مطالعه کنترل زیستی شکوفایی جلبکی مضر با استفاده از باکتریهای دریایی بومی خلیج فارس در شرایط آزمایشگاهی

پدیده ای فزاینده، جهانی و دارای اثراتی شدید بر سلامت انسان، ساختار و عملکرد اکوسیستم و صنایع مختلف می باشد. کنترل زیستی این پدیده با استفاده از باکتریهای دریایی به عنوان یکی از روشهای مطرح در استراتژی مدیریت تلفیقی این پدیده مورد توجه می باشد. پروژه حاضر با هدف دستیابی به باکتریهای بومی عامل کنترل زیستی شکوفایی جلبکی مضر در خلیج فارس در مقیاس آزمایشگاهی برنامه ریزی و اجرا گردید. در این مطالعه نمونه برداری از رسوبات و آب دریا بصورت فصلی از ده ایستگاه واقع در مناطق ساحلی استان هرمزگان، چهار گونه اسفنج های دریایی و 3 گونه مرجان به عنوان منبع جداسازی باکتریهای عامل کنترل زیستی مورد مطالعه قرار گرفتند. بررسی الگوی فراوانی فصلی باکتریها در نمونه های آب و رسوب بیانگر کمینه فراوانی باکتریها در فصل زمستان و بیشینه آن در فصل بهار و تابستان بود. الگوی تنوع باکتریهای جداشده نشان داد تنوع زیستی بالاتری در نمونه های رسوب نسبت به نمونه های آب وجود دارد. فلور غالب باکتریها در رسوبات و آب شاملVibrionacea، Enterobacteriaceae ، Pseudomonadaceae و Bacillaceae بود درحالیکه در نمونه های اسفنج و مرجان بترتیب خانواده های Streptomycetaceae و Alteromonadaceae حضور غالبی نشان دادند. الگوی فعالیت جلبک کشی باکتریهای جداشده از منابع مختلف در مقابل گونه Cochlodinium polykrikoides به عنوان شاخص غربالگری بیانگر بیشترین نسبت جدایه های دارای فعالیت ضد جلبکی بالا (%90< ) در نمونه های اسفنج و مرجان بترتیب معادل 40% و 28% بود. سنجش فعالیت جلبک کشی متابولیت های ثانویه 30 جدایه منتخب بیانگر فعالیت جلبک کشی 26 جدایه با LC50 کمتر از mg/ml1 در مقابل C. polykrikoides بود. به منظور دستیابی به باکتریهای با طیف اثر انتخابی از استراتژی غربالگری مرحله ای در مقابل طیفی از ارگانیسم های مختلف استفاده گردید. از اینرو سنجش فعالیت ضد جلبکی جدایه های برتر در مقابل گونه های جلبکی مفید galbana Isochrysis و Chlorella vulgaris 9 جدایه فاقد سمیت گزارش شد. متابولیت های استخراج شده از بترتیب 90، 55 و 35 درصد جدایه ها در مقابل Candida albicans ، Aspergillus niger و Penicillium chrysogenum فعالیت ضد قارچی در محدوده µg/ml 64 تا 1024 نشان دادند. همچنین بترتیب 65، 40 ،80 و 25 درصد جدایه ها در مقابل باکتریهای Staphylococcus aureus،coli Escherichia و Micrococcus luteus و Pseudomonas aeroginosa فعالیت ضد باکتریایی متغیر از µg/ml 32 تا 1024 ارایه نمودند. بررسی سمیت متابولیت های ثانویه جدایه های منتخب در مقابل Artemia salina نشان داد 30 درصد تا غلظت µg/ml 1000 فاقد سمیت بودند. همچنین در آزمون سنجش میزان کشندگی لارو میگو 6 جدایه اثر سمیتی نشان ندادند. بررسی اثر سیتوتوکسیک متابولیت های ثانویه جدایه های برتر منتخب در مقابل رده سلولی انسانی HUVEC نشان داد 5 جدایه بدون اثر سیتوتوکسیک و یک جدایه سمیت پایینی بروز داد. در نهایت ادامه مطالعه روی این 6 جدایه برتر انجام شد. کینتیک رشد جدایه های برتر ارتباط تعداد باکتریها و فعالیت جلبکی کشی را در کشت توام نشان داد. همچنین مکانیسم فعالیت جلبکی کشی جدایه های برتر متاثر از متابولیسم ثانویه و ترشح عوامل زیست فعال تعیین گردید. نتایج شناسایی پلی فازی نشان داد جدایه های S 202،SP 149،SC 77 ، SP 158 و SC 41 بترتیب سویه های جدیدی از Streptomyces rochei ،Streptomyces olivaceus، Streptomyces cavourensis، Pseudomonas azotoformans، Vibrio alginolyticus بوده و جدایه W12 متعلق به Vibrio rotiferianus بود. مطالعات فیلوژنتیک سیر تکاملی، فاصله ژنتیکی و میزان واگرایی سویه های مورد بررسی را ارایه نمود. پروفایل و ماهیت شیمیایی متابولیت های ثانویه استخراج شده از 6 سویه منتخب طی غربالگری شیمیایی بیانگر حضور گروه های عاملی ترپنوییدی، فلاوونوییدی،پپتیدی، ایندول آلکالوییدی و فنولی در عصاره متابولیت های ثانویه مورد بررسی بود. ماهیت شیمیایی فراکسیون جلبک کش سویه های S 202،SP 149،SC 77 ، SC 41 ترپنوییدی یا فلاونوییدی ، سویه SP 158 فنولی و سویه W 12 پپتیدی شناسایی شد. پس از خالص سازی ترکیبات جلبک کش تولید شده با استفاده از روش های کروماتوگرافی لایه نازک،تهیه ای، ستونی و مایع با کارایی بالا زمان بازداری سویه های SC 41 و SP 149 58/10 و 00/11 دقیقه ثبت گردید. اجرای پروژه حاضر منجر به اکتشاف 6 سویه باکتری بومی خلیج فارس با فعالیت انتخابی در مقابلC. polykrikoides عامل اصلی شکوفایی اخیر جلبکی در خلیج فارس و دریای عمان گردید. این سویه های بومی از پیش نیازهای عوامل کنترل زیستی در شرایط آزمایشگاهی برخوردار بوده و می توانند به صورت بالقوه در محیط های دریایی یا مزارع و قفس های پرورش آبزی در مطالعات میدانی مطرح گردند. همچنین این پروژه درک جدیدی از الگوی پراکنش فصلی و تنوع زیستی باکتریهای قابل کشت در آب و رسوبات دریایی منطقه مورد مطالعه و همچنین الگوی فراوانی و تنوع زیستی باکتریهای قابل کشت در چهار گونه اسفنج و سه گونه مرجان بومی خلیج فارس را ایجاد نمود.واژه های کلیدی: کنترل زیستی، شکوفایی جلبکی مضر، باکتریهای دریایی ، Cochlodinium polykrikoides، خلیج فارس، ترکیبات جلبک کش