۲۲۲۰۲پ
per
جداسازی و شناسایی متابولیت‌های با ویژگی‌های بالقوه ضدمیکروبی قارچ‌های اندوفیت مرتبط با گونه-های درختی در جنگل‌های حاتم‌بیگ و فندقلو
Isolation and characterization of metabolites with potential antimicrobial properties from endophytic fungi associated with woody plant species in the Hatam-Baig and Fandoghlou forsets
/ابوالفضل نرمانی
: کشاورزی
، ۱۳۹۷
، میرزائی
۲۷۳ص
چاپی - الکترونیکی
دکتری
بیماری‌شناسی گیاهی گرایش قارچ‌شناسی و بیماری‌صهای قارچی گیاهان
۱۳۹۸/۰۴/۱۵
تبریز
امروزه ظهور بیمارگرهای مقاوم در برابر ترکیبات شیمیایی و آنتی‌بیوتیک‌صها و هم‌چنین اثرات جانبی مضر ترکیبات شیمیایی رایج مورد استفاده، از مشکلات پیش‌صروی بشر در کنترل بیماری‌ها گیاهی، انسانی و دامی می‌باشند .با این‌حال، استفاده از ترکیبات شیمیایی روش رایج مدیریت بیماری‌های گیاهی می‌باشد .به‌کارگیری مداوم ترکیبات شیمیایی منجر به بروز مقاومت در جمعیت بیمارگرهای گیاهی، به خطر افتادن سلامت مصرف کنندگان محصولات کشاورزی و دیگر تبعات منفی زیست‌محیطی می‌شود .بنابراین نیاز به استفاده از ترکیبات ضدمیکروبی جای‌گزین با منشاء طبیعی برای کنترل این نوع بیمارگرها ضروری می‌باشد .ترکیبات زیست‌فعال با منشاء طبیعی از منابع موفق مناسب برای تولید ترکیبات ضدمیکروبی می‌باشند، از این‌رو نیاز به یافتن ترکیبات زیست‌فعال طبیعی احساس می‌صشود .در این راستا، مشخص شده است که قارچ‌های اندوفیت گیاهان یک منبع امیدبخش برای تولید ترکیبات ضدمیکروبی می‌باشند .قارچ‌های اندوفیت بخشی یا همه چرخه زندگی خود را در داخل بافت میزبان و بدون ایجاد علایم ظاهری مشخص روی میزبان سپری می‌کنند .در مطالعات قبلی اثرات زیست‌فعالی متابولیت‌های ثانویه از طیف متنوعی از میکروارگانیسم‌ها مشخص شده است .با این وجود، تاکنون توجه اندکی به متابولیت‌صهای ثانویه قارچ‌صهای اندوفیت معطوف گردیده است .کشور ایران از تنوع اقلیمی و به تبع آن از تنوع زیستی قابل توجهی برخوردار می‌باشد .مناطق جنگلی ایران با پوشش گیاهی انبوه خود یک قطب بسیار غنی از تنوع گیاهان و کانونی برای تنوع گونه‌ای قارچی به شمار می‌روند .بر این اساس، پتانسیل استخراج ترکیبات ضدمیکروبی جدید از قارچ‌های اندوفیت ساکن در گونه‌های درختی در جنگل‌های ایران بالا می‌باشد .از این‌رو، به‌منظور جداسازی ترکیبات زیست‌فعال جدید، طی بهار و تابستان سال‌های ۱۳۹۴ و ۱۳۹۵ نمونه‌برداری از شاخه‌های چندساله، میوه و برگ گونه‌های گیاهی سالم و بومی مناطق جنگلی استان‌های آذربایجان شرقی و اردبیل انجام گرفت .جداسازی و خالص‌سازی قارچ‌ها مطابق با روش‌های معمول در بررسی اندوفیت‌ها صورت پذیرفت .در مجموع، تعداد ۴۷۳ جدایه قارچی اندوفیت به دست آمد .در نهایت، ۳۹۸ جدایه قارچی اندوفیت و ۱۱ جدایه متفرقه) بیمارگر گیاهی، اندوفیت دارواش (برای غربال‌گری از نظر تولید متابولیت‌های ثانویه قارچی انتخاب گردیدند .بعد از غربال‌گری اولیه جدایه‌های قارچی، پنج جدایه دارای پتانسیل بالای کنترل زیستی برای استخراج متابولیت‌ها در حجم بالا انتخاب شدند .هویت جدایه‌ها بر اساس داده‌های ریخت‌شناختی و توالی ناحیهrDNA- ITS، ژن‌های LSU و TEF تعیین گردید .به‌منظور به دست آوردن عصاره خام، تخمیر جدایه منتخب در محیط کشت‌های مربوط صورت پذیرفت .استخراج عصاره خام با استفاده از استون، متانول و اتیل استات انجام شد .جداسازی و خالص‌سازی ترکیبات با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارائی بالای تهیه‌ای و با حلال‌های) حلال۰.۰۵ TFA + B) ACNو) حلال۰.۰۵ TFA+ A) H۲Oانجام گرفت .شناسایی و تعیین ساختار ترکیبات با استفاده از طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) و طیف‌سنجی جرمی انجام شد .آزمون‌های ضدمیکروبی و سمیت سلولی متابولیت‌های جداسازی شده به ترتیب روی ۱۲ بیمارگر قارچی و باکتریایی و هفت سلول طبیعی و سرطانی پستانداران انجام گرفت .هم‌چنین اثرات ضدبیوفیلمی، ضدویروسی و ضدنماتدی نیز مورد ارزیابی قرار گرفت .در این تحقیق ۳۱ ترکیب خالص به همراه یک ترکیب مخلوط از پنج جدایه قارچی به دست آمد که از این میان ۱۳ ترکیب با نام‌های سوروتین A۴و سوروتین A۵ ازWilsonomyces carpophilus، سیتوسپورادیوئیک اسیدA ، سیتوسپورادیوئیک اسیدB ، سیتوسپوراکینونA ، سیتوسپوراکینونB ، سیتوسپوراکینون C و سیتوسپوراکینون D ازCytospora sp. CCTU A۳۰۹ ، ساکلازین A و ساکلازین B ازDaldinia sacchari ، کتوس‌ایزوایندولینون و کتوسیندانون از Chaetosphaeronema achilleae و یک مشتق کینونی از Preussia sp. CCTU A۲۶۷ برای اولین بار در دنیا شناسایی و معرفی گردیدند .نتایج آزمون زیست‌سنجی نشان داد که از بین ۳۲ ترکیب جداسازی شده، ۲۶ ترکیب اثرات ضدمیکروبی، ۱۷ ترکیب اثرات ضدتوموری، ۲۴ ترکیب اثرات ضدبیوفیلمی، پنج ترکیب اثرات ضدویروسی و هشت ترکیب اثرات ضدنماتدی نشان دادند .هم‌چنین در تحقیق حاضر برای اولین بار در دنیا موقعیت فیلوژنتیکی جدایه D. sacchari تعیین گردید و در نهایت دو جدایه از جنس Cytospora و سه جدایه از جنس Preussia بر اساس تلفیق داده‌های ریخت‌شناختی و مولکولی به‌عنوان گونه‌های جدید برای مایکوبیوتای دنیا معرفی می‌شوند
