موسسه تحقیقات خاک و آب مدیریت اراضی 2345-6205 11 2 2023 12 22 Isolation, screening and molecular identification of bacilli producing urease enzyme from the ‎barren lands of southern Iran and analyzing their ability to stabilize the soil جداسازی ، غربالگری و شناسایی مولکولی باسیلوس های تولید کننده آنزیم اوره آز از اراضی بایر جنوب ‏ایران و بررسی توانایی آنها در تثبیت خاک ‏ 179 193 129689 10.22092/lmj.2023.362680.335 FA سمیه فاضلی کیا دانش‌آموخته دکترای مدیریت حاصلخیزی و زیست‌فناوری خاک، گروه خاک‌شناسی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران. سید علی ابطحی استاد گروه خاک‌شناسی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران. محمد کارگر استاد گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران. مجتبی جعفری نیا استادیار گروه زیست‌شناسی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران. Journal Article 2023 06 26 Microbial urease has specific applications in biotechnology, agriculture, medicine, construction ‎and geotechnical engineering. MICP technology is an ecological process based on microbial ‎urease activity that has recently been used for soil stabilization. Due to its catabolic ability and ‎high survival, Bacillus is considered as a suitable candidate for use in the biocementation ‎process. The aim of this study was isolating and identifying Bacillus with MICP potential from ‎various ecosystems of Iran.200 environmental samples were collected from the ecosystems of ‎Iran and were analyzed by microbiological and molecular methods including PCR amplification ‎and sequence analysis of gyrA and 16S rRNA genes in order to isolate and identify bacilli. ‎Growth in presence of urea, salinity, pH and different temperatures, SEM, XRD and wind ‎tunnel analysis were used to determine the ability of isolates to produce biocement. A total of ‎‎12 isolates(6%) were identified as urease-positive bacilli belonging to 4 different species, ‎including 4 isolates of Bacillus paramycoides(33.33%), 3 isolates of Bacillus ‎paralicheniformis(25%), and 3 isolates of Bacillus velezensis. isolate(25%) and Bacillus ‎Pasteuri 2 were isolated(16.66%). The optimal conditions for MICP by isolates are 30°C, pH 9 ‎and salinity 6%. After MICP, the ratio of soil loss in the flow rate of 95 km/h showed a 100-‎fold decrease. In conclusion, the results showed that bacilli have the potential ability to adapt to ‎harsh environmental conditions. Also, by using MICP-producing bacilli on the soil surface, we ‎can have a significant effect in reducing soil losses due to erosion.‎ اوره آز میکروبی کاربردهای گسترده ای در بیوتکنولوژی، کشاورزی، پزشکی، ساخت و ساز و مهندسی ژئوتکنیک دارد. فناوری ‏رسوب کلسیت به واسطه تحریک میکروبی (‏ MICP‏ ) یک فرآیند اکولوژیکی مبتنی بر فعالیت اوره آز میکروبی است که به ‏تازگی برای تثبیت خاک استفاده شده است. باسیلوس به دلیل قابلیت فروگشت و بقای بالا به عنوان کاندید مناسب برای کاربرد در ‏فرآیند سیمانی شدن زیستی در نظر گرفته شده است. هدف از مطالعه حاضر جداسازی و شناسایی گونه‌های باسیلوس با پتانسیل ‏MICP‏ از اکوسیستم‌های ایران می‏باشد. ‏200 نمونه خاک از اکوسیستم‌های ایران جمع آوری شد و جهت شناسایی باسیلوس‏ها ‏توسط روش های میکروبیولوژیکی فیزیولوژیک و مولکولی از جمله تکثیر ‏PCR‏ و آنالیز توالی ژن های ‏gyrA‏ و ‏‎16S rRNA‎‏ ‏مورد بررسی قرار گرفتند. برای تعیین توانایی تولید سیمان زیستی سویه‏ها، از آزمایشهای رشد در حضوراوره، شوری، ‏pH‏ و ‏دماهای مختلف، ‏SEM، ‏XRD‏ بر روی خاکهای تثبیت شده با سویه ها و آنالیز تونل باد استفاده شد. در مجموع 12 سویه (6%) به ‏عنوان باسیلوس اوره‏آز مثبت شناسایی شد که متعلق به 4 گونه مختلف شامل باسیلوس پارامایکوئیدس 4 سویه(%33/33)، باسیلوس ‏پارالیکنیفورمیس 3 سویه (% 25)، باسیلوس ولزنسیس‏3 سویه(% 25)‏ و باسیلوس پاستوری 2 ایزوله(%66/16) بودند. شرایط بهینه ‏برای ‏MICP‏ توسط سویه ها 30 درجه سانتی گراد، ‏pH9‎‏ و شوری6% است. پس از ‏MICP، نسبت تلفات خاک در سرعت باد 95 ‏کیلومتر در ساعت، 100 برابر کاهش نشان داد. نتایج نشان داد که باسیلوسها، توانایی بالقوه ای برای سازگاری با شرایط سخت ‏محیطی را دارند، همچنین می توان با استفاده از باسیلوسهای تولید کننده ‏MICP‏ در سطح خاک تأثیر به سزایی در کاهش تلفات ‏خاک در اثر فرسایش بادی و افزایش کیفیت آن جهت کشاورزی را دست یافت. https://lmj.areeo.ac.ir/article_129689_e50d3fb68a07ae6aec142b2eacc8f06d.pdf