جداسازی باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از نمونه های ماست شهرستان شهر بابک و شناسایی ملکولی آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد بخش بیوتکنولوژی کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 دانشیار بخش صنایع فرآورده های غذایی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

3 استادیار بخش بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید باهنر کرمان

4 کارشناس ارشد بخش مبکروبیولوژی دانشگاه آزاد اسلامی کرمان

چکیده

باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (lactobacillus acidophilus) یکی از مفیدترین گونه­های لاکتوباسیلوس می­باشد که به عنوان یک میکرواورگانیسم پروبیوتیک در محصولات لبنی مانند ماست، شیر و بخش­هایی از دستگاه گوارش پستانداران نظیر روده انسان دیده می­شود. در این تحقیق سویه­های بومی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از 20 نمونه از ماست­های منطقه شهر بابک کرمان جداسازی گردید. به منظور شناسایی این باکتری از روشهای غیر ملکولی شامل بررسی رشد در دماهای مختلف، بررسی حساسیت یا مقاومت به دیسک­های آنتی بیوتیک و بررسی رفتارهای رشدی نسبت به تخمیر قندها، به همراه روش ملکولی تکثیر توالی جزئی ژن16S rRNA  استفاده گردید. با استفاده از این آزمایشات 12 جدایه لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس خالص سازی گردید که نتایج بدست آمده از آنها با خصوصیات ذکر شده در کتاب باکتری شناسی سیستماتیک روشهای برگی و نمونه شاهد مثبت مطابقت داشت. این اولین گزارش کشوری از جداسازی جدایه­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از ماست­های بومی شهر بابک کرمان می­باشد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Isolation of Lactobacillus acidophilus from Sharbabk city yoghurt and its molecular characterization

نویسندگان [English]

  • Moeen Izadi 1
  • Mohammad hassan Fooladi 2
  • GHolamreza SHarifi sirchi 3
  • javid Amini 4
1
2
3
4
چکیده [English]

Lactobacillus acidophilus bacterium is one of the most useful specieses of lactobacillus genus, which can be seen as a probiotic microorganism in dairy products like yoghourt, milk and some portions of mammal digestive systems like human intestine. The bacterium is positive gram and negative catalaze, and has the best growth in 37 °C during 72 hours in microaerophil condition. In this research, local strains of Lactobacillus acidophilus are dissected from 20 yoghourt samples of Shahr babak city of kerman. In order to identify this bacterium from non-molecular methods including growth study in different degrees, studying of sensitivity or resistance to antibiotic disks and surveying growth behavior regarding to carbohydrate fermentation, As well as molecular methods partial 16S rRNA gene sequencing were used. Using these examinations, 12 isolates of Lactobacillus acidophilus were extracted, where coincidanced with the positive samples noted in the bergey´s manual of systematic bacteriology. This is the first state report for isolation of Lactobacillus acidophilus isolates for local yoghourt of Shahr babak city of kerman.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Lactobacillus acidophilus
  • Gram Positive
  • Homofermentative
  • 16S rRNA Gene

جداسازی باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از نمونه های ماست شهرستان شهر بابک و شناسایی ملکولی آن

 

معین ایزدی1، محمدحسن فولادی2، غلامرضا شریفی سیرچی*3، جاوید امینی4

 

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، بخش بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

2 دانشیار بخش صنایع  فرآورده های غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

3 استادیار بخش بیوتکنولوژی کشاورزی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، ایران

4 کارشناس ارشد، بخش میکروبیولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی کرمان، ایران

تاریخ دریافت: 20/07/1389، تاریخ پذیرش: 27/06/1390

 

 

چکیده

باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (lactobacillus acidophilus) یکی از مفیدترین گونه­های لاکتوباسیلوس می­باشد که به عنوان یک میکرواورگانیسم پروبیوتیک در محصولات لبنی مانند ماست، شیر و بخش­هایی از دستگاه گوارش پستانداران نظیر روده انسان دیده می­شود. در این تحقیق سویه­های بومی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از 20 نمونه از ماست­های منطقه شهر بابک کرمان جداسازی گردید. به منظور شناسایی این باکتری از روشهای غیر ملکولی شامل بررسی رشد در دماهای مختلف، بررسی حساسیت یا مقاومت به دیسک­های آنتی بیوتیک و بررسی رفتارهای رشدی نسبت به تخمیر قندها، به همراه روش ملکولی تکثیر توالی جزئی ژن16S rRNA  استفاده گردید. با استفاده از این آزمایشات 12 جدایه لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس خالص سازی گردید که نتایج بدست آمده از آنها با خصوصیات ذکر شده در کتاب باکتری شناسی سیستماتیک روشهای برگی و نمونه شاهد مثبت مطابقت داشت. این اولین گزارش کشوری از جداسازی جدایه­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از ماست­های بومی شهر بابک کرمان می­باشد.

