76043abf2ebed2c

بهینه سازی فرایند تولید جدایه بومی (6R) باکتری Bacillus thuringiensis در فرمانتور آزمایشگاهی

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی شیمی ـ بیوتکنولوژی، دانشگاه آزاد، واحد علوم و تحقیقات

2 استادیار پژوهش، مؤسسة تحقیقات گیاه‌پزشکی سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ولنجک، تهران

3 دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران جنوب، گروه مهندسی شیمی، تهران

چکیده

امروزه، کنترل بیولوژیک جایگاه بسیار مهمی در مدیریت کنترل آفات به خود اختصاص داده است. یکی از موارد کنترل بیولوژیک استفاده از باکتریBer.  Bacillus thuringiensisاست که در تولید بیش از 60 درصد آفت‏کش‏های میکروبی و تعداد زیادی از گیاهان تراریختۀ (Bt-crops) مقاوم به حشرات کاربرد دارد. به‌طور کلی عملکرد خوب و مناسب برخی فرآورده‌های تجاری باکتری Bt در کنترل حشرات آفت، به‌دلیل غلظت مناسب دلتا‌ اندوتوکسین و اسپور در فرآوردة نهایی است. میزان غلظت این دو پارامتر وابستگی شدیدی به ترکیب محیط کشت و شرایط محیطی تولید باکتری دارد. در این تحقیق بهینه‌سازی شرایط محیطی باکتری Bt شامل pH، دما و میزان هوادهی، بررسی شد. برای کاهش تعداد آزمایش‌ها از روش آماری تاگوچی و نرم‌افزار  Qualitek 4استفاده شد. نتایج نشان داد که شرایط بهینه برای این جدایه شامل دمای 28 درجة سلسیوس، pH 5/7 و میزان اکسیژن 80 درصد اشباع است. در این شرایط بهینه، میزان اسپور باکتری 1012×5/1 اسپور در میلی‌لیتر به‌دست آمد. آنالیز تأثیر متقابل پارامترهای مؤثر در فرآیند بر یکدیگر نشان داد که دما و میزان هوادهی با مقدار 92/39 درصد و دما و pH با مقدار 25/0 درصد به‌ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر متقابل را داشتند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Brar SK, Verma M, Barnabe S, Tyagi RD, Valero JR (2005) Impact of Tween 80 during Bacillus thuringiensis fermentation of wastewater sludges. Process Biochemistry 40: 2695-2705.

El-Bendary MA (2006) Bacillus thuringiensis and Bacillus sphaericus biopesticides production. Journal of Basic Microbiology 46(2): 158-170.

Foda MS, Salama HS, Selim M (1985) Factors affecting growth and physiology of Bacillus thuringiensis. Applied Microbiology and Biotechnology 22: 50-52.

Ghribi D, Zouari N, Trabelsi H, Jaoua S (2007) Improvement of Bacillus thuringiensis delta-endotoxin production by overcome of carbon catabolite repression through adequate control of aeration. Enzyme and Microbial Technology 40(4): 614-622.

Holmberg A, Sievänen R, Carlberg G (1980) Fermentation of Bacillus thuringiensis for exotoxin production: Process analysis study. Biotechnology and Bioengineering 22(8):  1707–1724.

Huang KM, Badger, Haney K, Evans SL (2007) Large scale production of Bacillus thuringiensis PS149B1 insecticidal proteins Cry34Ab1 and Cry35Ab1 from Pseudomonas fluorescens. Protein expression and purification 53(2): 325-330.

Icgen Y, Icgen B, Ozcengiz G (2002) Regulation of crystal protein biosynthesis by Bacillus thuringiensis: I. Effects of mineral elements and pH. Research in Microbiology 153(9): 599-604.

Izadyar S, Askari H, Talebi KH, Rezapanah M (2005) Bioassay of some Iranian strains of Bacillus thuringiensis (Bacteria: Bacillaceae) (Lep.:Noctuidae), Applied Entomology and Phytopathology 73(1): 93-104. (In Persian)

Marzban R (2002) Comparative bioassay of native Isolates of Bacillus thuringiensis and B. thuringiensis subsp. Kurstaki on Indian meal moth. Applied Entomology and Phytopathology 70(1): 83-90. (In Persian)

Marzban R, Salehi JG (2006) Distribution of Bacillus thuringiensis in the Agricultural soils of Iran. Biotechnology, Agriculture and the Food Industry (ISBN: 1-60021-040-6), Nova Science Publishers, Inc. (New York) USA: 95-100.

Ozkan M, Dilek, FB, Yetis,U, Ozcengiz G (2003) Nutritional and cultural parameters influencing antidipteran delta-endotoxin production. Research in Microbiology 154(1): 49-53.

Rowe GE (1990) Central metabolism of Bacillus thuringiensis during growth and sporulation. Ph.D. thesis, The University of Western Ontario, London, Ontario, Canada.

Rowe GE, Margaritis A (1987) Bioprocess developments in the production of bioinsecticides by Bacillus thuringiensis. CRC Critical Reviews in Biotechnology 6(1): 87-127.

Rowe GE, Margaritis A (2004) Bioprocess design and economic analysis for the commercial production of environmentally friendly bioinsecticides from Bacillus thuringiensis HD-1 kurstaki. Biotechnology and Bioengineering 86(4): 377-388.

Sikdar DP, Majumdar MK, Makumdar SK (1991) Effect of minerals on the production of the delta endotoxin by Bacillus thuringiensi. Biotechnology Letters 13(7): 511- 514.

Yezza A, Tyagi RD, Vale´ro JR, Surampalli RY (2005) Production of Bacillus thuringiensis based biopesticides in batch and fed-batch cultures using wastewater sludge as a raw material. Journal of Chemical Technology and Biotechnology 80(5): 502-510.

Yousten AA, Wallis DA (1987) Batch and continuous culture production of the mosquito larval toxin of Bacillus sphaericus 2362. Journal of Industrial Microbiology 2: 277-283.

Zuoari N, Jaoua S (1999) Production and characterization of metalloproteases synthesized concomitantly with d-endotoxin by Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki strain grown on gruel-based media. Enzyme and Microbial Technology 25(3): 364-371.