1سابقه و هدف: نیترات یکی از آنیون­های معدنی است که در نتیجه اکسیداسیون نیتروژن عنصری حاصل می­شود. آلودگی آب­های زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به ­یک مشکل مهم تبدیل شده است. بنابراین دست­یابی به تکنولوژی­های جدید برای حذف نیترات ضروری می­باشد. هدف از این پژوهش بررسی مکانیسم مولکولی نیترات­زدایی زیستی توسط تیوباسیلوس دنیتریفیکانس در حضور نانوذره فلزی کربن کوانتوم دات (CQD-Fe0) در بیوراکتور است. مواد و روش­ ها: نانوذره Fe0 به­روش کاهش در فاز مایع که روش کاهش بوروهیدرید نیز نامیده می­شود، سنتز شده است و به­منظور زیست سازگاری، توزیع یکنواخت و عدم کلوخه شدن، Fe0 با کربن کوانتوم­دات پوشش­دار شد. مشخصه­یابی نانوذرات توسط XRD، TEM، FESEM و FTIR تعیین­گردید. فرآیند زیستی حذف نیترات در حضور و عدم حضور نانوذره بررسی شد. بیان ژن­های nirS، narH و recA با استفاده از real-time PCR نیز بررسی شد. یافته­ ها: طیف FTIR، تشکیل پیوند CQD و Fe0 را تأیید کرد. قطر متوسط نانوذرات CQD-Fe0 درمحدوده 32/38-31/29 نانومتر مشاهده شد. نیترات­زدایی درحضور نانوذره CQD-Fe0 با افزایش دما (35 درجه سانتی­گراد) 43/73% بود. در­ شرایط ناپیوسته نیترات­زدایی ­زیستی برای نانوذرات CQD-Fe0 برابر 8312/79% حاصل شد. در بیوراکتور نیترات­زدایی­ زیستی ­در حضور نانوذره CQD-Fe0 مقدار 95% حاصل شد. بررسی بیان ژن نشان داد، بیان هر سه ژن nirS، narH و recA در سلول­های تیمار شده با نانوذره نسبت به گروه کنترل افزایش قابل توجهی داشته، که نشان­دهنده تأثیر بالای نانوذرات در نیترات­زدایی زیستی میکروارگانیسم می­باشد. نتیجه­ گیری: بنابراین با آزمایش­های بیشتر می­توان امیدوار به حذف زیستی نیترات در حضور نانوذرات آهن صفر ظرفیتی از منابع آب بود.

یک راه حذف بیولوژیکی گوگرد، استفاده از باکتری هاست. بیشترین گونه های باکتریایی برای حذف ترکیبات گوگردی غیر آلی، گونه های تیوباسیلوس فرواکسیدانس، تیوباسیلوس تیواکسیدانس و تیوباسیلوس اسیدوفیلوس هستند. برای بررسی نقش باکتری های مزوفیل تیوباسیلوس فرواکسیدانس و تیوباسیلوس تیواکسیدانس در حذف گوگرد از زغال، ابتدا نمونه زغال تجزیه و آزمایش های حذف گوگردی در کشت های خالص و مخلوط باکتری های تیوباسیلوس فرواکسیدانس و تیوباسیلوس تیواکسیدانس انجام شد. اکسیداسیون میکربی پیریت که بیشترین منبع گوگرد غیرآلی در زغال است، یک فرآیند چند مرحله ای پیچیده است که سرعت این فرآیند 1000 بار بیشتر از نوع شیمیایی آن است. نتایج به دست آمده از استعمال باکتری ها نشان داد که کشت خالص تیوباسیلوس تیواکسیدانس در محیط بدون گوگرد عنصری 0.36 میلی مولار و در محیط واجد گوگرد عنصری 7.43 میلی مولار و تیوباسیلوس فرواکسیدانس به ترتیب 0.19 و 1.37 میلی مولار اسید سولفوریک تولید کرده است. میزان اسید سولفوریک تولید شده در کشت مخلوط باکتری ها نیز به ترتیب 0.92 و 7.86 میلی مولار نشان داد. بنابراین بهترین کارایی در حذف گوگردی، استفاده از کشت های مخلوط تیوباسیلوس فرواکسیدانس و تیوباسیلوس تیواکسیدانس است که شرایط بهینه آن درصد وزنی جامد کمتر از 3، دمای 30 تا 35 درجه سلسیوس،pH  برابر 2 و زمان 16 روزاست. مطالعه این نوع از میکروارگانیزم ها دارای اهمیت اقتصادی زیاد است و راه حلی را نسبت به مسائل محیط زیستی که بیشتر کشورها با آن روبه رو هستند فراهم می کند.

