كنسرسيوم ميكربي ساختگي دو عضوي: رشد سينرژيستي براي توليد اليگوساكاريدها

Two-membered synthetic microbial consortium: a synergistic growth for production of oligosaccharides

قندهاي ساده و اليگوساكاريدها كه از تجزيۀ ميكربي پلي ساكاريدها بدست مي آيند و بالقوه مي توانند كاربردهاي گوناگوني در بيوتكنولوژي ميكربي داشته باشند. كنسرسيوم هاي ميكربي نسبت به جمعيت هاي ميكربي يگانه در تجزيه مواد آلي پيچيده مؤثرترند. اين پژوهش به منظور ارزيابي توانايي تجزيۀ مواد ليگنوسلولزي و توليد اليگوساكاريدها توسط يك كنسرسيوم ساختگي از ميكروارگانيسم ها انجام شده است. از ميان كشت مخلوط مجموعه اي از سويه هاي ميكربي كه پيش از اين از مواد غذايي با منشاء گياهي جدا شده بود، دو سويه باكتري و مخمر انتخاب شد. سويه ها بر روي محيط هاي كشت جامد مغذي و نيمه سنتزي در دماي °C 28 رشد داده شدند. آزمون هاي زيست شيميايي و تعيين توالي 16SrDNA و توالي ITS بر روي اين دو سويه انجام گرفت. به منظور تعيين پايداري رشد سينرژيستي، كشت مخلوط باكتري و مخمر در محيط هاي كشت پپتون دكستروز آگار و پپتون دكستروز براث به طور مكرر تكرار شد. كشت مخلوط اين دو سويه بر روي محيط كشت نيمه سنتزي سبوس گندم به عنوان تنها منبع كربن در فلاسك انجام شد و تغييرات رشد در حين كشت و رهايش قندهاي ساده احيايي به روش اسپكتروفتومتري و توليد اليگوساكاريدها به روش كروماتوگرافي نازك لايه بررسي شد. كشت مخلوط دو سويۀ باكتري و مخمر، قابليت رشد پايدار (حداقل در 7 واكشت) نشان داد. براي كشت مخلوط دو باكتري رشد بهتري نسبت به كشت هر يك از آنها به تنهايي ثبت شد و لذا به عنوان كنسرسيوم ميكربي با رشد سينرژيستي شناخته شد. به ترتيب، اين دو سويۀ باكتري و مخمر موقتاً به عنوان Bacillus sp. و Pseudozyma sp. شناسايي شدند. قابليت تجزيۀ تركيبات ليگنوسلولوزي توسط كنسرسيوم ميكربي در محيط جامد و مايع نشان داده شد. رهايش قندهاي ساده به روش دي نيتروساليسيليك اسيد و رهايش اليگوساكاريدها به روش كروماتوگرافي نازك لايه نشان داد كه اين كنسرسيوم بالقوه توانايي توليد زايلواليگوساكاريدها را دارد.

Simple sugars and oligosaccharides are produced by microbial biodegradation of polysaccharides and they possess the potential of application in different area of microbial biotechnology. Microbial consortia are much more efficient than single microbial populations in degrading the complex organic material. The present research has been conducted to evaluate the lingo-cellulolytic potential and production of oligosaccharides by a synthetic consortium of microorganisms. Two strains, including bacterium and yeast, were selected among a collection of microbial strains which had been previously isolated from plant foods. The strains were grown on nutrient and semisynthetic culture media at 28°C. Biochemical tests and 16SrDNA and ITS sequencing were carried out. To evaluate the stability of synergistic growth, the mixed culture of the yeast and the bacterium was repeatedly passaged on peptone dextrose agar and peptone dextrose broth. The mixed culture was cultivated on semisynthetic medium containing washed wheat bran as the sole carbon source. Kinetics of the growth and release of simple sugars were measured by spectrophotometer and production of oligosaccharides was shown using thin layer chromatography. Consistency of the mixed culture of the yeast and bacterial strain was shown at least through seven repeated passages. Better growth was recorded for the mixed culture in comparing to axenic culture of the both microorganisms and thus, the mixed culture was designated as a synthetic consortium with synergistic growth. The yeast and bacterial strains were tentatively identified as members of the genera Pseudozyma and Bacillus, respectively. The capability of degradation of lingo-cellulolytic materials was shown both in solid and liquid media. Both of the release of simple sugars was shown using DNS method and release of oligosaccharides was revealed by TLC method, indicated that the synthetic consortium is potentially able to produce xylooligosaccharides.