علوم زیستی
سال:1389 | دوره:4 | شماره:3 (پیاپی 14) |تعداد مقالات:11

بهینه سازی پارامترهای تولید توده زیستی (Biomass) توسط مخمر Kluyveromyces marxianus PTCC 5193 با استفاده از طراحی آزمایشات بر اساس پروتکل تاگوچی انجام و سطح مطلوب پارامترهای فیزیکی و اجزای محیط کشت نظیر میزان سولفات آمونیوم، میزان تلقیح و شدت اختلاط جهت تولید توده زیستی تعیین شد. از مجموع 16 سری آزمایش های تخمیری، عوامل و سطوح انتخاب شده با استفاده از نرم افزار Qualitek - 4 پردازش شد. در شرایط بهینه غلظت سولفات آمونیوم0.7 g/l ، میزان اختلاط 300 rpm و مقدار تلقیح 7 g/l تولید توده زیستی 38 درصد افزایش را نشان داد. روش طراحی تاگوچی منجر به ارزیابی عوامل اصلی و اثرات متقابل آزمایشات به صورت جداگانه و ترکیبی شد. این روش تجزیه و تحلیل داده های تجربی، درک نقش عوامل منفرد و ارزیابی نتایج در شرایط مطلوب به منظور دستیابی به شرایط بهینه فرایند را تسهیل نمود.

توکسوپلاسموزیس یکی از بیماری های مشترک انسان و حیوان (Zoonosis) است که انتشار جهانی دارد و عامل آن تک یاخته ای درون سلولی اجباری متعلق به شاخه اپی کمپلکسا می باشد. تشخیص بیماری به روش های مختلف صورت می گیرد که از میان آن ها روش های سرولوژی از اهمیت خاصی برخوردار است، که جهت انجام آن نیاز به تهیه آنتی ژن می باشد. خالص سازی فراکسیون های آنتی ژن توکسوپلاسما، تعیین وزن مولکولی و تعیین میزان آنتی ژنسیته آن می تواند در تولید فرآورده های بیولوژیکی توکسوپلاسما جهت تشخیص و پیشگیری موثر باشد. هدف از این مطالعه و تحقیق، آماده سازی و خالص سازی فراکسیون های مختلف آنتی ژن توکسوپلاسما گونده ای، تعیین حساسیت و ویژگی آن ها جهت استفاده در تست های سرولوژی می باشد. مقدار 0.2 میلی لیتر آنتی ژن توکسوپلاسما گوندی سویه RH با تعداد 107×2 تاکی زوئیت، به صفاق 50 سر موش سفید کوچک آزمایشگاهی (موش سوری) تزریق و پس از 72 ساعت مایع صفاق موش های آلوده جمع آوری شد. پس از مرحله سونیکاسیون، غلظت پروتئین به روش لوری محاسبه گردید. پس از رسوب آنتی ژن با سولفات آمونیوم، با استفاده از کروماتوگرافی تبادل یونی با رزین دی اتیل آمینواتیل سلولز تحت شیب Nacl فراکسیون ها تفکیک گردید و وزن مولکولی فراکسیون ها با استفاده از الکتروفورز SDS-page مشخص شد. در مرحله آخر فراکسیون های بدست آمده از آنتی ژن توکسوپلاسما گوندی را در داخل میکروپلیت الایزا کوت کرده و با آنتی ژن کیت خارجی مورد مقایسه قرار گرفت. از کروماتوگرافی با روش تبادل یونی آنتی ژن های خرد شده توکسوپلاسما گوندی، سه فراکسیون با وزن مولکولی پروتئین مشخص بدست آمد. در مقایسه مایع صفاقی موش آلوده به توکسوپلاسموز و فراکسیون های بدست آمده از آن با آنتی ژن کیت خارجی، آنتی ژن تام و فراکسیون های 2 و 3 از حساسیت و ویژگی لازم در تشخیص سرولوژیکی توکسوپلاسما برخوردار بوده اند. یافته های تحقیق نشان می دهد که روش الایزا با استفاده از آنتی ژن تام توکسوپلاسما گوندی سویه RH و فراکسیون های حاصل از آن برای شناسایی و سنجش آنتی بادی علیه توکسوپلاسما در سرم انسانی روش مناسبی می باشد.

