إنتاج البلاستيك الحيوي بواسطة البكتريا البحرية المعزولة من الساحل الجنوبي الغربي للمملكة العربية السعودية
مؤلف
عطيف، خلود بنت علي بن علي
الملخص
يمثل البحر الأحمر على طول ساحل المملكة العربية السعودية أحد البيئات الواعدة لإكتشاف مدى التنوع الحيوي للميكروبات القادرة على إنتاج البوليمرات الحيوية فيها. يعد البولي هيدروكسي بيوتيرات أحد أنواع البوليمرات الحيوية المستخدمة كبلاستيك صديق للبيئة ، القابل للتحلل والمستخدم في العديد من التطبيقات الغذائية والصناعية والطبية. تم الحصول على 47 عزلة بكتيريه بحرية من البيئات البحرية المختبره للبحر الأحمر (مياه البحر ، الرواسب ، وجذور أشجار المانجروف) حيث تم عزل 15 عزلة من ساحل المضايا و32 عزلة من ساحل المرابي باستخدام بيئة. تم إجراء فحص وصفي لإختبار قدرة العزلات البكتيريه علي إنتاج البولي هيدروكسي بيوتيرات بإستخدام كلاً من صبغة اسود سودان - ب و الأكريدين البرتقالي حيث اظهرت النتائج ان من بين 22 عزلة بكتيريه منتجة للبولي هيدروكسي بيوتيرات ، هناك ثمانية عزلات فقط أظهرت بوضوح حبيبات البولي هيدروكسي بيوتيرات داخل خلاياها. تم اجراء التعريف الجزيئي لأفضل ثمانية عزلات منتجة البولي هيدروكسي بيوتيرات بإستخدام التضاعف وتحديد التسلسل الجزيئي للجين rRNA 16S وقد أظهرت نتائج مقارنة التسلسل الجزيئي للجين 16S rRNA لهذة العزلات بالتسلسل الجزيئي للجين 16S rRNA المتوفرة في قاعدة بنك الجينات وكذلك تحليل النشوء والتطور الوراثي التعريف الدقيق للعزلات حيث تم التأكد من التصنيف الدقيق للعزلات.تم إجراء فحص كمي لتقييم قدرة الثمانية عزلات بكتيريه الواعدة علي إنتاج البولي هيدروكسي بيوتيرات من حيث أظهرت النتائج أن أعلي إنتاجية تم الحصول عليها للعزله P. xiamenensi (3.49 جرام / لتر) و العزله E. aquimaris (2.90 جرام/ لتر). تم دراسة تعزيز وزيادة إنتاج البولي هيدروكسي بيوتيرات بدراسة بعض العوامل البيئية والغذائية المؤثرة علي الإنتاج لكلا من العزلتين الواعدتين. تشير النتائج إلي أن أقصي إنتاجية بواسطة P. xiamenensis كانت بعد 96 ساعة من التنمية في مرحلة النمو الثابت عند درجة اس هيدروجيني 7.50 ، وحرارة تحضين 35 درجة مئوية ، 4? ملح مع نسبة كربون إلي نيتروجين 18.4:1 من ناحية أخرى ، كان افضل إنتاج للبولي هيدروكسي بيوتيرات بواسطة E. aquimaris عند إستمرارية التخمير لمدة 120 ساعة عند اس هيدروجيني 8.0 ، ودرجة حرارة تحضين 35 درجة مئوية ، وتركيزملح 2 ? ، و نسبة كربون إلي نيتروجين 9.2 :1. أظهرت النتائج أيضاً ان كل من الجلوكوز والببتون يعدان أفضل مصادر الكربون والنيتروجين لكلا العزلتين. أظهرت النتائج أن تراكم البولي هيدروكسي بيوتيرات في كلا العزلتين كان مرتبطة بالنموالبكتيري. وصل الإنتاج الأمثل للبوليمر إلى 2.61 ضعف لـ P. xiamenensis و 2.1 ضعف لـ E. aquimaris مقارنة بالإنتاجيه قبل دراسة الظروف المثلي للإنتاج. طيف الأشعة تحت الحمراء للبوليمر الحيوي المستخلص تظهرالحزم الأمتصاصية للمجموعات الوظيفية كالهيدروكسيل و الميثيل ومجموعة كاربونيل الأستر. أظهر طيف الأشعة فوق البنفسجية أمتصاص عالي عند طول موجي 235 نانوميتر دلالة على وجود حمض الكرونيك ، كما أظهر طيف الرنين النووي المغناطيسي حزم تدل على وجود مجموعات الميثيل والميثيلين المرتبطة بمجموعة الكربونيل والتي تم التأكد من وجودها بواسطة طيف الرنين النووي المغناطيسي الكربوني . تم التأكد من وجود مشتقات لحمض البيوتانويك في طيف كروماتوجرافيا الغاز المقترن مع مطياف الكتلة. أثبتت هذة النتائج أن البوليمر الحيوي المستخلص في هذة الدراسة هو بوليمر استر هيدروكسي حمض البيوتيرات. وفي الختام ، تظهر نتائج الدراسة أن البحر الأحمر يمثل مستودعاً بيولوجياً واعداً للسلالات البكتيرية المنتجة للبوليمرات الحيويه مثل البولي هيدروكسي بيوتيرات ذو الأهمية البيئية والصناعية والصحية كبلاستك حيوي حيث يعد هذا التقرير هوالأول لعزل P. xiamenensis و E. aquimaris بوصفهما منتجين للبولي هيدروكسي بيوتيرات والذي يمكن استخدامها كسلالات مرشحة للإنتاج التجاري
ملاحظة
إشراف : د. سليمان عبدالله احمد آل رمان.
