جداسازي و شناسايي باكتري‌هاي كاهنده آهن فريك از خاك‌هاي شاليزاري شمال ايران

Isolation and identification of ferric iron reducing bacteria from paddy soils of Northern Iran

كاهش زيستي آهن فريك در شرايط بي‌هوازي از ديدگاه زيست‌محيطي و بيولوژيكي فرايندي بسيار داراي اهميت مي‌باشد. اين فرايند در خاك‌هاي شاليزاري بسيار مورد توجه قرار گرفته و غالباً توسط فعاليت‌هاي ميكروبي كنترل مي‌شود. آهن فريك يكي از مهم‌ترين پذيرنده‌هاي الكترون در اين خاك‌ها محسوب مي‌شود. اين پژوهش با هدف جداسازي و شناسايي تعدادي از جدايه‌هاي باكتريايي كاهنده آهن فريك از خاك‌هاي شاليزاري شمال ايران انجام گرفت. بررسي توانايي باكتري‌هاي جداسازي شده در كاهش زيستي آهن فريك در محيط كشت مايع با توجه به مقدار توليد آهن فرو انجام شد و نتايج با باكتري Shewanella sp كه بيش‌ترين غلظت آهن فرو را نشان داد، مقايسه شدند. سپس سه جدايه برتر انتخاب و DNA ژنومي آن‌ها با استفاده از PCR و آغازگرهاي fd1 و rd1 از نظر تكثير توالي ژن 16s rRNA مورد بررسي قرار گرفتند. با استفاده از برنامه BLAST بين جدايه‌هاي مورد بررسي و جدايه‌هاي موجود در بانك اطلاعات مشخص شد كه سه جدايه‌ انتخابي متعلق به جنس باسيلوس بودند. توالي ايزوله PS11، داراي 4/99 درصد مشابهت با Geobacillus stearothermophilus و توالي جدايه ‌PS16 در حدود 4/98 درصد مشابهت با توالي جدايه‌هاي PS23 و B. subtilis را دارا بودند. توالي جدايه PS23 نيز داراي 98 درصد مشابهت با توالي جدايه‌هاي B. subtilis و B. thuringiensis را دارا بود كه اين جدايه‌ها توانايي كاهش آهن فريك به فرو را در شرايط آزمايشگاهي دارا بودند.

Bioreduction of ferric iron in anoxic conditions with respect to biological and environmental aspects is an important process. This process is considered in paddy soils and mostly controlled by microbial activities. Ferric iron is one of the most terminal electron acceptor in these soils. Present study with the aim of isolation and identification of some bacteria with high ability in ferric iron reduction in paddy soils of northern Iran was conducted. Testing of ability of isolated ferric iron reducing bacteria was conducted in nutrient broth according to biogenic Fe (II) produced and the results was compared with Shewanella sp that showed the highest concentration of ferrous iron. Then three superior bacteria were chosen and genomic DNA of these bacteria tested by using of PCR and fd1 and rd1 primers for 16S rRNA amplification sequence analysis. By using the BLAST program of these isolates and isolates in data bases, all selective isolates were belonged to Bacillus sp. Sequence of PS11 isolate showed 99.4% of homology with Geobacillus stearothermophilus and PS23 showed 98.4% homology with PS23 and B. subtilis. Sequence of PS23 also showed 98% homology with B. subtilis and B. thuringiensis that these isolates have ability to reduce ferric to ferrous iron in vitro conditions.