مقایسه کاربرد صنعتی اگزوپلی ساکاریدهای دو سویه سیانوباکتری آبزی و خاکزی Neowestiellopsis Persica A1387 و Nostoc punensis در تصفیه زیستی فلزات سنگین

نوع مقاله : پژوهشی- فارسی

نویسندگان

1 گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم و فناوری های همگرا، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه زیست شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

3 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم و فناوری های نوین، دانشگاه علوم پزشکی آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

مقدمه: تولید اگزوپلی ساکاریدها (EPS) توسط سیانوباکتری ها در پاسخ به تنش فلزات سنگین یکی از ویژگی های مهم این میکروارگانیسم‌ها در تصفیه زیستی آبهای آلوده می‌باشد. در این پژوهش، توانایی دو سیانوباکتری خاکزی و آب شیرین Nostoc punensis و Neowestiellopsis Persica A1387در حذف فلزات سنگین کروم، نیکل و مس مورد بررسی قرار گرفته است.

مواد و روش‌ها: پس از رشد سیانوباکتری های Nostoc punensis و Neowestiellopsis Persica A1387 در محیط کشت BG-110 در اتاقک رشد، تلقیح به محیط حاوی فلزات سنگین انجام گردید. سپس میزان حذف فلزات سنگین در بازده زمانی 90 دقیقه ای به همراه اندازه گیری وزن خشک، کربوهیدرات، پروتئین و اگزوپلی ساکاریدها انجام گردید. علاوه بر آن، آنالیز دستگاهی طیف سنجی تبدیل رامان و فوریه به مادون قرمز (FTIR) و طیف سنجی جرمی-کروماتوگرافی گازی (GC-MS) به مظور شناسایی گروه های عاملی موثر و ترکیبات فرار موثر در حذف فلزات سنگین انجام شد.

بحث: نتایج حاصل از آنالیز واریانی یک طرفه و آزمون توکی نشان داد که بیشترین میزان وزن خشک سلولی، اگزوپلی ساکارید، کربوهیدرات و پروتئین در سویه Neowestiellopsis Persica A1387 در مواجه فلزات نیکل و کروم یافت شد. علاوه بر ان، نتایج حاصل از جذب اتمیک فلزات سنگین نشان داد که سویه Neowestiellopsis Persica A1387، در ده دقیقه اول بیشترین میزان حذف فلز نیکل (350 میلی گرم بر وزن خشک) را نشان داد. نتایج حاصل از FTIR نشان داد که در نواحی 405 cm-1،

575 cm-1 و 813-920 cm-1 پیکهایی در ارتباط با گروه های خمشی C-N و کربونیل (C=O) یافت شد که تنها مواجه با فلزات سنگین مشاهده شد.

نتیجه‌گیری: سیانوباکتری آبزیNeowestiellopsis sp. مقاومت بیشتری نسبت به سیانوباکتری خاکزیNostoc sp. در تیمارهای فلزی (مس، نیکل و کروم) از خود نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of industrial application of exopolysaccharides of two strains of aquatic and terrestrial cyanobacteria Neowestiellopsis Persica A1387 and Nostoc punensis in bioremedation of heavy metals

نویسندگان [English]

  • Maryam Zaker Firuzabadi 1
  • Bahareh Nowruzi 2
  • Sarvenaz Falsafi 3
1 Department of Biotechnology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Department of Biology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 Department of microbiology, faculty of advanced science and technology, Tehran medical science, Islamic Azad University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Introduction: Production of exopolysaccharides (EPS) by cyanobacteria in response to heavy metal stress is one of the important features of these microorganisms in the biological treatment of polluted waters. In this research, the ability of two soil and freshwater cyanobacteria Nostoc punensis and Neowestiellopsis Persica A1387 to remove heavy metals chromium, nickel and copper has been investigated.



Materials and Methods: After the growth of cyanobacteria Nostoc punensis and Neowestiellopsis Persica A1387 in BG-110 culture medium in the growth chamber, inoculation of the medium containing heavy metals was performed. Then, the rate of removal of heavy metals in a 90-minute time efficiency along with the measurement of dry weight, carbohydrates, protein and exopolysaccharides evaluated. In addition, Raman and Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) for the identification of effective functional groups and volatile compounds effective in removing heavy metals performed.



Discussion: The results of the one-way analysis of variance and Tukey's test showed that the highest amount of cell dry weight, exopolysaccharide, carbohydrate, and protein were found in the Neowestiellopsis Persica A1387 strain exposed to nickel and chromium metals. In addition, the results of atomic absorption of heavy metals showed that the Neowestiellopsis Persica A1387 strain showed the highest amount of nickel metal removal (350 mg. dry weight-1) in the first ten minutes. The results of FTIR showed that in the regions of 405 cm-1, 575 cm-1, and 813-920 cm-1 peaks were found in connection with C-N and carbonyl (C=O) bending groups, which observed only when exposed to heavy metals.



Conclusion: Aquatic cyanobacteria Neowestiellopsis sp. showed more resistance than soil cyanobacteria Nostoc sp. in metal treatments (copper, nickel and chrome).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Neowestiellopsis Persica A1387
  • Nostoc punensis
  • heavy metals؛ exopolysaccharide؛ biological removal؛ bioaccumulation
زیست شناسی میکروارگانیسم ها

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 15 فروردین 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار