پلی استرهای باکتریایی، پلیمر های زیست تجزیه پذیر و زیست سازگاری هستند که توسط طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها سنتز می شوند. هدف این تحقیق جداسازی سویه های تولید کننده پلی هیدروکسی بوتیرات، تولید و کاربرد آن در ارسال دارو می باشد. بیش از 120 سویه باکتری از جنس های متفاوت توسط روش رنگ آمیزی زنده کلنی ها، جداسازی و غربالگری شدند. دو سویه رالستونیا و سینوریزوبیوم با بازده و قابلیت تولید بالای پلیمر از طریق تست های مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و تعیین توالی ژن 16srrna شناسایی شدند. شدت فلورسانس نسبی سلول ها در محیط مایع تولید پلیمر در زمان های متفاوت از رشد، توسط رنگ آمیزی نایل رد و از طریق فلوسایتومتری سنجش و سینتتیک تولید پلی هیدروکسی بوتیرات تعیین شد. بهینه سازی مرحله به مرحله فاز رشدی و فاز تولید پلی هیدروکسی بوتیرات در کشت بسته خوراک دهی شده و دو مرحله ای رالستونیا و سینوریزوبیوم توسط روش تاگوچی انجام شد. طراحی محیط کشت رشد سلول ها در تراکم بالا، تعیین زمان خوراک دهی و استراتژی خوراک دهی بر اساس زمان اتمام یون آمونیوم و در بیشترین حالت از تولید بیوماس سلولی انجام گرفت. با توجه به منحنی رشد و تولید محصول در دو باکتری فوق، تولید پلی هیدروکسی بوتیرات تا حدودی وابسته به رشد می باشد. تاثیر دما بر رشد و افزایش بیوماس سلولی و همچنین تغییر در محتویات پلی هیدروکسی بوتیرات سلولی مورد بررسی قرار گرفت. افزایش دما در فاز رشدی، سبب توقف رشد سلول ها شد اما تولید پلی هیدروکسی بوتیرات را بطور قابل توجهی افزایش داد. مطالعه و بررسی رفتار های تک سلولی در زیر جمعیت های یک جنس باکتری در طول مراحل رشدی و فاز تولید پلی هیدروکسی بوتیرات توسط فلوسایتومتری انجام گرفت. کل جمعیت باکتری ها از سه جنس متفاوت رالستونیا، سینوریزوبیوم و ازتوباکتر مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که به محض ورود سلول ها به فاز لگاریتمی، چهار زیرجمعیت مشاهده می شوند که دارای خصوصیات متفاوتی ازنقطه نظر تولید گرانول های پلی هیدروکسی بوتیرات (پارامتر fl2) و تقسیم سلولی (پارامتر ssc) می باشند. زیرجمعیت های qa1 و qa3 سنتز گرانول های پلی هیدروکسی بوتیرات را آغاز نکرده اند، ولی دو زیر جمعیت دیگر (qa2, qa4)، در حال سنتز پلی هیدروکسی بوتیرات می باشند. پروفایل ایجاد زیر جمعیت ها در جنس ازتوباکتر به طور کامل از دو باکتری قبلی متفاوت بود. در این باکتری، در ابتدا دو زیر جمعیت در ساعت 12 و سپس چهار زیر جمعیت در ساعت 24 مشاهده شدند. سپس پلی هیدروکسی بوتیرات از بیوماس سلولی استخراج و خالص سازی شد و برای آنالیز فیزیکو- شیمیایی مورد استفاده قرار گرفت. در قسمت بعدی از این تحقیق، پلیمر خالص برای تولید نانوپارتیکل ها از دو روش دیالیز و نانوپرسیپیتاسیون مورد استفاده قرار گرفت. سپس کارآیی کپسوله کردن و رهاسازی دو نوع داروی هیدروفوب (رتینوئیک اسید) و هیدروفیل (آلبومین سرم انسانی) بررسی شد. از پلیمر plga و نانوپارتیکل های تولید شده از آن برای مقایسه استفاده شد. در این تحقیق سعی شد تا با استفاده از روش های دیالیز و نانوپرسیپیتاسیون، نانوپارتیکل هایی با اندازه و خصوصیات فیزیکوشیمیایی مناسب تولید شوند که دارای توانایی کپسوله کردن دو داروی فوق را داشته باشند. پلورونیک f-127 به عنوان سورفاکتانت به فرمولاسیون اضافه گردید تا یک سوسپانسیون پایدار از نانوپارتیکل ها با سایز یکنواخت تولید شود. . اندازه نانوپارتیکل های بدست آمده از روش دیالیز 55±140 نانومتر می باشد. نانوپارتیکل های لود شده با رتینوئیک اسید، یکنواخت و با اندازه مناسب 37±132 نانومتر مشاهده شدند. این نتایج نشان می دهد که روش دیالیز برای تولید نانوپارتیکل های پلی هیدروکسی بوتیرات با اندازه بسیار کوچک، یک روش مناسب می باشد. کارآیی کپسوله کردن دارو در این روش 4 درصد می باشد. همچنین نانوپارتیکل های یکنواخت با اندازه 25±124 نانومتر از روش نانوپرسیپیتاسیون تولید شدند. کارآیی کپسوله کردن رتینوئیک اسید در نانوپارتیکل های پلی هیدروکسی بوتیرات از این روش، 32 درصد می باشد. پروفایل رهاسازی رتینوئیک اسید از نانوپارتیکل ها در محیط in-vitro مورد بررسی قرار گرفت. برای سنجش سمیت نانوپارتیکل ها، از لاین سلولی فیبروبلاست 3t3/balb و بر طبق پروتوکل iso 10993 استفاده شد. ic50 برای نانوپارتیکل های پلی هیدروکسی بوتیرات تقریبا برابر با 12 میلی گرم در میلی لیتر می باشد. بالا بودن ic50 بیانگر این موضوع می باشد که نانوپارتیکل های تولید شده، زیست سازگاری بالایی دارند و می توانند برای کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار بگیرند. برای بدام انداختن fitc-hsa توسط نانوپارتیکل ها، از روش نانوپرسیپیتاسیون استفاده شد. میانگین اندازه نانوپارتیکل های تولید شده بین 50±85 نانومتر می باشد که یک نتیجه بدست آمده و بسیار عالی می باشد. کارآیی کپسوله کردن پروتئین 5±24% می باشد. میانگین اندازه نانوپارتیکل های plga-plu تشکیل شده به عنوان کنترل، 31±127 نانومتر بود. کارآیی کپسوله کردن آن ها 92 درصد اما رها سازی اولیه دارو بالا می باشد. سپس فرمولاسیون های متفاوتی تهیه و فاکتورهای فوق در آن ها سنجش شد. کارآیی کپسوله کردن پروتئین ها با افزودن پلی وینیل پیرولیدون به فرمولاسیون به بیش از 97 درصد رسید. اضافه کردن پلی وینیل پیرولیدون در فرمولاسیون همراه با پلورونیک، سبب تغییر در رها سازی اولیه و طول دوره رهاسازی شد که به ترتیب کاهش و افزایش یافته بودند. تمام نانوپارتیکل های تشکیل شده دارای پتانسیل زتای بالا و پایدار بودند و یک سوسپانسیون همگن را تشکیل می دادند. با جمع بندی نتایج می توان اظهار داشت که استفاده از سویه بومی رالستونیا پیکتی در تولید پلی هیدروکسی بوتیرات ، راه را برای کاربرد وسیع این پلیمر در پزشکی و داروسازی باز می کند. همچنین از فرمولاسیون نانوپارتیکل های تولید شده، می توان برای کپسوله کردن داروهای متفاوت جهت افزایش نیمه عمر و فعالیت زیستی آنها استفاده کرد.