زمینه و هدف: گازهای سمی از مهمترین فاکتورهای شیمیایی آب بوده که به هنگام افزایش بیش از حد غلظت آنها، باعث به مخاطره انداختن سلامت آبزیان می شوند. در مزارع پرورش ماهیان گرمابی به علت راکد بودن آب، خطر افزایش SH2 وجود داشته و با کاهش اکسیژن محلول وpH ، میزان SH2 به چند برابر افزایش می یابد. یکی از راه های کاهش SH2 استفاده از باکتری های اکسید کننده گوگرد می باشد. هدف از انجام این تحقیق جداسازی آن دسته از باکتری های اکسید کننده گوگرد بوده که توانایی رشد در شرایط هوازی و بی هوازی و pH محدوده خنثی را داشته و قادر به احیای اشکال مختلف نیتروژن نیز باشند.روش بررسی: پس از نمونه برداری از آب و رسوب و کشت در محیط های T2 medium و نوترینت براث حاوی سولفید سدیم، انکوباسیون در دمای 30-25 درجه سانتی گراد به مدت 6-4 روز انجام گرفت. پس از کشت در محیط آگاردار، کلنی های رشد یافته با استفاده از مشخصات ماکروسکوپی، میکروسکوپی و همچنین تست های بیوشیمیایی شناسایی شدند. برای ارزیابی میزان اکسیداسیون سولفید سدیم، مقیاس های مختلف تجزیه آن (ارلن آزمایشگاهی، آکواریوم، ونیرو و استخر) در زمان های مختلف مورد بررسی قرار گرفت.یافته ها: نتایج آزمایشات نشان داد که دو نوع از باکتری های اکسید کننده SH2 بنام های تیوباسیلوس دنیتریفیکانس و پاراکوکوس دنیتریفیکانس جدا شده که توانایی رشد در pH=7-8، دمای 25 تا 30 درجه سانتی گراد را داشته و قادر به تبدیل نیترات به نیتریت و در نهایت نیتروژن بوده و فعالیت این باکتری ها در بود یا نبود سیستم هواده تغییر معنی داری نشان نمی دهد.نتیجه گیری: با توجه به توانایی باکتری های جداشده، می توان از آنها بعنوان باکتری های پروبیونت، در کنار باکتری های شرکت کننده در فرآیند نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون استفاده کرده و بصورت ترکیبی مورد استفاده قرار داد.

استفاده از گوگرد به عنوان ماده اسیدزا جهت افزایش قابلیت جذب برخی از عناصر غذایی در خاکهای آهکی و قلیائی، اصلاح خاکهای سدیمی و کنترل و مبارزه با برخی از عوامل بیماریزای گیاهی متداول بوده و سابقه دیرینه دارد. به دلیل اهمیت اکسایش بیولوژیک گوگرد در مقایسه با اکسایش شیمیایی آن، شرط بهره گیری از توان بالقوه گوگرد حضور باکتریهای تیوباسیلوس، به عنوان مهمترین اکسید کنندگان گوگرد، در خاک می باشد. اثرات سودمند استفاده از گوگرد همراه با باکتریهای تیوباسیلوس ضمن آزمایشات گلخانه ای و مزرعه ای متعددی به اثبات رسیده که در آنها از سوسپانسیون کشت خالص یا خاک حاوی تیوباسیلوس به عنوان مایه تلقیح استفاده شده است. همچنین اکسایش ترکیبات احیاء گوگرد توسط تیوباسیلوس ها منجر به تولید اسید در طی دوره تکثیر یا نگهداری بلند مدت آنها می شود که عامل محدود کننده رشد بوده و سبب کاهش جمعیت آنها می شود. این تحقیق بر مبنای ضرورت تهیه یک حامل مناسب جهت نگهداری بلند مدت باکتریهای تیوباسیلوس و استفاده از آن به عنوان مایه تلقیح در آزمایشات گلخانه ای و مزرعه ای انجام شد. چند ماده ارزان و سهل الوصول که تصور می شد توانایی نگهداری باکتریهای تیوباسیلوس را دارا می باشند انتخاب و برخی از خواص فیزیکی و شیمیایی آنها اندازه گیری شد. ترکیبی از آنها به نسبت های متفاوت تهیه و شش ترکیب از آنها انتخاب گردید. پس از استریل آنها میزان 100 میلی لیتر سوسپانسیون باکتری تیوباسیلوس به آنها اضافه گردید. آزمایش توان ماندگاری باکتری در قالب طرح کاملاً تصادفی بصورت آزمایشات کرتهای خرد شده اجرا گردید. با احتساب سه تکرار برای هر تیمار تعداد 36 پاکت مایه تلقیح تهیه و نیمی از آنها در یخچال (4oC) و نیمی دیگر در دمای معمولی اتاق (25oC) قرار داده شدند. سپس در زمان های 0، 14، 30، 60، 90، 120، 150 و 180 روز پس از شروع آزمایش از آنها نمونه برداری و تعداد باکتریها و همچنین pH آنها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که اثر اصلی و اثرات متقابل تمام تیمارها بر pH و جمعیت باکتریها در سطح 1% معنی دار می باشد. در حرارت 4oC، pH و جمعیت باکتریها نسبت به حرارت 25oC بطور معنی داری بیشتر بود. حامل شماره 3 هنگامی که در حرارت 4oC قرار گرفته بیشترین pH و زمانی که در حرارت 25oC‑قرار گرفته بیشترین جمعیت باکتری را به خود اختصاص داده است و با بقیه حاملها تفاوت معنی داری دارد در حالی که حاملهای 1 و 6 به ترتیب کمترین pH و جمعیت باکتریها را دارا می باشند. مقایسه 8 زمان شمارش در حاملهای مختلف نشان داد که در حاملهای 1 و 6 پس از شروع آزمایش، در حامل های 2 و 5 پس از 90 روز، در حامل 4 پس از 30 روز و در حامل 3 پس از 50 روز کاهش معنی دار جمعیت نسبت به شروع آزمایش آغاز شده است. ضمناً روند کاهش جمعیت با گذشت زمان، در حرارت 25oC سریع تر از حرارت 4oC بوده است.