مهم ترین جزء نیاز آبی، تبخیر-تعرق گیاه می باشد. با توجه به تاثیر عوامل نامطمئن در میزان تبخیر- تعرق گیاه مرجع و جهت تخمین هرچه دقیق تر این پارامتر، از سیستم های استنتاج فازی و شبکه عصبی مصنوعی در این پژوهش استفاده شد. محاسبه تبخیر تعرق گیاه مرجع به روش پنمن-مانتیت نیاز به داده های زیاد پارامترهای جوی دارد. با توجه به محدودیت اطلاعات هواشناسی از نظر زمانی و مکانی، نیاز به مدلسازی تبخیر-تعرق بر اساس داده های موجود می باشد. در منطقه مورد مطالعه (حوزه آبریز رودخانه های کر و سیوند)، تنها پارامتر جوی که در تمام نقاط حوزه و در طول دوره آماری مورد نظر در این تحقیق موجود می باشد، اندازه گیری های مربوط به دمای هوا می باشد. بر این اساس، ابتدا در دو ایستگاه موجود منطقه، مقادیر ETO برای ماه های مختلف در یک دوره 30 ساله و بر اساس روش پنمن- مانتیث محاسبه گردید. در ادامه بر اساس روش شبیه سازی سیستم استنتاج فازی شبکه عصبی وفق پذیر ANFIS، مدل شبیه سازی بین مقادیر محاسبه ETO به روش پنمن-مانتیث و متوسط دمای هوا به صورت ماهانه در یکی از ایستگاه ها تهیه شد. همچنین مقادیر ETO براساس مدل شبیه سازی کامپیوتری و روش پنمن-مانتیت در ایستگاه دیگری محاسبه گردید. بر اساس مدل تخمینی ETO حاصله از داده های ایستگاه اول، مقادیر ETO برای ماه های مختلف در این دوره آماری بر اساس متوسط دمای هوا در ایستگاه دوم محاسبه شد. همچنین مقادیر ETO حاصله از روش پنمن- مانتیت با دو متغیر ورودی متوسط دمای هوا و تبخیر از تشتک کلاس A، بر اساس روش ANFIS نیز شبیه سازی شد. تطابق نتایج حاصله از مدل شبیه سازی تبخیر تعرق پتانسیل بر اساس روش ANFIS و داده های متوسط دمای هوای ماهانه با مقادیر حاصله از روش پنمن-مانتیث، توانایی مدل ANFIS در برآورد مقادیر تبخیر-تعرق ماهانه گیاه مرجع را در شرایط عدم وجود داده های کامل روش پنمن- مانتیث نشان داد.

هدف از این مطالعه تعیین تنوع و تراکم ماکروبنتوزهای رودخانه مادرسو در ایستگاه های مختلف نمونه برداری و ارزیابی وضعیت و کیفیت آب بود. منطقه مورد مطالعه قسمتی از رودخانه مادرسو پارک ملی گلستان در استان گلستان بود که با انتخاب پنج ایستگاه مطالعاتی در یک مسیر 20 کیلومتری انجام شد. نمونه برداری به صورت ماهانه از فروردین 1385 تا اسفند 1385 انجام شد. در هر ایستگاه سه بار نمونه برداری (از کرانه راست، کرانه چپ و میانه رودخانه) انجام شد تا بدین طریق، از دقت آزمایش اطمینان بیشتری حاصل شود. نمونه های ماکروبنتوز توسط سوربر با ابعاد30×30cm  جمع آوری و سپس با قرار دادن آن ها در محلول فرمالین 4 درصد، فیکس و جهت بررسی به آزمایشگاه منتقل گردید. در آزمایشگاه نمونه ها با استفاده از لوپ با بزرگ نمایی 10 تا 40 شناسایی و شمارش شدند. همچنین دبی و درجه حرارت آب هر ایستگاه در حین نمونه برداری ثبت شد. شاخص تنوع با استفاده از فرمول شانون-وینر، شاخص غنا نیز با استفاده از فرمول مارگالف و شاخص غالبیت با استفاده از فرمول سیمسون محاسبه شد. تنوع در اکثر ماه های سال مشابه و پایین بود. به طوری که در اغلب ماه های سال تنها موجودات سه راسته Ephemeroptera، Trichoptera و Diptera مشاهده شدند. در نتیجه گیری کلی می توان بیان داشت که با توجه به وجود گونه هایی که شاخص آب های پاکیزه است، رودخانه مادرسو دارای آبی با خصوصیات کیفی مناسب می باشد. بروز سیلاب فصلی در اواسط مرداد باعث کاهش چشمگیر ماکروبنتوزها در این رودخانه می شود. میزان تنوع در این رودخانه پس از سیل سال های اخیر کاهش یافته است.