کاروتنوئیدها یک رده از ترپنوئیدهای 40 کربنه هستند که کاربردهای پزشکی و غذایی دارند. گیاهان، ریزجلبک ها، قارچ ها، باکتری ها و ترائوستوکیتریدها توانایی تولید این ترکیبات را دارند. آستازانتین یکی از زانتوفیل ها می باشد که قدرت آنتی اکسیدانتی آن از سایر کاروتنوئیدها بیشتر است و دارای ارزش اقتصادی می باشد. ترائوستوکیتریدها به عنوان پروتیست های تک سلولی هتروتروف دریازی قابلیت بالقوه ای در تولید کاروتنوئیدها، به خصوص آستازانتین، دارند. این یوکاریوت های دریازی دارای جنس های شاخص ترائوستوکیتریوم، شیزوکیتریوم، آئورانتیوکیتریوم و ژاپونوکیتریوم هستند. در این تحقیق برای نخستین بار در ایران نمونه برداری و جداسازی این سویه ها از سواحل جنوبی، خلیج فارس و دریای عمان و جنگل های حرا انجام شد. بیش از 28 سویه ترائوستوکیترید جداسازی شدند و از نظر مورفولوژیکی و چرخه سلولی مورد بررسی قرار گرفتند. سپس، غربالگری اولیه آنها جهت تولید آستازانتین در زیر نور فلورسنت انجام شد. چهار سویه 6j، 3j، 71-1 و 3f جهت غربالگری ثانویه تولید آستازانتین توسط tlc و اسپکتروفتومتری انتخاب شدند. نتایج نشان داد که آستازانتین در سویه ها تولیدشده است. تولید آستازانتین در محیط gyp مایع انجام شد و سپس استخراج آن صورت گرفت. نتایج حاصل از تعیین محتوای کل کاروتنوئید، آنالیز hplc از نمونه ها و استاندارد آستازانتین نشان داد که محتوای کل کاروتنوئیدها در سویه های 6j، 3j، 71-1 و 3f به ترتیب برابر با 82/134، 79/375، 52/153، 43/505 میکروگرم در گرم وزن خشک سلولی می باشد. همچنین، محتوای آستازانتین این سویه ها به ترتیب 68/31، 71/39، 08/30 و 49/92 میکروگرم در گرم وزن خشک سلول تعیین شد. با توجه به آنالیز hplc مشخص شد که سویه 3f، قابلیت بسیار زیادی در تولید آستازانتین و سویه 3j، توانایی بالایی در تولید اکیننون دارد. لازم به ذکر است که توانایی تولید آستازانتین در سویه 3f، در مدت زمان 5 روز کشت، از سویه thraustochytrium-chn1، که توسط کارمونا و همکاران گزارش شده، بیشتر می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق اولین گزارش از تولید کاروتنوئیدها به خصوص آستازانتین در سویه های ترائوستوکیترید بومی ایران می باشند.