کلمات کلیدی: لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، گرم مثبت، هموفرمنتاتیو، 16S rRNA.

 


مقدمه

باکتریهای پروبیوتیک به میکروارگانیسمهای زنده و فعالی گفته می­شود که با استقرار در بخشهای مختلف بدن (اساساً روده) و عمدتاً از طریق حفظ و توازن فلور میکروبی روده در برگیرنده خواص سلامت بخش برای میزبان هستند. باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از جمله باکتری­های پروبیوتیک می­باشد که برای اولین بار در سال 1900 از مدفوع نوزادان جداسازی شد. این باکتری دارای خصوصیاتی مانند گرم مثبت، میله­ای شکل با انتهای گرد، غیر متحرک، بدون تولید اسپور و کاتالاز منفی بوده که بیشتر در محصولات لبنی مانند ماست، شیر، پنیر و بخش­هایی از دستگاه گوارش پستانداران نظیر روده انسان و همچنین حفره دهانی دیده می­شود. باکتری مزبور از جمله باکتریهای هموفرمنتاتیو بوده که از تخمیر قند، تنها اسید لاکتیک تولید می­کند.(Ganesh, 2006; Williams, 1986) روش­های شناسایی غیر ملکولی دارای محدودیتهایی همانند قابلیت تکرارپذیری پایین و قدرت فرق گذاشتن کم بین سویه­ها می­باشند. با این وجود هنوز مود استفاده قرار می گیرند. به طور مثال، Pourahmad et al (2004) بر اساس روش های شناسایی غیر ملکولی از نمونه های ماست استان گیلان و گلپایگان به ترتیب 2 و 3 سویه لاکتوباسیلوس شناسایی نمودند که همگی بسیار ریز، کم رنگ،میله ای باریک و دراز بودند. به منظور شناسایی دقیقتر باکتریهای موجود در خانواده باکتریایی اسیدوفیلوس می­توان از روش  ملکولی همچون روش RAPD-PCR،  DGGE[1]و تکثیر ژن RNA ریبوزمی استفاده کرد. در تحقیقی Kefili et al  (2010)با استفاده از دو روش RAPD-PCR و DGGE تغییرات جمعیتی لاکتوباسیلوس های پنیر سنتی لیقوان را بررسی نمودند. مقایسه توالی­های ژنی گونه­های باکتریایی نشان داده است که ژن 16S rRNA، بین انواع گونه­های باکتریایی محصولات لبنی حفظ شده و دارای منطقه متنوعی از V1-V3  بوده که به منظور شناسایی باکتری در سطح گونه بکار می رود(Denis et al., 2002) . با توجه به این که درون مشک­های مورد استفاده در روستاهای منطقه شهر بابک که به منظور تولید ماست محلی مورد استفاده قرار می­گیرد باکتری لاکتوباسیلوس بیشتری نسبت به دیگر مناطق استان کرمان وجود دارد از نمونه­های ماست این منطقه در این تحقیق استفاده گردید که هدف از انجام این تحقیق جداساری سویه­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از نمونه­های ماست شهر بابک می­باشد

مواد و روش ها

رقیق سازی نمونه های ماست و تلقیح روی محیط کشت MRS-[2]Agar

تعداد 20 نمونه ماست از نقاط مختلف شهر و روستاهای اطراف منطقه شهر بابک کرمان تهیه و به آزمایشگاه مربوطه انتقال یافت. جهت انجام رقیق سازی نمونه های ماست در این تحقیق از محلول رینگر، استفاده گردید که رقیق سازی تدریجی تا رقت 7-10 برای هر نمونه ماست انجام شد(Atlas, 1983). سپس تلقیح روی محیط کشت MRS-Agar ، صورت گرفت و محیط کشتهای مورد نظر به مدت 72 ساعت در شرایط میکروآئروفیل در داخل انکوباتور در درجه حرارت ºC 37 قرار داده شدند(Hardie, 1986; Kandler, and Weiss, 1986) .

رنگ آمیزی گرم

در اینجا از کلنی های ریز رشد یافته روی محیط MRS-Agar (رقت­های3-10، 4-10، 6-10،7-10) که شکل ظاهری آنها به صورت صاف، براق و دارای حاشیه کامل بوده، به کمک سوزن کشت استریل  نمونه برداری شد و برای انجام تست رنگ آمیزی گرم مورد آزمایش قرار گرفت. به­منظور انجام رنگ آمیزی ابتدا از نمونه های ماست و کلنی­های رشد یافته روی محیط MRS-Agar  گسترش تهیه کرده سپس جهت مشاهده اسلایدها در زیر میکروسکوپ به ترتیب رنگها و محلول­های کریستال ویوله، لوگول، استون الکل و فوشین افزوده شد (Naderi-Nasab,1996).

