نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

• سمیه فاضلی کیا ¹
• سید علی ابطحی ²
• محمد کارگر ³
• مجتبی جعفری نیا ⁴

¹ گروه خاک شناسی دانشگاه ازاد اسلامی واحد مرودشت

² استادگروه خاک شناسی، واحدمرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران‎.‎‏ ‏

³ استادگروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران‎ ‎

⁴ استادیارگروه زیست شناسی، واحدمرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها

• سیمان زیستی
• باسیلوس
• اوره آز
• بهبود خاک

عنوان مقاله [English]

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

نویسندگان [English]

• Somayeh Fazelikia ¹
• Seyed Ali Abtahi ²
• mohamad kargar ³
• Mojtaba Jafarinia ⁴

¹ Department of soil biology,islamic azad university,marvdasht branch,marvdash,iran

² ‎, Dept. of Biology, Marvdasht branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran‎

³ Dept. of Microbiology, Shiraz Branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran‎

⁴ Dept. of Biology, Marvdasht branch, Islamic Azad University, Marvdasht, Iran.‎

چکیده [English]

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.‎

کلیدواژه‌ها [English]

• biocement, bacillus, urease, soil improvement&lrm