بررسی تکثیر باکتری Sinorhizobium meliloti در چند محیط کشت ارزان قیمت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه زیست شناسی دانشکده علوم پایه

2 گروه زیست شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه الزهرا (س)

3 استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات خاک

4 استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات خاک و آب، پژوهشگر مؤسسه تحقیقات خاک و آب

چکیده

مرحله تکثیر سویه‌های انتخاب شده از باکتری مورد نظر، یکی از پرهزینه‌ترین مراحل تولید مایه تلقیح می‌باشد. لذا معمولاً در فرآیند تولید صنعتی ریزوبیوم‌ها سعی می‌گردد تا از فرآورده‌های فرعی کارخانجات صنایع غذایی به تنهایی و یا با افزودن مواد دیگر، به عنوان محیط تکثیر استفاده گردد. در این تحقیق نحوه تکثیر باکتری مذکور در سه محیط Malt sprout extract، Dehydrated cheese whey و پایه شیمیایی محیط Yeast extract mannitol به همراه سه نوع منبع نیتروژن: کلرور آمونیوم، نیترات پتاسیم و عصاره مخمر؛ چهار نوع منبع کربن: مانیتول، گلوکز، گالاکتوز و سوکروز و در دو pH (7، 8/6) بررسی گردید. این آزمایش در قالب یک طرح کاملاً تصادفی، بصورت فاکتوریل و با سه تکرار انجام شد. در این آزمایش ایزوله (S. meliloti) SM-11 با جمعیت اولیه Cells/ml105×2 به ارلن‌های ml100 حاوی محیط‌های مذکور تلقیح و پس از دو روز، جمعیت باکتری با روش plate-count و روی محیط YMA حاوی کنگورد شمارش گردید. نتایج این آزمایش نشان داد که جمعیت باکتری پس از سه روز از زمان تلقیح در محیط پایه Malt به همراه قند مانیتول به عنوان منبع کربن و عصاره مخمر به عنوان منبع نیتروژن در 7=pH به  Cells/ml109×94/7 و نیز جمعیت باکتری در محیط مذکور به همراه قند سوکروز به عنوان منبع کربن و نیترات پتاسیم به عنوان منبع نیتروژن در 8/6=pH به  Cells/ml109×5/4 رسید و این در حالی بود که جمعیت باکتری در محیط استاندارد YMB به  Cells/ml108×24/5 رسید. همچنین جمعیت باکتری پس از سه روز از زمان تلقیح در محیط استاندارد YMB و8/6=pH به  Cells/ml109×07/2 و نیز جمعیت باکتری در محیط مذکور به همراه قند سوکروز به عنوان منبع کربن و عصاره مخمر به عنوان منبع نیتروژن در 7=pH به Cells/ml108×
24/5 رسید. نتایج مذکور نشان داد که برای تکثیر ارزان قیمت این ایزوله جهت تولید صنعتی مایه تلقیح آن، می توان از محیط پایه Malt به همراه قند سوکروز و نیترات پتاسیم استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Reproduction of Sinorhizobium meliloti Bacteria in some Inexpensive Culture Media

نویسندگان [English]

  • Sh. Ghorbani 1
  • E. Sadat Rahimi 2
  • K. Khavazi 3
  • M. H. Arzanesh 4
1 .Member of Scientific Staff of Biology Dept. of School of Sciences, Alzahra University (s)
2 Biology Dept. School of Sciences, Alzahra University (s)
3 Soil Biology Research Division, Soil and Water Research Institute.
4 Soil Biology Research Division, Soil and Water Research Institute.
چکیده [English]

Reproduction of selected strains is one of the most expensive stages in the process of inoculum production. Therefore, for large scale industrial production of rhizobiums, efforts are made to use the by-products of food industry plants directly or in combination with some other ingredients as culture media. In this experiment multiplication of S. meliloti in three culture media, namely malt sprout extract, dehydrated cheese whey, and the chemical base medium of yeast extract mannitol along with three nitrogen sources: ammonium chloride, potassium nitrate, and yeast extract; four carbon sources: mannitol, glucose, galactose, and sucrose at two pH levels of 6.8 and 7.0 was investigated. The experiment was designed as a randomized complete block factorial test with three replications. Isolates of SM-11 (S. meliloti) with population densities of 2x105 cells/ml were transferred to 100 ml Erlenmeyer flasks containing the culture media mentioned before, followed by making plate counts on YMA, growth medium containing Congo-red. After two days of bacterial growth, the results of the experiment showed that the bacterial populations reached a level of 7.94x109 cells/ml in the malt culture containing mannitol as a carbon source and yeast extract as a nitrogen source with the pH of the medium adjusted to 7.0, while the population density in the same medium, but containing sucrose and potassium nitrate adjusted to pH 6.8 was measured to be 4.5x109 cells/ml, as compared with 5.24x109 cells/ml for the standard YMB culture medium. Likewise, the population density of the bacteria in the chemical base culture at pH of 6.8, was 2.07x109 cell/ml after 3 days and in the same medium containing sucrose and yeast extract at pH of 7.0 was measured to be 5.24x108 cells/ml. These results indicate that, to reproduce this isolate inexpensively on industrial scales for inoculum production, the malt sprout extract growth medium containing sucrose and potassium nitrate is recommendable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Malt sprout
  • Cheese whey
  • Sinorhizobium meliloti