تست کاتالاز

این تست جهت بررسی تولید آنزیم کاتالاز توسط باکتری مورد آزمایش انجام شد که جهت انجام این تست کلنی مورد نظر را با استفاده از یک سوزن استریل برداشته و بروی لام استریل قرار داده شد. سپس این کلنی با یک قطره از محلول آب اکسیژنه 3 درصد (معرف کاتالاز) به طور کامل مخلوط گردید، که در صورت تولید حباب روی اسلاید میکروسکوپی می­توان گفت که این باکتری توانایی تولید آنزیم کاتالاز را داشته و کاتالاز مثبت می­باشد (Naderi-Nasab,1996).

خالص سازی کلنی مورد نظر و انتقال روی محیط کشت MRS-Sorbitol-Agar

در این مرحله کلنی­هایی از باکتریهای گرام مثبت و کاتالاز منفی که در مراحل قبل شناسایی شده بودند بروی محیط MRS-Agar برده شده و خالص سازی گردیدند. سپس محیط کشتهای مورد نظر در دمای C° 37، به مدت 72 ساعت در داخل انکوباتور قرار داده شد، که پس از آن کلن­های رشد یافته به وسیله لوپ استریل شده روی محیط کشت MRS-Sorbitol-Agar، برده شده و این محیط نیز در شرایط رشدی مورد نظر در داخل انکوباتور قرار داده شد (Hardie, 1986; Kandler, and Weiss, 1986).

کشت نمونه شاهد مثبت روی محیط کشت  MRS-Sorbitol-Agar

در این تحقیق از کپسول تجاری اسیدوفیلوس استفاده شد. که پس از فعال سازی باکتری­های موجود در کپسول، این باکتری­ها روی محیط کشتMRS-Sorbitol-Agar  رشد داده شده و باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس خالص سازی گردید که این باکتری به عنوان نمونه شاهد مثبت در طول انجام تحقیق مورد استفاده قرار گرفت (Hardie, 1986; Kandler, and Weiss, 1986)  .

توانایی رشد در دماهای مختلف

در این آزمایش ابتدا کلنی­های رشد یافته روی محیط کشت MRS-Sorbitol-Agar (محیط کشت اختصاصی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و کازئی) مجدداً زیر کشت گردیدند. محیط کشت­های تلقیح شده در داخل انکوباتور یخچال دار C° 15 و انکوباتور C° 45 و در شرایط میکروآئروفیل به مدت 72 ساعت نگهداری شد. لازم به ذکر است که نمونه شاهد مثبت تلقیح شده روی محیط کشت اختصاصی نیز در دمای C° 15 و C° 45 قرار داده شد (Pourahmad, 2004).

آزمایش حساسیت یا مقاومت به آنتی بیوتیک

در این مرحله به منظور تلقیح باکتری­های مورد نظر روی محیط کشت MRS-Agar، از سوآب­های چوبی استریل استفاده شد. جهت شناسایی باکتری اسیدوفیلوس و خالص سازی کلنی­های مورد نظر، این کلنی­ها بوسیله سوآب­های استریل برداشته شده و روی محیط کشت MRS-Agar، برده شد. پس از این کار با استفاده از پنس استریل دیسک­های آنتی بیوتیک موجود، روی محیط کشت تلقیح شده با باکتری، گذاشته شد.  برای انجام این تست از دیسک­های آنتی بیوتیک کانامایسین[3]، ژنتامایسین[4]، آمپی سیلین[5] و سفالوتین[6]، استفاده شد. پس از گذاشتن این دیسک­ها روی محیط کشت مورد نظر، کلیه محیط کشت­ها در شرایط رشدی مورد نظر قرار داده شدند (Johnson et al.,1987; Marisa et al., 1982).

آزمایش تخمیر کربوهیدراتها (قندها)

در این آزمایش از 17 نمونه قند به نامهای آمیجدالین[7]، سلوبیوز[8]، اسکولین[9]، فروکتوز، گالاکتوز، گلوکز، لاکتوز، مانوز، سالیسین، سوربیتول، سوکروز، آرابینوز، گلوکونات[10]، مانیتول، رامنوز و ریبوز استفاده گردید. ابتدا قندهای مورد نظر با استفاده از روش فیلتراسیون استریل گردیدند و سپس به محیط کشت Phenol Red Broth Base اضافه شده و پس از آن باکتری­های مورد نظر به درون این محیط کشت تلقیح داده شدند جهت انجام تست تولید گاز به درون این محیط کشتها لوله­های دورهام که از قبل استریل شده بودند بطور وارونه به درون این محیط کشت­ها اضافه گردیدند و محیط کشت­های مورد نظر به مدت 3 تا 5 روز در انکوباتور  ºC37 قرار داده شدند (Pourahmad, 2004).