دوکوزاهگزانوئیک اسید (dha;22 6 n-3) یک اسید چرب غیر اشباع با چندین پیوند دوگانه و متعلق به گروه اسیدهای چرب ضروری غیر اشباع امگا3 می باشد. بدن انسان و جانوران قادر به ساخت این اسید چرب نیست و از این رو باید از طریق رژیم غذایی تامین شود. در سال های اخیر مشخص شده که dha دارای اثرات بسیار سودمندی در سلامتی انسان و پیشگیری و درمان بسیاری از بیماری ها از قبیل ناراحتی های قلبی- عروقی، بیماری های مغزی چون آلزایمر و سرطان می باشد. همچنین این ترکیب نقش اصلی را در تکامل ، رشد و افزایش حافظه نوزادان و کودکان ایفا می کند. dha در حدود 60% از شبکیه چشم و 15تا 20% از قشر مخ را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر روغن ماهی بزرگترین منبع تامین dha می باشد اما به دلیل آن که دارای ترکیبات مضری چون جیوه، فلزات سنگین و ترکیبات سمی پلی کلرونات است، استفاد از این محصول را با چالش روبه روکرده است. ترائوستوکیتریدها به عنوان پروتیست های تک سلولی هتروتروف دریازی قابلیت بالقوه ای در تولید dha و اسیدهای چرب امگا3 دارند و می توان از آنها به عنوان منابع جایگزین روغن ماهی استفاده کرد. این یوکاریوت های دریازی دارای جنس های شاخص و مهم شیزوکیتریوم، ترائوستوکیتریوم، آئورانتوکیتریوم، ژاپونوکیتریوم و اولکنیا هستند. هدف از انجام این تحقیق دست یافتن به سویه ای از خانواده ترائوستوکیتریدها با قابلیت بالای تولید اسیدهای چرب امگا3 می باشد. در این تحقیق برای نخستین بار در ایران نمونه برداری های وسیع جهت جداسازی این سویه ها از اکوسیستم جنگل های حرا و سواحل جنوبی دریای عمان و خلیج فارس انجام گردید و بیش از 25 سویه از خانواده ترائوستوکیتریدها جداسازی شدند و از نظر خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی و چرخه سلولی مورد بررسی قرار گرفتند و پس از انجام تست های غربالگری اولیه سویه های تولید کننده تری آسیل گلیسرول توسط روش رنگامیزی زنده کلنی ها بر روی محیط کشت های اختصاصی حاوی رنگ نایل رد و بررسی تصاویر میکروسکوپ نوری و فلوروسانت سویه ها، 4 سویه 3j1، 1j، 71-2 و d6-1 انتخاب شدند. این چهار سویه جهت بررسی رشد سلولی و میزان تولید روغن ذخیره ای در محیط کشت مایع gyp در مدت 48 ساعت رشد داده شدند و با توجه به بررسی نتایج تولید بیومس و مقدار روغن تولیدی توسط سویه ها، سویه 3j1 از قابلیت ها و شاخص های تولید بالاتری برخوردار بوده و در شرایط عدم بهینه سازی محیط کشت قادر به تولید 47/77% روغن در بیومس بوده است. همچنین منحنی رشد و میزان روغن تولیدی سویه3j1 نشان داد که این سویه تا 24 ساعت در فاز لگاریتمی بوده و48 ساعت وارد فاز سکون شده و در 72 ساعت از انکوباسیون و در فاز سکون تولید بیومس و روغن آن به بیشترین مقدار خود رسیده و به ترتیب 2/3 و 4/2 گرم بر لیتر تولید کرد. در بررسی های چرخه زندگی سویه 3j1 تقسیم دو تایی، ساختارهای چهار تایی، هشت تایی، سلول های نامنظم آمیبی شکل، سلول های رویشی، زئوسپورانژیوم و زئوسپورها دیده شد که بیشترین شباهت را به جنس شیزوکیتریوم دارد. جهت تایید نهایی تولید ترکیب ارزشمند dha و بررسی پروفایل اسیدهای چرب و نوع اسیدهای چرب تولید شده و مقدار آنها در روغن ذخیره ای، آنالیز کروماتوگرافی گازی با دو روش مستقیم و غیرمستقیم تولید متیل استر اسیدهای چرب از بیومس و روغن های استخراج شده از سویه 3j1 انجام گردید. نتایج نشان دادند که کارایی روش غیر مستقیم تولید متیل استر اسیدهای چرب از روغن استخراجی بیشتر می باشد. این سویه 75/32% دوکوزاهگزانوئیک و 51% پالمیتیک اسید تولید کرده که توانایی آن در تولید اسیدهای چرب امگا 3 را نشان می دهد. با توجه به 5 پروفایل توصیف شده برای خانواده ترائوستوکیتریدها توسط آقای هانگ و همکاران، سویه 3j1 دارای بهترین نوع پروفایل تولیدی اسیدهای چرب بوده چراکه تعداد پیک های اسیدهای چرب اشباع آن کم بوده و از میان اسیدهای چرب غیر اشباع هم تنها تولید کننده dha بوده که شاخصه بسیار مهمی جهت تولید هدفمند و هر چه بیشترdha در مقیاس های صنعتی و در فرآیند بهینه سازی می باشد. لازم به ذکر است که سویه صنعتی schizochytrium limacinum sr21 که توسط آقای هوندا و همکاران در ژاپن و در اقلیم گرمسیری استوایی جداسازی شده و از سویه های صنعتی می باشد در بیوراکتور با شرایط بهینه و به مدت 4 روز ، به ترتیب 78% و 36% روغن و dha تولید کرده است. این سویه در فلاسک های کشت و به مدت 5 روز به ترتیب 39% و 35% روغن و dha تولید کرده است. در حالیکه سویه3j1 در کشت دو روزه و بدون بهینه سازی 47/77% روغن و 75/32% dha تولید کرده است که نشان دهنده پتانسیل بسیار زیاد سویه 3j1 جهت تولید صنعتی dha می باشد. نتایج حاصل از این تحقیق اولین گزارش از تولید dha در سویه های ترائوستوکیترید بومی ایران می باشند.

بیودیزل به عنوان یک منبع تجدید پذیر سوختی شناخته میشود که در آینده ای نزدیک جایگزین سوخت های متداول خواهد شد. این ترکیب مونو آلکیل استر یک سوخت پاک ، تجدید پذیر و غیر سمی می باشد. منبع اولیه تولید بیودیزل را میتوانبه سه گروه تقسیم کرد: روغن های گیاهی ، حیوانی و ریزجلبک ها. استفاده از ریزجلبک ها برای تولید بیودیزل دارای اهمیت بیشتری نسبت به گیاهان است زیرا درصد چربی تولیدی توسط ریزجلبک ها نسبت به گیاهان بسیار زیاد می باشد. ریزجلبک ها می توانند به راحتی در دریا ودریاچه ها زندگی کنند ولی گیاهان این توانایی را ندارد. در این تحقیق نمونه برداری از استان های یزد، بوشهر، کرمان ، هرمزگان و سیستان بلوچستان انجام گرفت . برای جداسازی ریز جلبک های اتوتروف و هتروتوف از سه محیطchu13 ، bg-11،gyp استفاده شد.8 سویه ریزجلبک اتوتروف و4 سویه ریزجلبک هتروتروف جداسازی شدند. این ریز جلبک ها از نظر مورفولوژیکی مورد بررسی قرار گرفتند، سپس با استفاده ازرنگ نایل رد و میکروسکوپ فلوروسانس و همچنین با استفاده از اسپکتروفلورومتری ، سویه ای که توانایی بالایی در تولید تری آسیل گلیسرول را داشت انتخاب شد وسپس منحنی رشد سویه رسم گردید. با استفاده ازدستگاه سوکسلت تری آسیل گلیسرول سویه d4استخراج شده که مقدار روغن تولیدی 12/75% از وزن خشک سلولی را تشکیل می دهد. سپس تاثیر فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی بر رشد سلولی و تولید تری آسیل گلیسرول بررسی شد. این فاکتور ها که شامل میزان گلوکز، عصاره مخمر ، پپتون و rpm می باشد . در نهایت محیط بهینه شامل 30 گرم بر لیتر گلوکز، 2گرم بر لیتر پپتون، 2 گرم بر لیتر عصاره مخمر و50% آب دریا ودور rpm200 بدست آمد. در این محیط 23/4 گرم بر لیتر وزن خشک و18/1 گرم بر لیتر تری آسیل گلیسرول توسط سویه d4 تولید شد. سپس با استفاده از روش ترانس استریفیکاسیون بیودیزل تولید شد. همچنین آنالیز گاز کروماتوگرافی آلکیل استرهای تولیدی نشان داد که اکثر استرهای حاصل، از اسید های چرب اشباع خصوصا پالمیتیک اسید می باشند.

