جداسازی باکتری های نمک دوست مولد اوره آز و مطالعه تولید نانوکریستال آن ها

باکتری های مولد آنزیم اوره آز می توانند با تولید اوره آز در حضور اوره و کلسیم نانوکریستال های کلسیت تولید کنند. رسوب کلسیت طی فعالیت میکروبی فرایندی است که موجب سیمانی شدن ذرات خاک در طبیعت می شود. هدف از این بررسی جداسازی باکتری های نمک دوست مولد اوره آز به منظور رسوب کلسیت در خاک های شور بود. نمونه های طبیعی اعم از خاک و آب های شور برای این منظور انتخاب شدند. ابتدا با استفاده از محیط های tsb حاوی نمک باکتری های نمک دوست و سپس با استفاده از محیط های اختصاصی حاوی اوره و فنل رد باکتری های مولد اوره آز جداسازی شدند. جدایه‌های مولد اوره آز با آزادسازی آمونیوم موجب قلیایی شدن محیط کشت و تشکیل هاله صورتی رنگ اطراف کلنی ها می شدند. سپس باکتری های منتخب که هاله بیش تری داشتند طی سنجش آزادسازی آمونیوم به روش نسلر تحت بررسی قرار گرفتند. توانایی یا عدم توانایی تولید نانوکریستال جدایه ها با کشت به مدت 10 روز بر روی محیط رسوبی حاوی درصد نمک های متفاوت تحت بررسی قرار گرفت. مجموعا 110 جدایه نمک دوست جداسازی شد که از این میان 58 جدایه مولد اوره آز بودند. مطالعات میکروسکوپی کلنی ها نشان داد که تنها 6 جدایه بر روی محیط های رسوبی قادر به تولید کریستال هستند. جدایه 6 به منظور مطالعات بیشتر انتخاب و خصوصیات کریستال های آن طی تحلیل هایی توسط xrd و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مجهز به edx تحت بررسی قرار گرفت. مطالعات فعالیت اوره آزی نشان داد که این جدایه دارای قدرت آزادسازی آمونیوم به میزان 20.86 میلی مولار آمونیوم بعد از 18 ساعت است. این باکتری طی تست های بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی شد و مقایسه توالی 16s rrna آن تشابه 99.92 درصدی با استافیلوکوکوس زایلوسوس نشان داد و در بانک ژنومی ncbi با شماره دسترسی mg655155 ثبت شد. این مطالعه نشان داد که این باکتری در محیط فاقد نمک و محیط حتی با نمک 10 درصد قادر به تولیدکلسیت است. امروزه تلاش‌های زیادی در جهت تولید سیمان‌های پاک و زیستی انجام شده است و از همین رو استفاده از باکتری های متحمل به نمک مولد اوره آز کاندیداهای مناسبی به منظور سیمان سازی زیستی در محیط های شور است.

The isolation of halophilic urease-producing bacteria and the study of their nano-crystal production

Ureaseproducing bacteria can precipitate calcite nanocrystals by producing urease in the presence of urea and calcium. Calcite precipitation resulting from microbial activity is a process which causes cementation of soil particles in nature. The purpose of this study was to isolate ureaseproducing halophilic bacteria in order to precipitate calcite in saline soil. Natural samples, including soil and saline waters, were selected for this purpose. At First, halophilic bacteria were isolated by saltcontaining TSB medium. Then, a selective medium containing phenol red and urea facilitated the isolation of ureaseproducing bacteria. Hydrolysis of urea by urease causes alkalization of the medium and the formation of pink halo around colonies. Finally, the best isolate was selected for further study by measuring the release of ammonium by the Nessler method. The ability or inability of isolates to produce calcite was investigated by culturing the isolates on sedimentary medium with different salt concentrations for 10 days. In total, 110 halophilic isolates were isolated, among which 58 isolates had the ability of urease production. The microscopic studies of colonies showed that only 6 isolates were able to produce crystals on precipitation medium. Isolate 6 was selected for further study and then analyzed by Xray diffraction crystals on precipitation medium. Isolate 6 was selected for further study and then analyzed by Xray diffraction (XRD) and scanning electron microscope (SEM) equipped with an energy dispersive Xray (EDX) detector. Studies of urease activity showed that this strain released 20.86 mM ammonium after 18 hours. This bacterium was identified by biochemical and molecular analyses and the comparison of its 16S rRNA gene sequence showed 99.92% similarity with the similar gene sequence in Staphylococcus xylosus and then this sequence was submitted in NCBI database with the accession number MG655155. This isolate was able to produce calcite in free salt medium, with salinity up to 10%. Nowadays, many efforts have been made to produce environmentalfriendly cements, and therefore, the use of ureaseproducing halophilic bacteria is an appropriate candidate for biocementing in saline environments.