تکثیر توالی جزئی ژن 16S rRNA

جهت تکثیر این قطعه ژنی از پرایمرهای اختصاصی PIB16 (AGAGTTTGATCCTGGCTCAG3`َ5) و MIB16 (´GGCTGCTGGCACGTAGTTAG3َ5) استفاده گردید واکنش زنجیره­ای پلیمراز با مرحله دناتوراسیون اولیه به مدت 5 دقیقه در ºC 94 ((Hot star آغاز گردید و با انجام 35 سیکل متوالی (ºC 94 به مدت 15 ثانیه، ºC 55 به مدت 15 ثانیه، ºC 72 به مدت 1 دقیقه) و در پایان ºC 72 به مدت 10 دقیقه به اتمام رسید. پس از آن به منظور شناسایی باکتری مورد نظر در سطح گونه فراورده­های حاصل الکتروفورز گردیدند(Denis et al., 2002) .

نتایج و بحث

خالص سازی کلنی­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و انتقال روی محیط کشت  MRS-Sorbotol-Agar

با بررسی میکروسکوپی نمونه­های تهیه شده از کلنی­های رشد یافته روی محیط MRS-Agar، 46 جدایه لاکتوباسیلوس جداسازی شد. نتایج آزمایش رنگ آمیزی گرم مشخص کرد که همه این جدایه­ها باسیل­های گرم مثبت میله شکل با انتهای گرد و فاقد اسپور می­باشند که پس از رنگ آمیزی به رنگ بنفش در آمدند. همچنین نتایج بدست آمده از آزمایش کاتالاز نیز نشان داد که همگی این جدایه­ها کاتالاز منفی می­باشند و قادر به تجزیه کردن آب اکسیژنه و تولید حباب در زیر میکروسکوپ نبودند، که نتایج بدست آمده کاملاً با خصوصیات باکتری لاکتوباسیلوس مطابقت داشت. در پژوهشی (2000) Shah ، روش انتخابی ساده­ای را برای جداسازی باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس در حضور باکتری­های طبیعی ماست و بیفیدوباکتریوم بر اساس تخمیر قند پیشنهاد کردند. این دانشمند مشخص کرد که روی محیط کشت MRS-Sorbitol-Agar و یا Agar-MRS-Salicin، تنها باکتری­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس کازئی رشد می­کنند. این باکتری­ها با رشد روی این محیط کشت­ها، قند سالیسین و سوربیتول را مورد استفاده قرار داده و روی محیط کشت کلنی­های واضح و بزرگی را ایجاد می­کنند. بدین ترتیب بابکارگیری این محیط کشت­ها باکتری­های مورد نظر خالص سازی گردید (Shah, 2000). بررسی نتایج بدست آمده از کلنی­های رشد یافته روی محیط کشت MRS-Sorbotol-Agar مشخص کرد که از بین 46 جدایه خالص سازی شده 23 جدایه به همراه نمونه شاهد مثبت توانستند روی محیط کشت MRS-Sorbotol-Agar، رشد کنند. می­توان بیان داشت که این جدایه­ها باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس کازئی می­باشند. به منظور جداسازی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از لاکتوباسیلوس کازئی می­توان از تست­هایی همانند توانایی رشد در دماهای مختلف، تست حساسیت یا مقاومت به آنتی بیوتیک، تست تخمیر قند، حساسیت به لیزوزیم، رشد در 2/0 درصدOxgall  و فعالیت آنزیم بتاگالاکتوزیداز نیز استفاده کرد که در این تحقیق از 3 تست اول برای شناسایی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس استفاده گردید (Johnson et al., 1987; Wheater, 1955).

نتایج بررسی توانایی رشد در دما­های مختلف

باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس بهترین رشد را در شرایط میکروآئروفیل و در دمای  ºC37  ,به مدت 72 ساعت دارد. این باکتری قادر به رشد در دمای  ºC45 بوده در حالی که توانایی رشد در دمای  ºC15 را ندارد. باکتری لاکتوباسیلوس کازئی نیز رفتار­های رشدی متفاوتی را نسبت به اسیدوفیلوس از خود نشان می­دهد(Lorca and De Valdez, 1998). در این تحقیق جدایه­های رشد یافته روی محیط کشت اختصاصی مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج بدست آمده در شکل 1 نشان داد که از بین 23 جدایه رشد یافته، 13 جدایه توانستند در دمای ºC45 رشد کنند ولی قادر به رشد در دمایºC  15 نبودند. این جدایه­ها جدایه­های نوع A و 10 جدایه باقیمانده نیز جدایه­های نوع B نامگذاری گردید. همچنین مشخص شد که نتایج بدست آمده در مورد جدایه­های نوع A با نتایج مورد انتظار در مورد باکتری اسیدوفیلوس کاملاً مطابقت داشت در حالی که جدایه­های نوع  Bرفتاری کاملاً برعکس جدایه­های نوع A را نشان دادند. جدایه­های نوع A جهت انجام آزمایشات بعدی مورد استفاده قرار گرفتند لازم به ذکر است که نمونه شاهد مثبت نیز رفتار رشدی مشابه جدایه­های نوع A در دمای ºC45 و  ºC15 از خود نشان داد.

