جداسازی و شناسایی باکتری‌های اندوفیت از ریشه گیاه یونجه و بررسی اثرات ضد میکروبی آنها بر پاتوژن‌های انسانی

فصلنامه بیولوژی کاربردی

دوره 12، شماره 47، مهر 1401، صفحه 19-34   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فاطمه منگلیان¹؛ زهرا معصومعلی نژاد^{* 2}

¹دانشجوی کارشناسی، گروه میکروبیولوژی، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

²دکتری، گروه میکروبیولوژی، واحد سیرجان، دانشگاه آزاد اسلامی، سیرجان، ایران

چکیده

هدف: یونجه با نام علمی Medicago sativa مهم‌ترین گیاه علوفه‌ای در ایران و بسیاری از نقاط جهان است. این گیاه به دلیل داشتن ارزش غذایی بالا و امکان کاشت در اقلیم‌های مختلف، به ملکه گیاهان علوفه‌ای مشهور است. هدف پژوهش حاضر جداسازی و شناسایی باکتری‌های اندوفیت از ریشه گیاه یونجه و بررسی اثرات آنتاگونیستی آنها بر باکتری‌های بیماری‌زای انسانی است.
مواد و روش‌ها: قطعه‌های ریشه ضدعفونی شده گیاه یونجه پس از له شدن در محیط‌های کشت مایع تایوگلی کولات براث و مولر هینتون براث، جهت غنی‌سازی، کشت داده شدند. پس از کشت‌های مایع، بر روی محیط‌های کشت مولر هینتون آگار، ائوزین متیلن بلو و مک کانکی آگار کشت انجام شد. باکتری‌های اندوفیت با روش رنگ‌آمیزی گرم و تست‌های بیوشیمیایی، مورد شناسایی قرار گرفتند. فعالیت آنتاگونیستی باکتری‌های جدا شده به روش‌های استریک متقاطع و دولایه‌ای بررسی گردید. از باکتری‌های دارای اثرات آنتاگونیستی، استخراج DNA انجام شد و با کاربرد پرایمر یونیورسال، تکثیر ژن SrRNA16 صورت پذیرفت. محصول PCR تعیین توالی شده و درخت فیلوژنی رسم گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد باکتری‌های اندوفیت یونجه دارای فعالیت آنتاگونیستی بودند و در نهایت دو اندوفیت از لحاظ هویت مولکولی مورد بررسی قرار گرفتند که متعلق به جنس‌های انتروباکتر و سودوموناس بودند.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج حاصل، باکتری‌های اندوفیت دارای تنوع زیاد و اثرات قابل توجه ضد باکتریایی می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

 اندوفیت؛ خواص ضد باکتریایی؛ باکتری‌های اندوفیت؛ گیاه یونجه؛ پاتوژن‌های انسانی

مراجع

1. Tiwari P, Kang S & Bae H. Plant-endophyte associations: Rich yet under-explored sources of novel bioactive molecules and applications. Microbiological Research. 2022; Oct 17: 127241.
2. Strobel G. The emergence of endophytic microbes and their biological promise. Journal of Fungi. 2018; 4(2): 57.
3. Yadav G & Meena M. Bioprospecting of endophytes in medicinal plants of Thar Desert: An attractive resource for biopharmaceuticals. Biotechnology Reports. 2021; 30: e00629.
4. Del Carmen Orozco-Mosqueda M & Santoyo G. Plant-microbial endophytes interactions: scrutinizing their beneficial mechanisms from genomic explorations. Current Plant Biology. 2021; 25: 100189.
5. Harshitha K, Nair AR & Pillai PP. Overview of bioactive metabolite (s) produced by endophytes and future perspectives on epigenetic modification/regulation of cryptic biosynthetic pathways. Phytochemistry Letters. 2023; 53: 116-31.
6. Gao H, Li G & Lou HX. Structural diversity and biological activities of novel secondary metabolites from endophytes. Molecules. 2018; 23(3): 646.
7. Sharma P & Kumar S. Bioremediation of heavy metals from industrial effluents by endophytes and their metabolic activity: Recent advances. Bioresource Technology. 2021; 339: 125589.
8. Tanvir R, Javeed A & Bajwa AG. Endophyte bioprospecting in South Asian medicinal plants: an attractive resource for biopharmaceuticals. Applied microbiology and biotechnology. 2017; 101(5): 1831-44.
9. Pasrija P, Girdhar M, Kumar M, Arora S & Katyal A. Endophytes: an unexplored treasure to combat Multidrug resistance. Phytomedicine Plus. 2022: 100249.
10. Toghueo RM & Boyom FF. Endophytes from ethno-pharmacological plants: Sources of novel antioxidants-A systematic review. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 2019; 22: 101430.
11. Omidi Nasab M & Khodakaramian G. Inhibitation of alfalfa endophytic bacteria against Clavibacter michiganensis subsp. insidiosus causal agent of wilt disease in in vitro and greenhouse conditions. BioControl in Plant Protection. 2017; 5(1): 1-3.
12. Hawkins C & Yu LX. Recent progress in alfalfa (Medicago sativa L.) genomics and genomic selection. The Crop Journal. 2018; 6(6): 565-75.
13. Attia EZ, Farouk HM, Abdelmohsen UR & Mo'men H. Antimicrobial and extracellular oxidative enzyme activities of endophytic fungi isolated from alfalfa (Medicago sativa) assisted by metabolic profiling. South African Journal of Botany. 2020; 134: 156-62.
14. El-Deeb B, Fayez K & Gherbawy Y. Isolation and characterization of endophytic bacteria from Plectranthus tenuiflorus medicinal plant in Saudi Arabia desert and their antimicrobial activities. Journal of plant interactions. 2013; 8(1): 56-64.
15. Chowdhary K & Kaushik N. Biodiversity and In vitro inhibition study of fungal endophytes of Chlorophytum borivilianum against selected phytopathogens. Proceedings of the National Academy of Sciences, India Section B: Biological Sciences. 2019; 89(1): 113-21.
16. Carrim A, Ribeiro ID, Araújo MV, Oliveira B & Vieira JD. Atividade antimicrobiana de bactérias endofíticas isoladas de Jacaranda decurrens Cham (carobinha-do-campo). Enciclopédia Biosfera. 2016; 13(23).
17. López JL, Alvarez F, Príncipe A, Salas ME, Lozano MJ, Draghi WO, Jofré E & Lagares A. Isolation, taxonomic analysis, and phenotypic characterization of bacterial endophytes present in alfalfa (Medicago sativa) seeds. Journal of biotechnology. 2018; 267: 55-62.
18. Hawkins C & Yu LX. Recent progress in alfalfa (Medicago sativa L.) genomics and genomic selection. The Crop Journal. 2018; 6(6): 565-75.
19. Ashitha A, Midhun SJ, Sunil MA, Nithin TU, Radhakrishnan EK & Mathew J. Bacterial endophytes from Artemisia nilagirica (Clarke) Pamp., with antibacterial efficacy against human pathogens. Microbial pathogenesis. 2019; 135: 103624.
20. Myo EM, Maung CE, Mya KM & Khai AA. Characterization of bacterial endophytes from Myanmar medicinal plants for antimicrobial activity against human and plant pathogens. Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2020; 56.
21. Kaur N & Arora DS. Prospecting the antimicrobial and antibiofilm potential of Chaetomium globosum an endophytic fungus from Moringa oleifera. AMB Express. 2020; 10(1): 1-3.