جنگل¬های حرای جزیره¬ قشم و سواحل جنوبی استان هرمزگان از وسیع¬ترین نمونه¬های جنگل های مانگرو در جهان به شمار می آیند و موردتوجه بسیاری از دانشمندان قرار گرفته¬اند.گیاهان حرا که مهمترین آنها گونه های اویسینا مرینا و چندل می باشند، از خواص زیادی درطب سنتی برخوردارند و در بسیاری موارد خواص دارویی عصاره-ی این گیاهان به میکروارگانیسم¬های اندوفیت هم¬زیست آنها نسبت داده می¬شود. اندوفیت¬های حرا به ویژه ترائو ستوکیتریدهای اندوفیت به جهت تولید ترکیبات زیست¬فعال ازجمله آنزیم های خارج سلولی و پلی ساکاریدهای خارج سلولی مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. در پژوهش انجام شده از جنگل¬های حرای ایران، 32 سویه ی اندوفیت غربال¬گری شد و سپس بررسی فعالیت تولید آتزیم های خارج سلولی و پلی ساکاریدهای خارج سلولی توسط سویه های جداسازی شده انجام شد. خالص سازی سویه ها بر روی محیط gyp آگاردار حاوی آنتی بیوتیک¬ها و ضد قارچ آمفوتریسین b صورت گرفت. تولید آنزیم¬های خارج¬سلولی لیپاز، سلولاز، پروتئاز و آمیلاز با روش کیفی و استفاده از پلیت¬های آگاردار- سوبسترا مورد بررسی قرار¬گرفت. در بررسی انجام شده، در حالیکه توا¬نایی تولید لیپازخارج¬سلولی در اغلب سویه¬ها مشاهده شد هیچ یک از سویه¬ها قادر به تولید آمیلاز خارج سلولی نبودند. سنجش تولید لیپاز خارج سلولی با استفاده از دو محیط کشت انجام شد. سویه d1 با قطر هاله ی 8 میلیمتر در روش اول و سویه های 2 و1 c2- با قطر هاله ی 4 میلیمتر در روش دوم بیشترین توانایی تولید لیپاز خارج¬سلولی را نشان دادند. در غربال¬گری سویه¬های تولیدکننده ی پلی ساکارید خارج سلولی، 18 سویه مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد سویه¬ی 2-1 بیشترین پلی¬ساکارید خارج¬سلولی را به میزان 5/1 گرم بر لیتر تولید کرد. بررسی فعالیت ضدسرطانی پلی ساکاریدهای خارج سلولی علیه سلول¬های سرطان معده ی انسان در دو مرحله انجام شد و نشان داده شد، پلی-ساکارید خارج¬سلولی f4 با ic50 (سمیت 50% سلولی) mg/ml 2 دارای بیشترین اثر مهار و آپوپتوزسلولی علیه سلول¬های سرطان معده بود.

با افزایش سطح فلزات در محیط به علت فعالیت های صنعتی و اعمال کشاورزی مدرن، باکتری ها استراتژی هایی را جهت کاهش غلظت درون سلولی آلوده کننده های سمی به روش های مختلف دارا می باشند. بنابراین محیط های آلوده به فلزات سنگین دارای میکروارگانیسم هایی با قابلیت مقاومت در برابر این فلزات هستند. پژوهش حاضر در ارتباط با بررسی ژن های موثر در مقاومت به فلزات سنگین و نانو اکسیدهای فلزی در سودوموناس های ایزوله شده و کنترل بیولوژیکی آنها بوسیل? آنتاگونیست های میکروبی می باشد. در ابتدا 15 سویه از نمونه های خاک و پساب جداسازی شد. هشت سویه بر اساس مقاومت بالا در برابر یون های مس و روی، نانو اکسید مس و نانو اکسید روی غربال گری گردید. سویه ها بر اساس خصوصیات مورفولوژیکی، بیوشیمیایی و آنالیز توالی ژن rrna s16 به عنوان سویه های سودوموناس شناسایی شدند. آنالیز ژن rrna s16 نشان داد که %25 سویه ها به سودوموناس پوتیدا، %25 به سودوموناس فلورسنس و %5/12 به سودوموناس آئروژینوزا تعلق دارند. تمام سویه ها به منظور تعیین حضور ژن های مربوط به مقاومت به یون های مس و روی (copa و czcc) مورد بررسی قرار گرفتند. برای این کار ابتدا dna ژنومی استخراج شده و با پرایمرهای اختصاصی طراحی شده برای این ژن ها pcr گردید. در میان سویه های غربال گری شده فقط fluorescens cuo-2 p. و p. putida zn-2 با پرایمرهای استفاده شده در این پژوهش ژن copa و سویه های p. fluorescens strain cuo-1، pseudomonas sp. zno-1، pseudomonas sp. zno-2 و putida zn-2 p. ژن czcc را دارا بودند. جهت تعیین نیمرخ پلاسمیدی باکتری ها، dna پلاسمیدی جداسازی شده و بوسیل? الکتروفورز ژل آگارز مشخص گردید. نتایج نشان داد که %75 سویه های جداسازی شده یک پلاسمید با وزن مولکولی بالا (kb 2/17) را حمل می نمایند، در حالی که سوی? p. putida zn-2 دارای دو پلاسمید می باشد. بیشترین غلظت قابل تحمل هم? سویه ها بر علیه یون های مس و روی، نانو اکسید مس، نانو اکسید روی و برخی از آنتی بیوتیک ها اندازه گیری شد. ارتباط بین مقاومت به فلزات سنگین و نانو اکسیدهای فلزی با مقاومت به آنتی بیوتیک ها با فرض مقاومت به استرس چندگانه در باکتری ها مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز آماری ارتباط مثبتی بین مقاومت به فلزات سنگین، نانو اکسیدهای فلزی و آنتی بیوتیک ها در تمام سویه ها نشان داد. اگزوپلی ساکارید تولید شده توسط سویه های مقاوم به نانواکسیدهای فلزی، استخراج گردیده و اثر محافظتی آنها بر روی سلول ها مورد ارزیابی قرار گرفت. کاهش در میزان اگزوپلی ساکارید بعد از برهم کنش مایع رویی کشت p. fluorescens cuo-1 