 

 

   

الف) (A)

ب)( B)

 

شکل 1- خالص سازی جدایه­های لاکتوباسیلوس و انتقال روی محیط کشت اختصاصی در دمای C°45، الف) جدایه­های لاکتوباسیلوس و نمونه شاهد مثبت. ب) جدایه­های رشد یافته روی محیط کشت اختصاصی در دمایC ° 45 (نوع (A به همراه نمونه شاهد مثبت.

Figure 1- Isolation of Lactobacillus isolates on specific medium at 45°C. A) Lactobacillus isolates and positive control. B) Growth of Lactobacillus isolates and positive control on specific medium.

 


نتایج بررسی حساسیت یا مقاومت به آنتی بیوتیک

باکتری­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیک نئومایسین[11]، پلی میکسین[12]، کانامایسین، ژنتامایسین و نیلی دیکسیک اسید[13] مقاوم بوده و هاله ممانعت از رشد ایجاد نمی­کنند، در حالی که نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیکی مانند ریفامایسین، سفالوتین، نووبیوسین[14]، پنی سیلین و آمپی سیلین حساس بوده و هاله ممانعت از رشد تولید می­کنند. همچنین نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیکی مانند استرپتوماسین[15]، تتراساکلین[16] و اکسی تتراساکلین[17] واکنش متغییری را نشان می­دهند (Johnson et al.,1987; Marisa et al., 1982). نتایج بدست آمده از آزمایشات حساسیت و یا مقاومت به دیسک­های آنتی بیوتیک در شکل 2، نشان داد که جدایه­های نوع A، نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیک ژنتامایسین و کانامایسین مقاوم بوده و هیچ گونه هاله­ای ایجاد نکردند ولی نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیک آمپی سیلین و ژنتامایسین حساس بوده و هاله تولید کردند. نمونه شاهد مثبت نیز همین رفتار را نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیک نشان داد. این در حالی بود که رفتارهای رشدی جدایه­های نوعB  کاملاً متفاوت با جدایه­های نوع A و نمونه شاهد مثبت بود و مشخص شد که نتایج بدست آمده در مورد جدایه های نوع A، باخصوصیات باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس  کاملاً مطابقت دارد. (2011) Natt and Garcha مشاهده نمودند که L. acidophilus NCDC291 به آنتی بیوتیک های آمپی سیلین، اریترومایسین، استرپتومایسین، وانکومایسن، پنی سیلین، کلرامفنیکول و تتراسیکلین حساس بود.(2006) Ocana et al استرین هایی از L. acidophilus پیدا نمودند که به وانکومایسین حساس بودند.

نتایج بررسی تخمیر قند

باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس قادر به تخمیر قندهایی همانند آمیجدالین، سلوبیوز، اسکولین، فروکتوز، گالاکتوز، گلوکز، لاکتوز، مالتوز، مانوز، سالیسین، سوکروز و سوربیتول می­باشد(Williams, 1986). در نتیجه با تخمیر این قند­ها رنگ محیط کشت از قرمز به زرد تبدیل می­شود. در حالی که این باکتری قادر به تخمیر قندهایی مانند آرابینوز، گلوکونات، مانیتول، رامنوز و ریبوز نبوده و نمی­تواند رنگ محیط کشت را تغییر دهد. نتایج بدست آمده در شکل 3 نشان می­دهد که جدایه­های نوعA، رفتاری مشابه باکتری­های لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس را نشان دادند که نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از آزمایش تخمیر قند نمونه شاهد  مثبت.کاملاً مطابقت داشت.

 

     

الف) (A)

ب)( B)

ج) (C)

 

شکل 2- حساسیت پذیری جدایه­های مورد نظر و نمونه شاهد مثبت نسبت به دیسکهای آنتی بیوتیک. الف) جدایه­های نوع  A که نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیک آمپی سیلین و ژنتامایسین حساس بوده و هاله تولید کردند. نمونه شاهد مثبت نیز همین رفتار را نسبت به دیسک­های آنتی بیوتیک نشان داد.  ب) جدایه­های نوع  B که رفتار نامشابه با کنترل مثبت داشتند  ج) نمونه شاهد مثبت.

 

Figure 2- susceptibility of investigated isolates and positive control to antibiotic disks. A) Isolates A showed susceptibility to ampicilin and gentamicin as it is existed in positive control sample. B) Isolate B which showed different effect from positive control. C) positive control.

.

 

 

 

 

شکل 3- نتایج تست تخمیر قند بدست آمده از جدایه­های نوع  A.

Figure 3- Result of carbohydrates fermentation of isolates A.