Today, the emergence of drug-resistant pathogens to chemical compounds and the occurrence of various side effects for the currently available drugs is a problem of human in the control of plant, human and animal diseases. The use of chemical pesticides is the common method of plant diseases management. The continuous use of synthetic pesticides leads to resistance in the plant pathogens population, endangers the health of consumers of agricultural products, and other negative environmental impacts. Therefore, the need for the use of alternative antimicrobial compounds of natural origin, is necessary to control this pathogens. Bioactive compounds of natural origin have been the most consistent successful sources for developing novel antimicrobial drugs; hence, there is an urgent need in exploration of natural products. In this regard, endophytic fungi have been shown to be a promising source of antimicrobial compounds. Endophytic fungi spend part or all of their life cycle inside the host tissue without any apparent symptoms. Biological activities of secondary metabolites from a diverse range of microorganisms have been demonstrated in many studies. However, so far little attention has been paid to the secondary metabolites of endophytic fungi. The main land of Iran has a significant diversity of climates and consequently of biodiversity. Iran's forested areas with its massive vegetation are a very rich variety of plants and are the focal point for a variety of fungal species. Accordingly, the potential of extraction of new antimicrobial compounds from endophytic fungi of tree species is high in Iranian forests. In this regards, in spring and summer 2015 and 2016 sampling were performed from symptomless shoots, firuts, leaves native plant spacies in East Azerbaijan and Ardabil forests in northwestern zone of Iran. Isolation and purification were performed in accordance with the usual methods for endophyte isolation. 473 idsolates were obtained. Finally, 398 fungal isolates of endophytes and 11 different isolates (plant pathogens, Viscum endophytes) were selected for the screening of the isolates for production of secondary metabolites. After screening, five isolates were selected for extraction for up-scaling. The identity of the isolates were confirmed based on morphological features and sequence data of ITS-rDNA regain, LSU and TEF gene. In order to prepare crude extract, selected isolates was fermented in the relevant culture medium. Crude extracts were obtained with acetone and EtOAc extraction. Fractionation and purification was performed by chromatographic techniques using ACN+0.05 TFA (solvent B) and H2O+0.05 TFA (solvent A). identification and structure elucidation were done by NMR and Mass spectrometery. Antimicrobial activities and cytotoxicity assays of the isolated metabolites were performed on 12 pathogens and seven normal and cancer cell lines, respectively. Also, Antibiofilm, antiviral and nematicidal activity were evaluated. The results showed that 31 pure compounds along with a mixture compounds were obtained from five fungal isolates, including 13 compounds with the names Pseurotin A4 and Pseurotin A5 from Wilsonomyces carpophilus, Cytosporadioic acid A, Cytosporadioic acid B, Cytosporaquinone A, Cytosporaquinone B, Cytosporaquinone C and Cytosporaquinone D from Cytospora sp. CCTU A309, Sacchalasin A, and Sacchalasin B from Daldinia sacchari, Chaetosisoindolinone and Chaetosindanone from Chaetosphaeronema achilleae and a quinone derivative from Preussia sp. CCTU A267 that were identified and introduced first time in the world. Also, bioassay results showed that among 32 isolated compounds, 26 compounds with antimicrobial activity, 17 compounds with antitumor activity, 24 compounds with antibiofilm activity, five compounds with antiviral activity and eight compounds with nematicidal activity were observed. Also, in the present study, the phylogenetic posisition of the isolate D. sacchari was determined for the first time in the world. Finally, two isolates of Cytospora and three isolates of Preussia species were identified as candidate to introduced as new species based on the combination of morphological and molecular data
Isolation and characterization of metabolites with potential antimicrobial properties from endophytic fungi associated with woody plant species in the Hatam-Baig and Fandoghlou forsets
نرمانی، ابوالفضل
Narmani, Abolfazl
بابای اهری، اسدالله، استاد راهنما
ارزنلو، مهدی، استاد مشاور
استادلر، مارک، استاد مشاور
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