با نانو ذرات cuo مشاهده گردید. طیف های ft-ir اگزوپلی ساکارید استخراج شده از مایع رویی کشت باکتری و نانو ذرات cuo بر هم کنش داده با اگزوپلی ساکارید، تقریباً مشابه بود. پوشانده شدن نانو ذرات بوسیل? اگزوپلی ساکارید به کمک آنالیز ft-ir و xrd تأیید گردید. بررسی اثر نانو ذرات cuo پوشیده شده با اگزوپلی ساکارید بر روی e. coli ptcc1336 و s. aureus ptcc1113 سمیّت کمتری در مقایسه با نانو ذرات cuo نشان داد. نتایج پیشنهاد می کند که پوشانده شدن نانو ذرات بوسیل? اگزوپلی ساکارید تولید شده بوسیل? باکتری ها می تواند یک مکانیسم احتمالی مقاومت در برابر این ذرات باشد. به منظور بررسی فعالیت آنتاگونیستی لاکتوباسیل ها علیه سودوموناس آئروژینوزا از 4 گون? لاکتوباسیلوس کازئی، لاکتوباسیلوس پلانتاروم، لاکتوباسیلوس بولگاریکوس و لاکتوباسیلوس برویس استفاده گردید. برای این کار کشت عاری از سلول لاکتوباسیل ها در محیط mrs فراهم گردیده و فعالیت ضدمیکروبی آنها بر روی سودوموناس آئروژینوزا به روش انتشار در آگار به کمک چاهک بررسی شد. پس از این که مشخص شد کدام لاکتوباسیلوس بیشترین اثر ممانعت کنندگی را دارد، قسمت های مختلف کشت آن مثل کشت کامل باکتری دارای cfu/ml 106، شیراب? اسیدی، شیراب? خنثی شده و سلول های شسته شد? لاکتوباسیلوس که در بافر نمکی با غلظت cfu/ml 106 سوسپانسیون گردیدند، فراهم شده و فعالیت ضد میکروبی آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین تأثیر این بخش ها بر روی تولید بیوفیلم توسط سودوموناس آئروژینوزا نیز آزمایش گردید. نتایج نشان داد که هیچ گونه سلول زند? سودوموناس آئروژینوزا بعد از کشت در برابر نمون? شیراب? اسیدی و کشت کامل لاکتوباسیلوس برویس مشاهده نشد. در مقایسه با سودوموناس آئروژینوزای رشد کرده در محیط lb، نمون? کشت کامل و شیراب? اسیدی لاکتوباسیلوس برویس اثر ممانعت کنندگی معنی داری بر روی تولید بیوفیلم داشتند. با توجه به نتایج این پژوهش می توان بیان نمود که خاک های آلوده به فلزات سنگین منابع بالقوه ای برای جداسازی سویه های مقاوم به فلزات سنگین و نانواکسیدهای فلزی می باشند و درک اساس ژنتیکی مقاومت به فلزات سنگین در باکتری ها می تواند به استفاد? بهتر از این مکانیسم های طبیعی جهت بهبود محیط زیست هم? موجودات زنده منجر شود.

باکتری های افزاینده رشد گیاه یا اصطلاحاً pgpr قادرند از طریق سازوکارهای مختلفی ازجمله توانایی تولید تنظیم¬کننده های رشد گیاه، توان حل¬کنندگی ترکیبات نامحلول و تثبیت نیتروژن بر رشد گیاه تأثیر بگذارند. فراوان ترین و مهم ترین اکسین طبیعی شناخته شده ایندول 3-استیک اسید ((iaa)) است که علاوه بر گیاهان، بسیاری از ریز موجودات نیز قادر به تولید این هورمون هستند. در این مطالعه 40 رایزوباکتری مختلف از رایزوسفر گیاهان جمع¬آوری شده از مناطق مختلف ایران از نظر تولید میزان هورمون اکسین به روش سالکوفسکی مورد آزمون قرار گرفتند. با این حال در جریان انجام پروژه سویه¬های ریزوبیومی به همراه پنج سویه غیر ریزوبیومی که تولید چندانی نداشتند از بین رفتند و تنها 31 سویه به صورت تکرار دار و در قالب طرح بلوک کامل تصادفی مورد آزمون قرار گرفتند. بر اساس مقایسه میانگین انجام گرفته، از بین 31 سویه، 12 سویه با میزان بالای اکسین برای انجام آنالیزهای بیشتر انتخاب شدند. از بین کل سویه¬ها، سویه¬ ama2 و wke بیشترین میزان تولید هورمون اکسین را در شرایط نرمال دارا بودند. همچنین بین تیمارها (سویه¬ها) در سطح یک درصد تفاوت معنی¬داری وجود داشت، به همین دلیل مقایسه میانگین¬ها به وسیله آزمون دانکن انجام گرفت تا بهترین سویه¬ها مشخص شوند. به دلیل کمبود بودجه 5 سویه از 12سویه برتر تولیدکننده اکسین جهت بررسی رشد و تحمل، تحت سه تنش دما (15،4،،35 درجه سانتی¬گراد)، شوری (0-1/0-3/0-6/0-8/0-2/1-8/1-3-8/4-6 درصد از کلریدسدیم) وph های مختلف (8 ، 6، 4 ) قرار گرفتند. هر کدام از 12 سویه در سه تست تنش شوری، ph و دما در دو تکرار در قالب طرح فاکتوریل بر پایه طرح کاملاً تصادفی قرار گرفتند و مقایسه میانگین¬ها به وسیله آزمون دانکن انجام گرفت. نتایج نشان داد که در تنش شوری تنها بین سویه¬ها در سطح 1% اختلاف معنی¬دار وجود دارد و دو سویه hke4و hke5بیشترین تولید اکسین را داشتند. در تنش دما بین سویه¬ها و همچنین سطوح دمایی در سطح 5% اختلاف معنی¬دار وجود دارد و دو سویه cke1و ake3 بیشترین تولید اکسین را دارا هستند؛ و همچنین در تنش ph نیز بین سویه¬ها و سطوح ph در سطح 1% اختلاف معنی¬دار دیده شد و دو سویه wke و hke5 بیشترین تولید اکسین را داشتند. همچنین تنوع ژنتیکی 40رایزوباکتری جداسازی شده با استفاده از نشانگر rapd مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور dna ژنومی از باکتری های تولیدکننده هورمون اکسین