسوبات داخل و خارج غار این نمونه ها به منظور بررسی عناصر اولیه آنالیز شدند. برای جداسازی بیشترین جدایه های اتوتروف طراحی شدند و بنابراین هیچ گونه ماده ی آلی در آن ها وجود نداشت. این محیط ها در سه غلظت 2/0 و 2 و 4 مولار از NaCl ساخته شدند. پس از انتقال نمونه ها به آزمایشگاه نمونه های محیطی داخل محیط هایی در ارلن 250 سی سی تلقیح شدند و به مدت 8 هفته در شیکر انکوباتور با دمای 30 درجه قرار داده شدند. پس از سه بار تلقیح در محیط مایع جدید به محیط جامد منتقل شدند و از میان 90 سویه ی خالص، 15 سویه برای مطالعات بیشتر انتخاب شدند که به 4 شاخه ی پروتئوباکتری ها، فیرمیکیوت ها، اکتینوباکتری ها و باکتریوئیدز ها تعلق داشتند. پنج سویه ی اتوتروف اجباری اکسید کننده ی گوگرد متعلق به جنس Halothiobacillus جداسازی شد و بقیه ی سویه ها شیمیولیتوتروف حقیقی نبودند به این معنا که از فرایند اکسیداسیون ترکیبات فوق برای کسب انرژی استفاده نمیکنند و اکسیداسیون این ترکیبات به این باکتری ها نوعی برتری اکولوژیک می دهد. سویه های جداسازی شده بیشترین شباهت را در ژن 16S rRNA با جنس های Halothiobacilus, Aigindimonas,Thalassobacillus,Dietzia,Salinimicrobium,Acidovorax, Idiomarina, Halomonas,Arhodomonas. نشان دادند. در محیط-هایی مانند غارها با وجود تاریکی و عدم در دسترس بودن مواد غذایی شیمیولیتوتروف ها به عنوان تولید کننده ی اولیه و حمایت کننده از زندگی هتروتروف ها مطرح می شوند. به منظور دسترسی بیشتر و مقایسه ی باکتری های داخل و خارج غار، DNA ی محیطی آب استخراج شد و جمعیت اکسید کننده ی آمونیاک داخل و خارج غار با هم مقایسه گردید.
- Abstract
- Prokaryotes display great metabolic diversity, utilizing phototrophic, lithitrophic and heterotrophic pathways for energy production. They can even use the combination of these methods. Chemolithotrophy, the use of in organic substrates for energy, is of particular interest because it is unique to prokaryotes. Bacterial chemolithotrophs are predominantly members of the Proteobacteria.All chemolithotrophs are capable of utilizing inorganic substrates for energy, and inorganic C for cell carbon.while obligate chemolithotrophs depends on this autotrophic metabolism, facultative chemolithotrophs also grow heterotrophically. Chemolithotrophs can oxidize Sulfur, ammonium,nitrite, hydrogen,ferrusiron,carbon monoxide and some metals. Both obligate and facultative chemolithotrophs are able to fix carbon dioxide and most function aerobically, using oxygen as a terminal electron acceptor. This study aims at isolating Sulfur Oxidizing, Ammonia oxidizing and nitrite oxidizing chemolithotrophic Bacteria from salt cave Qeshm. Based on the latest findings of geologists, this dome-shaped salt cave with a height of 237 meters above the sea level and length of 6,400 meters, is considered as the longest salt cave in the world and it is located 90 kilometers of the southern coast of Iran (Persian Gulf). Insides the cave, 3000 meters from the cave yawning, there is a lake which flows through the lake and out of it. The work which has been done so far in order to isolate three groups of chemolithotrophic Bacteria (SOB, AOB and NOB) is as follows:After primary sampling of water, sediments and salt both inside and outside the cave, they were analyzed physically and chemically. The culture mediums of this study were designed base on caves elements which had no organic carbon source and specifies for isolation of aoutotrophs. Considering the existing compounds in the natural environment of this cave, the researcher in this study has adapted the amounts of compounds in the culture medium and has been prepared in three NaCl concentrations of 0.2, 2, and4 M. Following the main sampling, the environmental samples were taken to the laboratory and they were inoculated at enrichment medium in 250cc erlen. They were placed into the incubator shaker in a tempreture of 30 ? C and 150 rpm for 8 weeks. The act of second and third subculturing were conducted in 8 weeks intervals. The third subculture were transfered into the solid medium and three steps of purification were carried out and ninety pure isolates were obtained. Among these isolates we chose 15 isolates for more characterization.These fifteen isolate belongs to 4 phylum : Proteobacteria(gamma and beta), Actinobacteria, Bacteroidetes and Firmicutes. Five of this bacteria wich were sulfur oxidizing bacteria belongs to Halothiobacillus genus. Members of his genus are obligate chemolithotrophs and do not show any growth on organic substrates. Others were not actual chemolithotrophs, it means they don’t couple oxidation of these substrates to the electron chain and it is some ecological preference for them. These strains showed 16S rRNA gene sequence similarity with these Genus Halothiobacillus,Thalassobacillus, Aigindimonas, Arhodomonas, Dietzia, Salinimicrobium, Idiomarina , Acidovorax, Halomonas. This study is the first step in characterization of chemolithotrophic bacteria and their role in saline cave ecosystems.In cave ecosystems chemolithotrophs act as primary producers and so they support heterotrophic Bacteria’s growth. In this study the environmental water DNA’s was extracted for unculturable experiments. Two primers for each group of SOB and AOB were designed and the bacterial population were compared between inside and outside of the cave.