ماهی سفید (Rutilus frisii kutum) یکی از مهمترین ماهیان اقتصادی دریای خزر می باشد که جهت تخم ریزی به رودخانه های منتهی به دریای خزر وارد می شود. یکی از مهمترین مسائل در بازسازی ذخائر این ماهی، تکثیر مصنوعی و رهاسازی بچه ماهیان بزرگتر از 1 گرم در رودخانه های جنوبی دریای خزر می باشد. در روند تکثیر ماهی سفید، عوامل متفاوتی دخیل می باشند که از مهمترین آن ها کیفیت و کمیت مولدین ماده و تخمک های استحصالی از آن ها می باشد. به این دلیل بررسی اثر سن مولدین ماده ماهی سفید رودخانه تجن در فصل تکثیر 1386، بر روی عوامل کارآیی تکثیر مصنوعی ضروری به نظر رسید. برای این منظور تخمک های 3 گروه از مولدین ماده (2، 5 و 6 ساله) با اسپرم های مولدین نر به صورت جداگانه لقاح داده شد. بر اساس نتایج بدست آمده، مولدین ماده 6 ساله بیشترین میانگین طول کل 51.67) سانتی متر)، وزن (1120 گرم)، وزن تخمدان (191 گرم) و هم آوری مطلق (47798) را نشان دادند. در حالی که بیشترین تعداد در گرم تخمک (366.33 گرم)، هم آوری نسبی (62.33) و درصد لقاح (93.5 درصد) مربوط به مولدین 2 ساله بود. بین تیمارهای مورد بررسی از نظر میانگین درصد ظهور لارو و وزن لارو اختلاف معنی دار آماری مشاهده شد (.(p£0.05 نتایج این بررسی نشان داد که تخم های حاصل از لقاح تخمک های مولدین ماده 6 ساله با مخلوط اسپرم های مولدین نر بیشترین میانگین درصد ظهور لارو (97.5 درصد) و وزن لارو (49.914 میلی گرم) را داشته است. بنابراین طبق نتایج بدست آمده مولدین ماده 6 ساله بهترین گزینه جهت تکثیر مصنوعی می باشند.

از مواد ضدعفونی کننده، برای از بین بردن و یا غیرفعال کردن میکروارگانیزم های بیماری زا از جمله باکتری ها، جلبک ها، ویروس ها و غیره استفاده می شود. کلرید سدیم یکی از مواد ضدعفونی کننده می باشد که به طور معمول در آبزی پروری مورد استفاده قرار می گیرد. در این تحقیق غلظت قابل تحمل کلریدسدیم برای تاسماهی ایرانی و تاثیرات آن بر بافت آبشش در انستیتو تحقیقات بین المللی ماهیان خاویاری استان گیلان مورد مطالعه قرار گرفت، به طوری که میزان LC50 کلریدسدیم در مدت 96 ساعت در محیط ساکن بر روی 180 بچه تاسماهی ایرانی 1-3 (Acipenser persicus) گرمی 7.67 گرم بر لیتر با استفاده از روش آماری Probit analysis تعیین گردید. آزمایش بر اساس روش O.E.C.D با 5 تیمار و یک شاهد (هر کدام با سه تکرار) انجام شد. در طی آزمایش میزان دمای آب 0.24±23.78 درجه سانتی گراد، میزان اکسیژن محلول 0.27±7.08 میلی گرم بر لیتر و pH آب 0.32±7.6 بود. در بچه تاسماهیان بررسی شده از لحاظ هیستوپاتولوژیک ساختار آبشش شکسته شده و پرخونی و طویل شدن لاملای ثانویه و چسبندگی لاملای ثانویه (فیوژن) و ترشح موکوس و از لحاظ رفتاری، در غلظت های پایین حالت غیرعادی شنا و با افزایش غلظت عدم تعادل، انحنای ستون فقرات، بی حالی و جمع شدن در کناره ها و کف آکواریوم و موکوس بر روی بدن مشاهده گردید.