به روش جوشاندن استخراج شد و واکنش pcr با استفاده از 5 آغازگر rapd انجام گردید. پس از تهیه ماتریس صفر و یک با استفاده از نرم افزار ntsys-pc و نیز با استفاده از ضریب تشابه جاکارد، ماتریس تشابه محاسبه و تجزیه خوشه¬ای نیز به روش upgma انجام شد. ضریب تشابه بین رایزوباکتری¬ها بین 0 تا 55/0 بود. یعنی حداقل با استفاده از آغازگرهای مورد استفاده در این پژوهش هیچ تشابهی بین برخی از رایزوباکتری¬ها یافت نشد که این ممکن است نشان دهنده وجود جنس¬های مختلف در بین باکتری¬های مورد مطالعه باشد. همچنین تمامی سویه¬ها در ده گروه مختلف قرار گرفتند. این نتایج نشان داد که نشانگر rapd حداقل در این پژوهش و برای مطالعه تنوع ژنتیکی بین رایزوباکتری¬ها از کارایی نسبتاً خوبی برخوردار است.

امروزه اهمیت رایزوباکتری ها به دلیل تأمین نیازهای گیاه در شرایط نرمال و تنش و نیز به دلیل سازگاری با محیط زیست و کمک به بهبود کیفیت محصولات کشاورزی و در نتیجه سلامت مصرف کنندگان از توجه ویژه ای برخوردار است. این باکتری ها از طریق بهبود رشد گیاه در شرایط طبیعی و تنشی سبب افزایش عملکرد گیاهان زراعی می شوند. این باکتری های محرک رشد گیاه (pgpr) از طریق یک یا چند مکانیسم موجب افزایش رشد گیاهان می شوند. یکی از این سازوکارها فراهم کردن فسفر مورد نیاز برای گیاهان زراعی است. فسفر بعد از ازت به عنوان مهمترین عنصر غذایی حیاتی برای گیاهان و میکروارگانیسم ها محسوب می شود. گسترش ریشه، استحکام ساقه و شاخه، شکل بذر و گل، بلوغ محصولات و رسیدگی شان، تثبیت نیتروژن در لگوم ها، کیفیت محصول و مقاومت به بیماری های گیاهی وابسته به ماده غذایی فسفر است. در این تحقیق باکتری های حل کننده فسفات بومی ایران از محیط رایزوسفری 9 گونه گیاهی جداسازی گردیدند. سویه های مورد مطالعه از خاک اطراف ریشه گندم دیپلوئید triticum boeoticum رشد یافته در مراتع استان های اردبیل، تبریز، همدان، لرستان و همچنین از خاک اطراف ریشه گیاهان یونجه، شبدر، ذرت، نعناع، انگور، انار، کنجد، گوجه فرنگی، خاکبرگ، خاک باغچه و خاک گلخانه استان های کرمان و هرمزگان تهیه گردید. در مرحله اول سویه های موجود در محیط رایزوسفری بصورت عمومی جدا شدند و سپس در مرحله دوم با استفاده از محیط کشت اختصاصی پیکووسکی و نیز در شرایط مختلف (نرمال، تنش شوری، دما و ph مختلف)، سویه¬های محلول کننده فسفات شناسایی گردیدند. نتایج نشان داد که در شرایط نرمال از بین 98 سویه باکتری جدا شده، 24 سویه قادر به حل کردن فسفات می باشند (24 درصد کل سویه¬ها) که از این بین 10 سویه برتر انتخاب و اثر تنش های مختلف شامل تنش شوری، دما و ph روی آن ها بررسی شد. نتایج قابلیت حل کنندگی فسفات در سویه های برتر تحت تنش شوری نشان داد که سویه u1 میزان رشد تقریبا ثابت و پایداری در دامنه شوری بین 1/0 تا 8/1 درصد داشته و بیشترین میزان حل کنندگی فسفات را داشته است. میانگین شاخص محلول سازی این سویه در سطح شوری 8/0 درصد (mm 8/136)، 2/1 درصدmm) 3/205) و 8/1درصدmm) 308) به ترتیب 7/1، 45/1 و 95/1 می باشد. نتایج قابلیت حل کنندگی فسفات در سویه های برتر در phهای مختلف نشان داد که سویه¬های مذکور در 4=ph قابلیت حل کنندگی فسفات را از خود نشان ندادند اما در 6=ph سویه u1 با میانگین شاخص محلول سازی 51/2 و در 8=ph سویه z3 و u1 با میانگین شاخص محلول سازی39/2 و 68/1 بیشترین کارایی را در محلول سازی فسفات داشتند و این دو سویه به عنوان سویه های برتر در 8=ph معرفی شدند. نتایج قابلیت حل کنندگی فسفات در سویه های برتر در دماهای مختلف نشان داد که در دماهای 5 و 15 درجه سانتی گراد هیچ سویه ای قابلیت حل کنندگی فسفات را ندارند اما در دمای 35 درجه سانتیگراد سویه t1 و در دمای 30 درجه سانتیگراد سویه u1 بیشترین کارایی را در محلول سازی فسفات داشتند. در این مطالعه تنوع ژنتیکی 25 سویه باکتری محلول کننده فسفات نیز با استفاده از نشانگر مولکولی rapd مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور dna ژنومی باکتری های محلول کننده فسفات به روش جوشاندن استخراج شد و واکنش pcr با استفاده از 5 آغازگر rapd انجام شد. پس از تهیه ماتریس صفر و یک با استفاده از نرم افزار ntsys-pc و نیز با استفاده از ضریب تشابه جاکارد، ماتریس تشابه محاسبه و تجزیه خوشه¬ای نیز به روش upgma انجام شد. محدوده تشابه ژنتیکی ژنوتیپ ها بین 0 تا 56/0 بدست آمد. سویه¬های مورد مطالعه در 7 گروه مجزا قرار گرفتند که 3 گروه تنها از یک سویه تشکیل شدند. بین برخی سویه ها هم هیچ گونه تشابهی یافت نشد که نشان دهنده تنوع زیاد بین سویه هاست. بررسی تنوع ژنتیکی این سویه¬ها بیانگر وجود تنوع بالا در بین سویه-های مورد مطالعه است و نشان می¬دهد که نشانگر rapd می¬تواند در بررسی تنوع ژنتیکی نشانگر کارایی باشد.