 

 

نتایج بدست آمده از جدایه­های نوع B نیز با نتایج حاصل از جدایه­های نوع A و نمونه شاهد مثبت کاملاً متفاوت بود. در پژوهشی (2006) Barrangou et al نشان دادند که باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس (NCFM)[18] قادر به تخمیر قندهایی همانند فروکتوز، گالاکتوز، گلوکز، سوکروز، لاکتوز، ترهالوز، رافینوز و فروکتولیگوساکاریدها می­باشد.

نتایج بررسی تکثیر توالی جزئی ژن S  rRNA16 خانواده باکتریایی لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس

در پژوهشی (2002) Kullen et al از تکثیر توالی جزئی ژن16S rRNA ، به عنوان یک روش سریع و مطمئن برای شناسایی باکتریهای موجود در خانواده باکتریایی اسیدوفیلوس استفاده کردند. این دانشمندان ابتدا در طی عملPCR ، به­کمک پرایمر­های اختصاصی باند­هایی به طول500 جفت باز را بدست آوردند که مشخص کردند که این قطعه ژنی در نیمه اولش دارای منطقه متنوعی بطول 50 جفت باز می­باشد که برای شناسایی کمپلکس اسیدوفیلوس بکار می­رود. در این تحقیق از تکثیر توالی جزئی ژن16S rRNA ، استفاده گردید.در نتیجه تکثیر این قطعه ژنی با استفاده از پرایمر­های اختصاصی انتظار می­رفت باند­هایی بطول 500 جفت باز روی ژل آگارز 1 درصد مشاهده گردد. نتایج بدست آمده در شکل 4 نشان می­دهد که همه جدایه­های نوع A به جز جدایه شماره 37 به همراه نمونه شاهد مثبت روی ژل آگارز 1 درصد یک باند تقریباً 500 جفت بازی را دادند. این نتایج با نتایج مورد انتظار در مورد باکتری لاکتوباسیلوس منطبق بود. همچنین توالی جزئی ژن  16S rRNAجدا شده از جدایه شماره 12 توالی یابی گردید. نکته قابل توجه در رابطه با توالی نوکلئوتیدی جدایه شماره 12 یکسانی 93 درصدی و تشابه 97 درصدی با توالی جزئی ژن 16S rRNA استرین­های باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس موجود در بانک جهانی ژن (NCBI) می­باشد. (2007) Berger et al توانست با توالی یابی ژن  16S rRNA گونه های L. acidophilus و L. delbrueckii را از L. plantarum، L. sakei  وL. salivarius  مجزا و شناسایی نماید.

 

 

   

 شکل 4- باند حاصل از واکنش زنجیره ای اختصاصی قطعه ژن s rRNA16، جدایه­های نوع A با طول bp 500.

Figure 4- PCR band of partial 16s rRNA gene from Isolates A by use of specific primers with 500 bp length.

 

 


نتیجه گیری

در این تحقیق جداسازی باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس از ماست محلی شهر بابک کرمان مورد بررسی قرار گرفت که با توجه به نتایج بدست آمده و مقایسه آن با نتایج بدست آمده در مورد باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس توسط دیگر دانشمندان (Bergeys et al., 2007) و همچنین مقایسه با نتایج به دست آمده از نمونه شاهد مثبت مشخص شد که همه جدایه­های نوع A، جداسازی شده از نمونه های شهر بابک کرمان به جز جدایه شماره 37 باکتری لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس می­باشند و یقیناً می­توان گفت که این باکتری در ماستهای محلی شهر بابک کرمان وجود دارد و همچنین به کمک تکثیر ژن 16S rRNA، نیز می­توان این باکتری را شناسایی کرد. جهت اطمینان از اینکه این باکتریهای لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس جداسازی شده دارای خصوصیات پروبیوتیکی و درمانی ذکر شده هستند باید این باکتریها را در درون روده قرار داده و آن را تکثیر نمود. در انجام ادامه این تحقیق نیز می­توان باکتریهای لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس جداسازی شده را از نظر قدرت و خواص پروبیوتیکی و درجه مفید بودنشان مورد مقایسه قرار داد.


 

منابع

Atlas RM (1983). Experimental microbiology. Macmillan publishing company. New York.

Barrangou R, Azcarate-Peril MA, Duong t, Conners SB, Kelly RM, Llaenhammer TR (2006). Global analysis of carbohydrate utilization by Lactobacillus acidophilus using cDNA microarrays. Proceeding of National Academy of Science of the Unites of America 103: 3816-3821.

Berger B, Pridmore RD, Barretto C, Delmas-Julien F, Schreiber K, Arigoni F, Brüssow H (2007). Similarity and Differences in the Lactobacillus acidophilus Group Identified by Polyphasic Analysis and Comparative Genomics. Journal of Bacteriology 189: 1311-1321.

Denis R, Pierre W, Daniel V, Francine M (2000). Molecular identification of potentially probiotic Lactobacilli. Current Microbiology 40:40-46.

Ganesh S (2006). A novel yogurt product with Lactobacillus acidophilus. M.Sc. thesis. Louisiana USA. 50pp.