در این مطالعه، توانایی اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس، در بازیابی زیستی فلزات سنگین در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات سازش پذیری در برابر انواعی از یون های فلزی نظیر نیکل، کبالت، وانادیم، مولیبدن، تنگستن و ترکیبی از چهار فلز اول توسط کشت متوالی انجام پذیرفت. سازش پذیری نشان داد که اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس قادر به تحمل هر یک از فلزات نیکل (2.3 g/l)، کبالت (1.4 g/l)، وانادیم (1.4 g/l)، مولیبدن (0.045 g/l) و تنگستن (0.005 g/l) به تنهایی می باشد. باکتری توانست در حضور مخلوطی از فلزات با درنظر گرفتن مخلوطی از نیکل - کبالت - وانادیم - مولیبدن، غلظت هایی از نیکل (1.5 g/l)، کبالت (0.8 g/l)، وانادیم (0.8 g/l) و مولیبدن (0.05 g/l) را با افزایش غلظت 5-100 g/l برای نیکل، کبالت و وانادیم، و برای مولیبدن و تنگستن بعلت میزان سمیت بالای این دو فلز در برابر باکتری، با افزایش غلظت 1-5 ppm تحمل نماید. سازش دهی گونه باکتری براحتی با رشد باکتری در محیط حاوی غلظت های رو به رشد فلزات سنگین صورت گرفت تا بدین ترتیب محیط کشت حساس به فلز سنگین سریعا رشد نماید. تاثیر متغیرهای مختلفی نظیر pH، Eh، غلظت باکتری در محلول و همچنین مقاومت آن در برابر فلزات سنگین و غلظت یون های آهن فرو و فریک برای رشد مخصوص باکتری نیز مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق نشان داد که غلظت های مختلفی از نیکل، کبالت و وانادیم تاثیر اندکی بر روی اکسیداسیون آهن فرو یا رشد سلولی اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس داشتند، درحالیکه یون های مولیبدن و تنگستن بیشترین میزان بازدارندگی در برابر توانایی اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس در اکسیداسیون یون فرو را دارا بوده اند.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

پایین بودن قابلیت دسترسی به عناصرغذایی، یکی از مهم ترین عوامل بروز کمبود آن ها در گیاهان کشت شده در خاک های آهکی می-باشد. بنابر این هر گونه راهکاری برای حل این مشکل دارای اهمیت است. در این پژوهش چهار سطح کود گوگردی شامل (0 )، (250 کیلوگرم گوگرد و 5 کیلوگرم تیوباسیلوس)، ( 500 کیلوگرم گوگرد و 10 کیلوگرم تیوباسیلوس)، ( 1000 کیلوگرم گوگرد و 20 کیلوگرم تیوباسیلوس)، در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی، در سه تکرار و در چهار مزرعه با گوگرد قابل جذب متفاوت در استان کرمانشاه در سال زراعی 98-1397 اجرا شد. نتایج تجزیه واریانس این آزمایش نشان داد که اثر گوگرد، مکان مزرعه، و اثر برهم کنش آن ها برعملکرد دانه، درصد روغن، وزن هزار دانه و غلظت عناصرغذایی در دانه کلزا در مناطق چغانرگس و ماهیدشت، نجف آباد و قمشه در سطح احتمال یک درصد (P<0. 01)، معنی دار بود. بیش ترین عملکرد دانه، درصد روغن، وزن هزاردانه و غلظت عناصرغذایی در دانه کلزا با کاربرد 1000 کیلوگرم گوگرد عنصری همراه با20 کیلوگرم باکتری تیوباسیلوس در هکتار بود. بهترین تیمار از لحاظ عملکرد دانه در چغانرگس، ماهیدشت، نجف آباد و قمشه در مقایسه با تیمار شاهد به ترتیب 647، 756، 474 و 406 کیلوگرم افزایش نشان داد. افزایش درصد روغن نسبت به تیمار شاهد در مناطق ذکرشده به ترتیب 1/2، 4/1، 2/1 و 5/0 درصد بود.