یکی از مکانیزم های مهم مورد استفاده توسط باکتری های محرک رشد گیاه (pgpr) به منظور توسعه و تسهیل رشد گیاه در شرایط تنشی، کاهش سطح اتیلن توسط دآمینه شدن 1-آمینوسیکلوپروپان 1-کربوکسیلیک اسید (acc)، پیش ماده اولیه اتیلن در گیاهان است. کاهش سطح اتیلن، به گیاهان اجازه تحمل بیشتر در مقابل طیف وسیعی از تنش های محیطی را می دهد. استفاده از باکتری های مفید برای افزیش تولیدات محصولات کشاورزی مستلزم انتخاب ریزوباکتری های شایسته برای افزایش رشد گیاه است. -pgprهای حاوی accدآمیناز، می توانند رشد گیاه را تحت شرایط تنشی تسهیل کنند و براثرات مضر آن غلبه کنند. بنابراین چندین سویه باکتری که می توانند acc را بعنوان تنها منبع نیتروژن استفاده کنند، از نمونه های خاک ریزوسفری جداسازی شدند. این پژوهش با هدف بررسی توان تولید آنزیم acc دآمیناز در جدایه های رایزوباکتری برخی خاک های ایران و یافتن جدایه های برتر از این نظر انجام شد. در این راستا تعداد 57 جدایه ریزوباکتریایی خالص سازی شده از برخی از خاک های ایران روی محیط m9 با دو منبع نیتروژن (acc و آمونیوم کلرید) کشت داده شدند .همچنین محیط m9 فاقد نیتروژن نیز بعنوان شاهد در نظر گرفته شد. در این پژوهش هم چنین اثر تلقیح جدایه های رایزوباکتری حاوی acc دآمیناز روی جوانه زنی بذرهای کلزا در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت رایزوباکتریهای تولید کننده آنزیم acc دآمیناز توسط نشانگر rapd و نیز با استفاده از پرایمرهای ویژه 16srdna مورد آنالیز ژنتیکی قرار گرفتند. نتایج بخش اول نشان داد که از میان 57 جدایه ریزوباکتریایی، 8 جدایه دارای توان تولید آنزیم accدآمیناز بودند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که 8 جدایه از نظر میزان تولید آنزیم acc دآمیناز نسبت به یکدیگر برتری ندارند. نتایج قسمت دوم نشان داد که طول ریشه بذرهای جوانه زده کلزا تحت تاثیر تمامی سویه ها نسبت به کنترل روند افزایشی داشته و جدایهv11 و v6 به ترتیب از لحاظ آماری بیشترین و کمترین تاثیر را روی ریشه نسبت به کنترل داشته اند. هم چنین مشاهدات و آنالیز آماری نشان داد که همه سویه ها به استثناء دو سویه u2 و v7 نسبت به کنترل روند افزایشی داشته و بیشترین تاثیر را جدایه y1 روی ساقه نسبت به کنترل داشته است. در این پژوهش هم چنین، از نشانگر rapd برای مطالعه تنوع ژنتیکی سویه های تولید کننده acc دآمیناز استفاده گردید. 7 پرایمر تصادفی توانستند باندهای چندشکل واضحی را تولید کنند. ماتریس تشابه نشان داد که سویه های ورمی 11 و ورمی 15 بالاترین تشابه و سویه های v7 و v11 کمترین تشابه را داشتند. نتایج تجزیه کلاستر هم نشان داد که تمامی سویه های در داخل 3 گروه قرار گرفتند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که نشانگر rapd کارایی خوبی در بررسی تنوع ژنتیکی رایزوباکتریها دارد. برای شناسایی سویه های حاوی acc دآمیناز از پرایمرهایrdna 16s استفاده شد که در نهایت دو سویه v11 و v7 از کیفیت مناسبی برای توالی یابی برخوردار بودند. نتایج نشان داد که توالی v11 مشابه به توالی دو جنس کلبسیلا و انتروباکتر است و توالی v7 مشابه به جنس سودوموناس بود.