Hardie  JM (1986). In Bergey’s manual of systematic bacteriology (eds. Sneath, P.H.A., Mair, N.S. and Sharpe, M.E.)Vol. 2, William & Wilkins, Baltimore, PP. 1043-1070.

Harold R, Curran L, Rogers A, Whittier EO (1932). The distinguishing characteristics of Lactobacillus acidophilus. Journal of Bacteriology 25 (6): 595–621.

Johnson MC, Bibek R, Tarun B (1987). Selection of Lactobacillus acidophilus strains for use in acidophilus products. Antonie Van Leeuwenhoek 53: 215-231.

Kandler, O. and Weiss, N (1986). In Bergey’s manual of systematic bacteriology (eds.Sneath, P.H.A., Mair, N.S. andSharpe, M. E.) Vol. 1, William & Wilkins, Baltimore, PP. 1209– 1234.

Kefili T, Razavi SH, Emam-Jome Z, Salehi GR, Neghavi MR (2010). A Comparison of Two Molecular Microbiological Methods, RAPD-PCR and DGGE-PCR for Identification of Lactobacilli Strains Isolated During Lighvan Cheese Making Process. Iranian Journal of Biosystems Engineering 40: 35-45. (In Farsi)

Kullen MJ, Sanozky-Dawes RB, Crowell DC, Klaenhammer TR (2002). Use of the DNA sequence of variable regions of the 16S rRNA gene for rapid and accurate identification of bacteria in the Lactobacillus acidophilus complex. Journal of Applied Microbiology 89: 511-516.

Lorca GL, de valdez GF (1998). Temperate adaptation and cryotelerance in Lactobacillus acidophilus. Journal of Biotechnology letters 20: 847-849.

Marisa V, Lorenzo M, Vittorio B (1982). Drug Resistance Plasmids in Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus reuteri. Journal of Applied and Environmental Microbiology 43: 50-56.

Naderi-Nasab M, Rashed T, Nazem (1996). Laboratorial Bacteriology. Astan Ghods Razavi publisher, Iran. (In Farsi)

Natt NK, Gatcha S (2011). Antibiotic Sensitivity of Acid Stressed Probiotic Lactobacillus acidophilus NCDC 291. The Internet Journal of Microbiology 9: 1-10.

Ocana V, Silva C, Nader-Macias ME (2006). Antibiotic Susceptibility of potentially probiotic vaginal Lactobacilli. Infectious Diseases in Obstetrics and Gynecology 18182:1-6

Pourahmad R, Mazaheri-Assadi M, Mirdamadi, S (2004). Isolation and Identification of Iranian native Yoghurt starter. Pajouhesh and Sazandegi 65: 42-48. (In Farsi)

Shah NP (2000) Probiotic bacteria:selective enumeration and survival in dairy foods. Journal of Dairy Science 83: 894–907.

Wheater DM (1955). The characteristics of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus bulgaricus. Journal of General Microbiology 12: 123–132.

Williams W (1986). Bergey's manual of systematic bacteriology. William and Wilkins, Baltimore, 2: 1209-1235.

 

 

 

Isolation of Lactobacillus acidophilus from Sharbabk city yoghurt and its molecular characterization

 

Izadi M.1, Fooladi M.H.2, Sharifi Sirchi G.R.*3, Amini J.4

 

1 MSc Student, Department of Agricultural Biotechnology, Agricultural college, Shahid Bahonar university of Kerman,Iran.

2 Associate Professor, Department. of Animal Sciences, Agricultural college Shahid Bahonar University of Kerman,Iran.Bottom of Form

3 Assistant Professor, Department of Agricultural Biotechnology, Shahid Bahonar university of Kerman,Iran.

4 Master of Science, Department of Microbiology, Islamic Azad University of Kerman, Iran.

 

ABSTRACT

Lactobacillus acidophilus bacterium is one of the most useful specieses of lactobacillus genus, which can be seen as a probiotic microorganism in dairy products like yoghourt, milk and some portions of mammal digestive systems like human intestine. The bacterium is positive gram and negative catalaze, and has the best growth in 37 °C during 72 hours in microaerophil condition. In this research, local strains of Lactobacillus acidophilus are dissected from 20 yoghourt samples of Shahr babak city of kerman. In order to identify this bacterium from non-molecular methods including growth study in different degrees, studying of sensitivity or resistance to antibiotic disks and surveying growth behavior regarding to carbohydrate fermentation, As well as molecular methods partial 16S rRNA gene sequencing were used. Using these examinations, 12 isolates of Lactobacillus acidophilus were extracted, where coincidanced with the positive samples noted in the bergey´s manual of systematic bacteriology. This is the first state report for isolation of Lactobacillus acidophilus isolates for local yoghourt of Shahr babak city of kerman.

Key words: Lactobacillus acidophilus, Gram Positive, Homofermentative, 16S rRNA Gene.



