عنوان پایان‌نامه
بررسی تاثیر سطوح مختلف عناصر کادمیوم و سرب بر جمعیت برخی از باکتریهای تجزیه کننده سلولز
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3975;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44788
- تاریخ دفاع
- ۰۱ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- صابره عظیمی
- استاد راهنما
- حسینعلی علیخانی, احمدعلی پوربابائی
- چکیده
- باکتریهای تجزیه کننده سلولز با تجزیه این ماده زیستی، نقش مهمی را در چرخه کربن و عناصر ضروری گیاه ایفا می کنند. تعداد و فعالیت این باکتریها می تواند تحت تأثیر آلودگی¬های محیطی از جمله فلزات سنگین قرار گیرد که موجب تغییر در سرعت تجزیه سلولز می گردد. فلزاتی چون سرب و کادمیوم در هیچگونه عملکرد متابولیکی دخیل نیستند و در غلظتهای بالا برای باکتریها، مضر می باشند. بنابراین، مشخص نمودن غلظتهایی از این دو فلز که از رشد باکتریهای مذکور جلوگیری می کنند، حائز اهمیت است. این تحقیق به منظور دستیابی به ایزوله¬هایی با کارایی مناسب در تجزیه سلولز و بررسی تأثیر سطوح مختلف دو فلز کادمیوم و سرب بر جمعیت آنها در گروه مهندسی علوم خاک دانشگاه تهران اجرا گردید. ابتدا محیط کشت سلولز کنگورد آگار محتوی کربوکسی متیل سلولز (CMC) برای جداسازی باکتریهای تجزیه کننده سلولز تهیه شد. 56 ایزوله از خاکهای جنگلی و زراعی جدا و خالص سازی شد و توان تجزیه کنندگی سلولز در آنها با اندازه گیری نسبت قطر هاله به قطر کلنی ارزیابی شد. این نسبت در جدایه های خاکهای زراعی بیش از جدایه¬های خاکهای جنگلی بود. رشد هر یک از جدایه ها در غلظتهای مختلف دو فلز کادمیوم و سرب(005/0- 5 میلی مولار) در دو شکل کلرید کادمیوم و نیترات سرب بررسی گردید. نتایج حاصله نشان دهنده حساسیت بیشتر جدایه ها نسبت به فلز کادمیوم بود. دو جدایه مقاوم به غلظتهای پنج میلی مولار سرب و نیم میلی مولار کادمیوم، به عنوان جدایه های برتر معرفی شدند. جهت تعیین توان بازدارندگی دو فلز مذکور بر فعالیت باکتریها، میزان CO2 آزاد شده از هفت ایزوله اندازه گیری شد.این آزمایش در قالب یک طرح کامل تصادفی و به صورت فاکتوریل در سه تکرار انجام پذیرفت. این میزان در غیاب کادمیوم و سرب نسبت به حضور همزمان دو فلز به طور معنی داری در سطح آماری پنج درصد بیشتر بود. نهایتاً، توان سلولازی چهار جدایه در محیط مایع حاوی CMC در حضور و غیاب فلزات مذکور سنجیده شد؛ که تمامی آنها آنزیم سلولاز را تولید نمودند، هر چند فعالیت آنزیمی آنها در مقایسه با نمونه شاهد بدون فلز کمتر بود.
- Abstract
- Cellulolytic bacteria play an integral role in the biogeochemical cycling of carbon and essential plant nutrients. Environmental pollutants including heavy metals can have influence on the numbers and activities of the bacteria which may lead to changes in the rate of cellulose decomposition. Some metals such as lead and cadmium have no metabolic function and can become toxic above threshold concentrations. Therefore, identifying the inhibitory concentrations of these metals for cellulolytic bacteria is very important. This research was conducted based on achieving efficient isolation of cellulolytic bacteria and studying the effect of different concentrations of lead and cadmium on the population of these bacteria. In this study, first, the cellulose-Congo red agar medium was prepared in order to screening cellulolytic bacteria. Then, 56 bacteria were isolated from farming and forest soils and their cellulolytic potentials were assessed through the measurement of clear zone formed around colony. It was found that the mean ratio of clear zone diameter to colony in farming soils isolated bacteria was more than the mean ratio which was measured in bacteria isolated from forest soils. Moreover, the isolates growth was evaluated in different concentrations of lead and cadmium. Our findings indicated that the growth of bacterial isolates was much more sensitive to cadmium compared to their growth sensitivity to lead. It should be noticed that two isolates were considered as efficient strains which were resistant to 0.5 and 5 mmol/L of cadmium and lead respectively. In order to the estimation of inhibitory effect of cadmium and lead on bacterial activity, CO2 evolution of 7 isolated strains was measured. The results showed that the CO2 evolution was significantly lower in the presence of both cadmium and lead in comparison with control sample (lack of the mentioned heavy metals). Finally, the cellulase activity of four isolates in salt medium plus carboxy methyl cellulose (CMC) as sole carbon source was assayed in the presence and absence of lead and cadmium. It was indicated that the whole of them produced cellulase; however, the production of the enzyme was lower in the presence of lead and cadmium