هدف از این تحقیق بررسی اثر عصاره های فاز رویی و بیومس قارچهای اندوفیتی جدا شده از گیاه استبرق بر روند رشد وتکثیر سلولهای سرطانی معده بود در این تحقیق گیاهان دارویی از جیرفت و کرمان جمع آوری شد. سویه های اندوفیتی از این گیاهان جداسازی شد. از فاز سوپرناتانت و فاز بیومس این سویه ها عصاره گیری انجام شد و میزان فعالیت ضد سرطانی این سویه ها بر روی سلول های سرطانی معده مورد ارزیابی قرار گرفت. سویه ای که بیشترین خاصیت ضد سرطانی را هم در فاز سوپرناتانت و هم فاز بیومس داشت، انتخاب شد. با روش ctab از این سویه استخراج dna انجام گرفت. کمیت وکیفیتdna بررسی شد، پس از انجام pcr سویه ی انتخابی تعیین توالی شد و جنس آن مشخص گردید. سپس در مقدار بیشتری محیط مایع کشت داده شد و عصاره ی بیشتری از هر دو فاز آن بدست آمد. غلظت های مختلف از عصاره های هر دو فاز در قالب تست mtt بر سلول های سرطانی معده تیمار شد. با نرم افزار spss داده ها تجزیه تحلیل شد. با روش مهار رادیکال های آزاد dpph و خاصیت آنتی اکسیدانی کلی( با معرف مولیبدانت) میزان آنتی اکسیدانی عصاره ها بررسی شد و برای کنترل مثبت از آسکوربیک اسید استفاده شد. بعد از تیمار سلول ها با غلظت ic50 عصاره ها، با ماده ی هماتوکسیلین رنگ آمیزی شدند و از آنها عکس گرفته شد. غلظت های ic50 عصاره ها به سلول های سرطانی معده و سلولهای فیبروبلاست اثر داده شد و با دستگاه فلوسایتومتری مرحله ی توزیع چرخه ی سلولی بررسی شد

کاروتنوئیدها به عنوان بخشی از پاسخ سلولی به استرس‏های محیطی گوناگون در میکروارگانیسم ها، تولید می‎شوند. کاروتنوئیدها در سلامت انسان کاربردهای بسیاری دارند که از جمله آنها می توان به فعالیت‎های آنتی اکسیدانی، ضدسرطانی، پیش‎ساز هورمون ها، افزایش فعالیت پرو ویتامین a و حفاظت نوری اشاره کرد. ترائوستوکیتریدها، میکروارگانیسم‎های هتروتروف هوازی و دریازی می باشند که شامل جنس هایی مانند ترائوستوکیتریوم، شیزوکیتریوم، ژاپونوکیتریوم و اولکنیا هستند. این گروه از پروتیست ها دارای کاربردهای بسیاری از جمله تولید اسیدهای چرب غیراشباع امگا3 و کاروتنوئیدهایی مانند آستازانتین هستند. در این تحقیق اثر منابع مختلف کربن (گلوکز و گلیسرول)، نیتروژن (عصاره مخمر و پپتون)، غلظت های متفاوت از این منابع، شوری آب دریا و شدت همزنی بر تولید آستازانتین در سویه بومی شیزوکیتریوم 3f مورد بررسی قرار گرفت. توسط روش یک فاکتور در زمان، منابع مناسب کربن و نیتروژن برای رشد سلولی شناسایی شدند. سپس فاکتورهای مناسب و سطوح آنها انتخاب و توسط نرم افزار تاگوچی آرایه l18 طراحی شد. بعد از تلقیح محیط ها، کاروتنوئیدها استخراج و آنالیز tlc، اسپکتروفتومتری و hplc انجام شد. در نهایت محیط بهینه جهت تولید حداکثری آستازانتین مشخص شد. آزمایش تک فاکتوری نشان داد که بهترین منابع کربن شامل گلوکز و گلیسرول می باشد. نتایج حاصل از تاگوچی نشان دادند که برای تولید آستازانتین، مناسب ترین منبع کربن، گلوکز (با غلظت 20 گرم در لیتر) می باشد در حالی که برای تولید بیشترین مقدار بیومس، منبع کربن گلیسرول (با غلظت %v/v 3) مناسب تر است. تولید بیومس با مقدار عصاره مخمر، پپتون و میزان هوادهی، رابطه مستقیم دارد و هنگامی که شوری محیط 60% باشد، تولید بیومس به حداکثر می رسد. تولید آستازانتین نیز با میزان هوادهی رابطه مستقیم داشته ولی با مقدار عصاره مخمر رابطه عکس نشان می دهد. مقدار پپتون و شوری محیط نیز در سطوح دوم خود (به ترتیب 3 گرم در لیتر و 60% آب دریا) می توانند تولید آستازانتین را افزایش دهند. محیط بهینه تولید آستازانتین شامل 20 گرم در لیتر گلوکز، 1 گرم در لیتر عصاره مخمر، 3 گرم در لیتر پپتون و 60% آب دریا در 200 دور در دقیقه بدست آمد. باندهای ظاهر شده در tlc نشان دادند که عصاره‎ی کاروتنوئیدی محیط بهینه تولید آستازانتین، حاوی آستازانتین آزاد، آستازانتین مونواستر، آستازانتین دی استر و بتاکاروتن می‎باشد. نتایج حاصل از hplc، حضور کاروتنوئیدهای آستازانتین، کانتازانتین، اکیننون و بتاکاروتن در عصاره‏ی کاروتنوئیدی محیط بهینه را نشان دادند. مقدار آستازانتین تولید شده در محیط بهینه توسط سویه شیزوکیتریوم 3f، 51/83 میکروگرم در گرم وزن خشک سلولی و 27/0 میلی گرم در لیتر تعیین شد. در این تحقیق مشخص شد که میزان اکسیژن رسانی با تولید آستازانتین رابطه مستقیم داشته که این نتیجه با توجه به مسیر سنتز آستازانتین قابل قبول می باشد. از سوی دیگر غلظت منابع کربن و نیتروژن بر تولید کاروتنوئیدها بسیار موثر بوده است و مقدار نیتروژن محیط با تولید آستازانتین رابطه معکوس دارد. سویه شیزوکیتریوم 3f دارای قابلیت رشد در دامنه وسیعی از شوری می باشد اما غلظت های شوری مختلف، در کنار سایر ترکیبات محیط، باعث می شود که سویه تولیدات متفاوتی داشته باشد. تولید کاروتنوئیدها توسط سویه های بومی شیزوکیتریوم تاکنون در ایران گزارش نشده و تحقیق حاضر پتانسیل این سویه ها را برای تولید بیوتکنولوژی کاروتنوئیدها نشان می دهد.