*  نویسنده مسئول: غلامرضا شریفی سیرچی                    تلفن:09131951969                           E. Mail: sharifisirchi@yahoo.com  

[1]  Denaturating Gradiant Gel Electerophoresis

[2] De Man,Rogosa and Sharpe

[3]- Kanamaicin

[4]- Gentamycin

[5]- Ampicilin

[6]- Cephalotin

[7]- Amigdalin  

6 - Cellobiose

[9] - Esculin

[10] - Gloconate

 

[11]-Neomycin

[12]- Polymyxin

[13]- Nalidixic acid

[14] - Novobiocin

[15]- Streptomycin

[16]- Tetracycline

[17]- Oxi tetracycline

[18] . North Carolina Food microbiology

* Corresponding Author: Sharifi-Sirchi G.R.           Tel: 09131951969             Email: sharifisirchi@yahoo.com

Atlas RM (1983). Experimental microbiology. Macmillan publishing company. New York.

Barrangou R, Azcarate-Peril MA, Duong t, Conners SB, Kelly RM, Llaenhammer TR (2006). Global analysis of carbohydrate utilization by Lactobacillus acidophilus using cDNA microarrays. Proceeding of National Academy of Science of the Unites of America 103: 3816-3821.

Berger B, Pridmore RD, Barretto C, Delmas-Julien F, Schreiber K, Arigoni F, Brüssow H (2007). Similarity and Differences in the Lactobacillus acidophilus Group Identified by Polyphasic Analysis and Comparative Genomics. Journal of Bacteriology 189: 1311-1321.
Denis R, Pierre W, Daniel V, Francine M (2000). Molecular identification of potentially probiotic Lactobacilli. Current Microbiology 40:40-46.
Ganesh S (2006). A novel yogurt product with Lactobacillus acidophilus. M.Sc. thesis. Louisiana USA. 50pp.
Hardie  JM (1986). In Bergey’s manual of systematic bacteriology (eds. Sneath, P.H.A., Mair, N.S. and Sharpe, M.E.)Vol. 2, William & Wilkins, Baltimore, PP. 1043-1070.
Harold R, Curran L, Rogers A, Whittier EO (1932). The distinguishing characteristics of Lactobacillus acidophilus. Journal of Bacteriology 25 (6): 595–621.
Johnson MC, Bibek R, Tarun B (1987). Selection of Lactobacillus acidophilus strains for use in acidophilus products. Antonie Van Leeuwenhoek 53: 215-231.
Kandler, O. and Weiss, N (1986). In Bergey’s manual of systematic bacteriology (eds.Sneath, P.H.A., Mair, N.S. andSharpe, M. E.) Vol. 1, William & Wilkins, Baltimore, PP. 1209– 1234.
Kefili T, Razavi SH, Emam-Jome Z, Salehi GR, Neghavi MR (2010). A Comparison of Two Molecular Microbiological Methods, RAPD-PCR and DGGE-PCR for Identification of Lactobacilli Strains Isolated During Lighvan Cheese Making Process. Iranian Journal of Biosystems Engineering 40: 35-45. (In Farsi)
Kullen MJ, Sanozky-Dawes RB, Crowell DC, Klaenhammer TR (2002). Use of the DNA sequence of variable regions of the 16S rRNA gene for rapid and accurate identification of bacteria in the Lactobacillus acidophilus complex. Journal of Applied Microbiology 89: 511-516.
Lorca GL, de valdez GF (1998). Temperate adaptation and cryotelerance in Lactobacillus acidophilus. Journal of Biotechnology letters 20: 847-849.
Marisa V, Lorenzo M, Vittorio B (1982). Drug Resistance Plasmids in Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus reuteri. Journal of Applied and Environmental Microbiology 43: 50-56.
Naderi-Nasab M, Rashed T, Nazem (1996). Laboratorial Bacteriology. Astan Ghods Razavi publisher, Iran. (In Farsi)

Natt NK, Gatcha S (2011). Antibiotic Sensitivity of Acid Stressed Probiotic Lactobacillus acidophilus NCDC 291. The Internet Journal of Microbiology 9: 1-10.

Ocana V, Silva C, Nader-Macias ME (2006). Antibiotic Susceptibility of potentially probiotic vaginal Lactobacilli. Infectious Diseases in Obstetrics and Gynecology 18182:1-6

Pourahmad R, Mazaheri-Assadi M, Mirdamadi, S (2004). Isolation and Identification of Iranian native Yoghurt starter. Pajouhesh and Sazandegi 65: 42-48. (In Farsi)
Shah NP (2000) Probiotic bacteria:selective enumeration and survival in dairy foods. Journal of Dairy Science 83: 894–907.
Wheater DM (1955). The characteristics of Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus bulgaricus. Journal of General Microbiology 12: 123–132.
Williams W (1986). Bergey's manual of systematic bacteriology. William and Wilkins, Baltimore, 2: 1209-1235.