عنوان پایان‌نامه
خالص سازی نسبی فیتوتوکسین تولید شده توسط سویه منتخب
- رشته تحصیلی
- زیست شناسی علوم میکروبیولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 4858;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55084
- تاریخ دفاع
- ۰۷ اسفند ۱۳۹۰
- دانشجو
- ریحان خیاط ماهر
- استاد راهنما
- جواد حامدی, محمدعلی آموزگار
- چکیده
- سالانه 1800 نوع از علف¬های هرز موجب از بین رفتن 7/9% کل محصولات کشاورزی می¬شود. در طی یک قرن اخیر علف¬کش¬های شیمیایی برای کنترل علف¬های هرز مختلف مورد استفاده قرار گرفتند. این ترکیبات اثرات جانبی خطرناکی دارند؛ مانند، مقاوم شدن علف¬های هرز به آن¬ها، کاهش کیفیت آب و خاک و اثرات زیان¬بار بر موجودات دیگر. با توجه به توانایی میکروارگانیسم¬ها در تولید فیتوتوکسین¬هایی که با محیط زیست سازگاری دارند، دانشمندان به کشف میکروارگانیسم¬های مولد فیتوتوکسین پرداختند. تاکنون تعدادی از علف¬کش¬های میکربی تجاری شده اند که در این میان اکتینومیست¬ها به¬ویژه جنس Streptomyces از مهم ترین باکتری¬های مولد هستند. در این پژوهش فیتوتوکسین 6 سویه مولد فیتوتوکسین از استرپتومیست¬ها با حلال دی¬کلرومتان استخراج شد و رقت¬های 2/1 تا 8/1 از آن¬ها تهیه شد و بر روی بذرهای شاهی، خیار و تربچه اثر داده شد. 3 سویه¬ای که فیتوتوکسینشان اثر و قدرت مهارکنندگی بهتری بر روی بذرها داشت انتخاب شدند و زمان تولید آن¬ها بررسی شد. در روزهای سوم، پنجم، هفتم و نهم استخراج عصاره سویه¬ها با حلال انجام شد؛ سپس، وزن خشک عصاره¬ها محاسبه شد و بر روی بذرها اثر داده شد. فیتوتوکسین این 3 سویه برای بررسی طیف اثر آن¬ها بر روی بذرهای علف¬های هرز دولپه¬ای Taraxacum vagum، Draba molanopus، Physalis alkekengi ، Amaranthus cruentus ،Sisymbrium septulatum ، Malcolmia africana و Achillea millefolium و علف¬های هرز تک¬لپه¬ای Hordeum violaceum ، Triticum boeticum وAleuropus littoralis اثر داده شد. محدوده pH و دمای فعالیت فیتوتوکسین بر مبنای سنجش زیستی با بذرهای شاخص خیار و شاهی، مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک (TLC)، کروماتوگرافی ستونی فاز نرمال با سیلیکاژل و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC ) خالص¬سازی نسبی عصاره سویه منتخب انجام شد. سویه¬های PM2-2 ، TM14-5 و KB2-21 قدرت مهارکنندگی مناسبی بر روی بذرها داشتند. سویه PM2-2 قادر بود در کوتاهترین زمان (3 روز) بیشترین مقدار فیتوتوکسین را تولید کند. سویه¬های PM2-2 و TM14-5 رشد اکثر بذرها را بیش از 80% مهار کردند. فیتوتوکسین سویه PM2-2 برای انجام مراحل خالص¬سازی انتخاب شد. فیتوتوکسین این سویه بیشترین فعالیت را در محدوده دمای C ? 33-18 و در pH 9-7 داشت. با استفاده از TLC سیستم حلال هگزان : کلروفرم (8 : 2) برای شروع کروماتوگرافی ستونی انتخاب شد. در دو مرحله کروماتوگرافی ستونی انجام شد و برای بخش¬های هر مرحله سنجش زیستی انجام شد. بیشترین میزان ترکیب فعال در فاز متانولی کروماتوگرافی ستونی حضور داشت. بنابراین می¬توان گفت احتمالاً ترکیب ماهیت قطبی دارد. از آنالیز بخش فعال حاصل از این مراحل به¬وسیله HPLC 7 بخش حاصل شد که بخش هفتم فعال بود و توانست رشد بذرهای شاخص را به میزان 90% مهار کند. کلمات کلیدی: Streptomyces ، فیتوتوکسین، علف هرز، طیف اثر، خالص¬سازی نسبی
- Abstract
- Yield losses caused by 1800 kinds of weeds are about 9.7% of total crop production every year. Over the past century, chemical herbicides have been effectively employed to control various weeds. However, they may have caused many serious side-effects such as herbicide-resistant weed populations, reduction of soil and water quality, and detrimental effects on non-targetorganisms. According to ability of microorganisms to produce phytotoxins which are nature friendly, researchers motivated to screening of microorganisms with ability to produce phytotoxins to develop of new herbicides for weed controls, in recent years. Stereptomycetes are among the most important phytotoxin producing microorganisms. In this study, herbicide of 6 superior isolates was extracted with dichloromethane solvent. The dry weight, effectiveness and production time of the superior isolates products were determined. Cress, Radish and Cucumber were used for bioassay. Then, three of them were examined for their product effect spectrum by 11 resistant weeds: Papaver rhoeas, Taraxacum vagum, Triticum boeticum, Hordeum violaceum, Sisymbrium septulatum , Malcolmia africana, Aleuropus littoralis, Amaranthus cruentus, Draba molanopus, Achillea millefolium and Physalis alkekengi . pH and temperature ranges of herbicide activity of superior strain were tested. Herbicide of superior isolate was partially purified by using Thin Layer Chromatography (TLC), silica gel column chromatography and High Pressure Liquid Chromatography (HPLC). According to effectiveness KB2-21, PM2-2 and TM14-5 isolates were selected for next steps. PM2-2 could produce the highest amount of its herbicide in the shortest time (in comparison with two other strains). The strains PM2-2 and TM14-5 resulted in significantly maximum inhibition on weeds growth. According to dry weight of the product, production time, effect spectrum and effectiveness, PM2-2 was selected for product purification. Its product had the highest activity at 18-23 ? C and pH 7-9. For purification process, at first, the best solvent system for colomn chromatoghraphy was determind by useing TLC (according to Rf value). Silica gel colomn chromatoghraphy was performed by gradient of different solvents from non-polar to polar ones. The active fraction was determind with bioassay and then was more purified with another Silica gel colomn chromatoghraphy. For more purification HPLC was performed. 7 fractions were obtained by HPLC. Seventh fraction was active. This fraction included the highest picks. Analysis of the product was continued by using HPLC. Key words: Streptomyces, weeds, phytotoxin, purification
