بهينه سازي و خالص سازي هورمون اكسين (اندول-3-استيك اسيد) در باكتري ريزوبيوم

Purification and Optimization of Auxin (Indole-3-Acetic Acid) Hormone in Rhizobium Bacterium

اندول-3- استيك اسيد(IAA) فراوان‌ترين و مهمترين اكسين طبيعي شناخته شده كه علاوه بر گياهان، بسياري از ريزموجوداتها نيز قادرند اين هورمون را توليد كنند كه در اين تحقيق توليد آن در باكتري ريزوبيوم مورد بررسي قرار گرفته است. تمامي سويه-هاي مورد مطالعه كه شامل 12 سويه مختلف ريزوبيوم بود از مناطق مختلف اطراف اصفهان از گرهك سالم ريشه 4 نوع گياه مختلف شامل نخود(sativum Pisum)، عدس(Lens culinaris)، لوبيا(Phaseolus luntus) و يونجه(Medicago sativa) جداسازي گرديد و توليد IAA در آنها بررسي شد و در مرحله بعدي با كمك روش آماري تاگوچي و استفاده از نرم-افزار Qualitek-4 (W32b) مراحل بهينه سازي انجام شد. در آخرين مرحله ، خالص سازي IAA در اين باكتري توسط روش كروماتوگرافي لايه نازك انجام گرفت. نتايج نشان داد از بين كل سويه ها، 9 سويه توليدكننده هورمون IAA بوده و بهترين سويه آن (سويه 1) كه از نخود جداسازي شده بود (R. leguminosarum biovar ciceri) داراي بالاترين راندمان توليد به ميزان ppm 439 بود. ميزان توليد هورمون IAA در اين سويه هاي بومي، چندين برابر سويه هاي بررسي شده در مقالات مشابه ديگر بود كه نشان مي داد اين سويه هاي بومي توانايي بالايي در توليد اين هورمون مهم را دارند. زمان گرمخانه گذاري به مدت 72 ساعت، تحت دماي 30 درجه سانتي گراد، استفاده از مانيتـول به عنوان منبع كربن و نيترات پتاسيم به عنوان منبع نيتـروژن در حضور 3 ميلي گرم در ميلي ليتر تريپتوفان، بهترين شرايط ممكن براي توليد ماكزيمم هورمون اندول-3- استيك اسيد در شرايط آزمايشگاهي شناخته شد. در نهايت IAA خالص با روش كروماتوگرافي لايه نازك به دست آمد.

The indole-3-acetic acid (IAA) is the most abundant and significant natural auxin that in addition to plants, different microorganisms are able to produce this hormone. In this study, the IAA production by different strains of Rhizobium was surveyed. All bacteria (consisted of 12 different strains of Rhizobium) were isolated from root nodules of Alfalfa (Medicago sativa), lentil (Lens culinaris), bean (Phaseolus luntus) and pea (Pisum sativum). The optimization of IAA production was done by "Design Taguchi Experiments" using Qualitek-4 (W32b) software. Extraction and purification of IAA was performed by thin layer chromatography (TLC) method. The results showed that nine strains were producers of IAA hormone and the best strain of these Rhizobia (strain 1) which was isolated from pea (Pisum sativum), had the highest production of IAA (439 ppm). Concentration of IAA production in these local strains was almost 4 times more than other analyzed strains in the literatures. It was revealed that mannitol, as a carbon source and potassium nitrate as a nitrogen source in the presence of 3 mg/ml L-tryptophan after 72h of incubation, were the optimum condition for production of IAA in vitro. Finally, pure IAA was obtained by TLC.