عسل از مهمترین محصولات کشاورزی است و زنبور عسل از دیر باز در معرض عوامل بیماری زای مختلف قرار داشته است. از این رو این مطالعه برای شناسایی دلایل ریزش زنبورهای عسل در سطح لاهیجان انجام گردید. برای انجام این بررسی اقدام به جمع آوری نمونه های زنبور عسل از چندین کندو در سطح شهرستان لاهیجان گردید. زنبورها از نظر شکلی ارزیابی شده به دو دسته سالم و بیمار تقسیم شدند. هر دو گروه جهت بررسی وجود Virus Acute Paralysis در رده کشت سلولی SF9 تلقیح گردیدند. نتایج نشان داد که زنبورهای سالم (از نظر ظاهری) هیچ نوع CPE در این رده ایجاد ننمودند در حالی که زنبورهای دارای علائم بالینی بیماری در این سلول ها CPE ایجاد نمودند. سپس زنبورهای عسل به شکل مستقیم، با میکروسکوپ الکترونی (TEM) ارزیابی شدند. طبق بررسی انجام یافته تمامی زنبورهایی که علائم بیماری داشتند حاوی ویروس بودند. اما به دلیل این که آنتی سرم مربوط برای شناسایی خریداری نشد (در دسترس نبود) امکان تائید نهایی حضور ویروس در این زنبورها وجود نداشت. از عصاره زنبورهای آلوده به زنبورهای سالم اسپری شد و علائم بیماری در آن ها نیز دیده شد این موضوع نشان دهنده مسری بودن بیماری و وجود عوامل بیرونی در ایجاد این نوع بیماری است. شیوع Acute Paralysis Virus در فصول سال نیز بررسی شد. شیوع بیماری در فصول بهار و تابستان (6 و10  درصد) بیشتر از پاییز و زمستان (2 و0  درصد) است. این موضوع نشان می دهد که بیماری در فصول گرم سال شیوع بیشتری نسبت به فصول سرد سال دارد. با توجه به این که ویروس جزء خانواده Picornavriridae است این نوع شیوع قابل پیش بینی می باشد.

پروتئین قارچی یک ماده غذایی جدید برای مصرف انسان می باشد که تولید آن از سال 1985 در انگلستان تحت نام تجاری (Quorn) آغاز شده است و به عنوان جایگزین گوشت در بسیاری از فرآورده های غذائی استفاده می شود. هدف از این تحقیق بهینه سازی ترکیبات غذایی محیط و شرایط کشت جهت بهبود تولید مایکوپروتئین توسط قارچ Fusarium solani PTCC585 بود. ابتدا با استفاده از روش تغییر یک فاکتور در زمان (One- Factor- at- a- time) اثر منابع کربنی و نیتروژنی مختلف همچنین اثر زمان انکوباسیون،pH ، دور همزن و اندازه مایه تلقیح در تولید بررسی گردید. سپس بهینه سازی بهترین منابع غذایی به روش آرایه های متعامد (Taguchi method) انجام پذیرفت. ابتدا اثر منابع کربنی مختلف مانند گلوکز، ساکارز، نشاسته، مالتوز، فروکتوز و همچنین از ضایعات سیب زمینی، آب پنیر، سبوس برنج و سبوس گندم بررسی شد. پس از آن اثر منابع نیتروژنی معدنی و آلی مختلف نظیر نیترات آمونیوم، سولفات دی آمونیوم، دی آمونیوم هیدروژن فسفات، اوره، پپتون گوشت، پپتون سویا، عصاره مخمر و عصاره گوشت در تولید پروتئین توسط این قارچ بررسی شد. نتایج نشان داد که از میان منابع کربنی نشاسته به عنوان بهترین منبع کربن بوده و از میان ضایعات و منابع کربنی ارزان قیمت بکار گرفته شده، ضایعات سیب زمینی و سبوس برنج بیشترین میزان تولید را داشت و از میان منابع نیتروژنی اوره به عنوان بهترین منبع شناخته شد. بهترین زمان، pH، دور همزن و اندازه مایه تلقیح به ترتیب عبارت بودند از 2 روز، 5،200 rpm  و 9% (حجمی/ حجمی). بهینه سازی به روش تاگوچی در سه مرحله انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده میزان تولید پروتئین در شرایط اولیه 4.35 درصد در گرم وزن خشک بود که با بهینه سازی شرایط تولید پس از انجام روش تغییر یک فاکتور در یک زمان و تاگوچی تولید به ترتیب به میزان 6.42 و 18 درصد در گرم رسید.