مراجع

  1. بی‌نام (1378). آمارنامه کشاورزی، معاونت آموزش وترویج کشاورزی، سازمان تحقیقات آموزش و ترویج کشاورزی.
  2. ارزانـش، م. ح. (1379). بررسی تـوان تکثیر باکتری برادی ریزوبیوم ژاپنیکوم (Bradyrhizobium japonicum) درچند محیط ارزان قیمت. مجله علوم خاک وآب، جلد12, شماره 7, صفحات 11-1، تهران، ایران.
  3. مرتضوی، ع. کریمی، م. کدخدایی، ر.ورحیمی یزدی،س.(1376). بیوتکنولوژی میکروبیولوژی صنعتی. انتشارت دانشگاه فردوسی مشهد.
  4. جراح باشی ، ا (1373). آب پنیر واستفاده بهینه ازآن. مجله کشاورز، جلد179 ، صفحات 96-94.
  5. Amarger, N. (2001). Rhizobia in the field. Advan. Agron. 73: 109-133.
  6. Beck, D. P. Materon, L. Afandi, F. (1993). Practical Rhizobium-Legume Technology Manual, ICARDA, Syria.
  7. Bissonnette, N., Lalande, R. R., and Bordeleau, L. M. (1986). Large-Scale production of Rhizobium meliloti on whey. Appl. Environ. Microbiol. 52: 838-841.
  8. Boiard, J. J., and Ertola, R. J. (1985). Rhizobium biomass production in bath and continuous culture with a malt sprouts medium. MIRCEN Appl . Microbiol. Biotechnol. 1: 163-172.
  9. Chakrabarti, S., Lee, M. S., and Gibson, A. H. (1981). Diversity in the nutritional requirements of strains of various Rhizobium Soil Biol. Biochem. 13:349-354.
  10. Cliquuet, S. Durier, C., and Catroux,G.(1992).Use of centeral composite experimental design for development of Bradyrhizobium japonicum liquid inoculant. Techniques 6:477-482.
  11. Gault, R. R., Peoples, M. B. Turner, G. L., Lilley, D. M., Brockwell, J. and Bergersen, F. J. (1995). Nitrogen fixation by irrigated lucerne during the first three years after establishment. Aust. J. Agric. Res. 46: 1401-1425.
  12. Hirsch, A. M.Lum,M.R.Downie,J.A.(2001). What makes the Rhizobia –legume Plant Physiol. 127:1484-1492.
  13. Jordan, D. C. (1984). Rhizobiaceae. In: J. G. Holt & N. R. Krieg (eds.). Berggey,s Manual of Systematic Bacteriology. Vol: 1, The Williams & Wilking Co. Bltimore.
  14. Kahn, M. L., Mc Dermott, T. R., and udvardi, M. K. (1998). Carbon and nitrogen metabolism in rhizobia. In: Spaink, H. P., Kondrosi, A., and Hookyass, P. J.J. (eds.). The Rhizobiaceae: Molecular Biology of Model Plant-Associated Bacteria. Kluwer Academic Press. Netherland.
  15. Maede, J., Higgins, P. and Ogara, F. (1985). Production and storage of Rhizobium leguminosurm cell concentration for use as inoculants. Appl. Bacteriol. 58:517-524
  16. Miller, T. L., and churchill, B. W. (1986). Substrates for Large-Scale fermentations. In: Demain, A., and Solomon, N. A. (eds.) Manual of Industerial Microbiology and Biotechnology. Am. Soci. Microbiol. USA.
  17. Paau, A.S.(1999).Improvement of Rhizobium Appl. Environ. Microbiol. 55:520-522.
  18. Parcks, L. C. (1993). Handbook of Microbiological Media. CRC Press, USA.
  19. Somasegaran, P., and Hoben, H. J. (1994). Handbook for Rhizobia: Methods in Legume-Rhizobium Technology. Springer-Verlag, New York.
  20. Stower, M. D. (1985). Carbon metabolism in Rhizobium Annu. Rev. Microbiol. 39: 89-108.
  21. Teasa,M.B.(1984). Physiology basis of crop growth and development. Am. Agron. Inc Publisher, USA.
  22. Vance, C. P. (1998). Legume symbiotic nitrogen fixation: Agronomic aspects. In: spaink, H. P., Kondorosi, A., and Hooykass, P.J.J. (eds.) The Rhizobiaceae: Molecular Biology of Model Plant – Associated Bocteria. Kluwer Academic Press. Netherland.
  23. Vincent, J. M. (1970). A Manual for the Practical Study of Root-Nodule Bacteria. IBP Handbook N 0.15, Blackwell Scientific Publication, Oxford and Edinburgh.

 

پژوهش های خاک
دوره 19، شماره 2
اسفند 1384
صفحه 201-211

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار