بهینه‌سازی محیط‌کشت سویۀ سیانوباکتریوم fischerella sp. sh.a برای بیشترین تولید اگزوپلی‌ساکارید با فعالیت ضدباکتریایی

مقدمه: در بین ریزموجودات فتوسنتزکننده، سیانوباکتریومsp.  fischerella منبع نویدبخشی برای جستجوی پلی‌ساکاریدهای با ساختمان جدید است. اگزوپلی‌ساکاریدها مانند مرزی در برابر عوامل ضدمیکروبی عمل می‌کنند؛ به ‌همین‌ علت، امروزه در صنعت به سیانوباکتری‌ها با عنوان عوامل غلیظ‌کننده یا شناورکننده، جاذب فلزات سنگین یا در زمینۀ پلی‌ساکاریدهای سولفاته به‌شکل مواد بیواکتیو بسیار توجه شده است که خود مزیتی در مقایسه با دیگر پلی‌ساکاریدهای جداشده از گیاهان و ریزجلبک‌های دیگر به حساب می‌آید. عوامل بسیاری بر رشد و تجمع متابولیت‌ها در کشت‌های سلولی تاثیر دارند؛ باوجوداین، دانش کافی در زمینۀ عوامل موثر بر بیشترین بیوسنتز اگزوپلی‌ساکاریدها و فعالیت ضدباکتریایی وجود ندارد. در مطالعۀ حاضر، به‌منظور انتخاب بهترین شرایط کشت برای کاربرد صنعتی اگزوپلی‌ساکاریدها به بررسی تاثیر هم‌زمان برخی از عوامل فیزیکی، محیطی و غذایی بر تولید اگزوپلی‌ساکاریدهای تولیدشده از fischerella sp. sh.a پرداخته شد. مواد و روش‏‏ها: در مطالعۀ حاضر با هدف بررسی عوامل اصلی موثر بر بیوسنتز اگزوپلی‌ساکاریدها و فعالیت ضدباکتریایی، سیانوباکتریوم fischerella sp. sh.a از آب‌های شیرین استان گلستان جداسازی و پس‌از شناسایی ریخت‌شناختی و مولکولی، همبستگی‌های احتمالی بین نوع تنش و میزان تولید پلی‌ساکارید و فعالیت ضدباکتریایی سنجیده شد. نتایج: نتایج نشان دادند میزان اگزوپلی‌ساکارید تولیدشده و فعالیت ضدباکتریایی بسیار به شرایط کشت و شدت روشنایی وابسته است؛ علاوه‌براین، تولید اگزوپلی‌ساکارید در شرایط غیردیازوتروفیک با غلظت نیترات 500 میلی‌مولار و روشنایی 50 یا 150 میکروانشتین در مترمربع در ثانیه همبستگی دارد. بحث و نتیجه‏گیری: ازآنجاکه اگزوپلی‌ساکاریدهای سیانوباکتریایی از دیدگاه زیست‌فناوری جالب توجه هستند، توجه به بسیاری از عوامل دیگر برای بیشترین تولید اگزوپلی‌ساکارید در این جنس اهمیت زیادی دارد.

Optimizing the Cultivation Conditions of Fischerella sp. SH.A Cyanobacterium for Maximizing Polysaccharide Production with Antibacterial Activity

Introduction: Among the photosynthetic microorganisms, cyanobacteria belonging to the genus Fischerella appear particularly promising for new polysaccharides producing strains. Extracellular polysaccharides (EPS) serve as a boundary to the immediate environment and play a protective role against antimicrobial agents. That iswhy cyanobacteria are so popular in the industry today as thickeners or floating agents, heavy metal absorbers, or in the case of sulfate polysaccharides as bioactive substances. This is an advantage over other polysaccharides extracted from plants or other macroalgae. There are many factors  affecting cell growth and metabolite accumulation in cell cultures. However, there is insufficient knowledge about the factors affecting maximal EPS biosynthesis and antibacterial activity. In this regard, in this paper, the effect of some physical, environmental, and nutritional factors on the simultaneous production of exopolysaccharide by Fischerella sp. SH.A was investigated in order to select the best cultivation conditions for the industrial application of exopolysaccharides. Materials and methods: In this study, the cyanobacterium isolated from the fresh water of Golestan province was undertaken with the aim of investigating the key factors regulating EPS biosynthesis and antibacterial activity. After the morphological and molecular identification, the possible correlations between the type of stress and the amount of polysaccharides production were also investigated. Results: The obtained results indicated that EPS production and antibacterial activity were highly dependent on the culture conditions and light intensity. Furthermore, the production of exopolysaccharides in nondiastrophic conditions was highly correlated with the concentration of nitrate up to 500 mM and the illumination of 50 or 150 microeinsteins per second per square meter. Discussion and conclusion: Since cyanobacterial extracellular polysaccharides are interesting from the biotechnological point of view, considering some other parameters are of crucial importance for the maximization of EPS production in this genus.