Department of Botany

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 65
  • Item
    Production of Prodigiosins Pigments from Streptomyces Isolates with Potential Antibacterial, Antioxidant and UV Protective Effect
    (University of Khartoum, 2020) Salma Rahmah Mohamed EL-rehaimah
    Abstract The aim of this study was to examine the potential bioactivity of red to violet prodigiosine or prodigiosine-like biopigments produced by locally isolated and identified Actinomycetes, mainly, Streptomyces spp. Using the Starch Casein Nitrate Agar (SCNA), Actiomycetes isolates were recovered from 25 soil samples collected from 17 different locations in five states, Sudan. The isolates were morphologically and biochemically characterized, then were primarily screened for biopigment production, relaying on their appearance on SCNA vs. MSA (Manitol Soy Agar) media. The ten highest pigment producing isolates were further identified to the molecular level using the 16S rRNA sequencing technique. The produced pigment was quantified and identified using standard methods and its structural identification was done using the LC.MS/MS techniques. The pigment production enhancing parameters (medium type, incubation period, temperature and pH) were optimized. Moreover, the biological activities of the pigment was tested for the ten high yielding isolates, these include: antibacterial activity against E. coli, Salmonella Typhi, Klebsiella sp. (Gram negative) and Staphylococcus aureus (Gram positive) bacteria; UV protective properties and antioxidant activity by using DPPH-scavenging assay. The results revealed the followings: 78 isolates were characterized as Actinomycetes isolates given a code No. from 1401 up to 1478. Thirty isolates of these were identified and quantified as prodigiosene producers. Depending on their PUC value (Prodigiosine unit per cell), which ranged between 339502 – 9006, the ten highest pigment producing isolates (No. 1441, 1428, 1429, 1422, 1427, 1423, 1413, 1442, 1421 and 1436) were descending designated as S1 to S10 and they were all molecularly identified as tentative Streptomyces spp. (S. coelicolor, S. rubrireliat, S. lividans and S. griseus). The LC.MS/MS structural profiling showed that nine of ten pigment extracts (produced by S2 –S10) were belong to prodigiosene family while the tenth (produced by S1) was classified as pyrovilin. Five representative extracts which produced by S2, S3, S4, S5 and S9 were, respectively, identified as 2- methyl-3-butyl prodiginine (310M/Z); 2-methyl-3-hexyl prodiginine (338M/Z); 2-methyl -3- heptylprodiginine (352M/Z); 2-methyl -3-octyl prodiginine (366M/Z) and 2-methyl-3-nonyl prodiginine (380M/Z). TSB medium; pH of 7-8; temperature at 40° C and incubation for seven days were found to be the optimum growth parameters enhancing pigment production. The agar disk diffusion method revealed that the minimum (14mm) and maximum (39mm) inhibitory zones were both reported against E. coli. It was also concluded that, both the autopigmented strains (prodigiosine producers) and addition of pure extracted pigment to prodigiosine nonproducing strains, provide UV protection for that isolates. Moreover, the DPPH scavenging activity of the pigment extracted from the ten isolates ranged between 40 and 89%. Future work should focus on xi the large scale production of the pigment production by Streptomyces spp. under the optimum conditions. Finally, the antitumorprofiling of the ten identified pigment extracts could be also studied. الهدف من هذه الدراسة هو فحص النشاط الحيوي المحتمل للبروديجيوزين المتدرج من االحمر والى البنفسجي أو الصبغات بالبرويجيوزين التي تنتجها البكتريا الشعاعية المعزولة والمعّرفة محلياً الحيوية الشبيهة , وبشكل رئيسي عينات االستربومايسيس. باستخدام الوسط الغذائي هالم نترات نشا الكازين (SCNA (فقد تم الحصول على عزالت للبكتريا الشعاعية ثم بخمسة واليات سودانية. تم توصيف العزالت مورفولوجياً وبيوكيميائياً من 25 عينة تربة جمعت من 17 موقعاً مختلفاً ة وذلك اعتمادا ا على النمو في ً أجرى لها فحص ابتدائي بغرض التعرف على امكانية إنتاجها لالصباغ الحيوي على قدرته الوسط الغذائي SCNA مقابل عدم مقدرتها على ذلك في الوسط الغذائي MSA( مانتول صويا آجار(. تم تصنيف اعلى عشر عزالت منتجة للصبغة على المستوى الجزيئي باستخدام تقنية التتابع النيوكليتيدي للــ rRNA 16S .تم تحديد كمية ونوعية الصبغة ال ُمنتَجة باتباع االساليب القياسية كما تم تعريفها الهيكلي باستخدام تقنيات MS/MS- LC( مطياف الكتلة اللوني السائل(.تم ضبط معامالت انتاج الصبغة )نوع الوسط الغذائي وفترة حضانة البكتريا ودرجة الحرارة واالس الهيدروجيني للوسط( لتحسين االنتاجية. عالوة على ذلك فقد تم اختبار النشاط الحيوي لصبغات العزالت العشرة االعلى انتاجية ويشمل هذا: نشاط الصبغة المضاد للبكتريا سالبة الجرام ( .sp Klebsiella, Typhi Salmonella,coli.E (وموجبة الجرام (aureus Staphylococcus (؛ خصائصها الواقية من االشعة فوق البنفسجية ونشاطها المضاد لالكسدة باستخدام طريقة مقايسة الكسح DPPH .أظهرت النتائج اآلتي: تم تصنيف 78 عزلة على انها عزالت اكتينوماسيس و اعطيت الرقم من 1401 وحتى 1478 .تم تحديد ثالثين عزلة من هذه المعزوالت بشكل ابتدائي وقياسها كُمْنتِجة للبروديجيوزين. اعتماداً على قيمة PUC( وحدة البروديجيوزين لكل خلية(، والتي تراوحت في المدى ما بين 339502 و 9006 فقد تم تصنيف العزالت االعلى من، بالتتابع ،1436 و 1421 ،1442 ،1413 ،1423 ،1427 ،1422 ،1429 ،1428 ،1441( للصبغة انتاجية ً S1 تنازليا( Streptomyces.spp. (S. coelicolor ; S. rubrireliat ; S. lividans ًجميعا انها علىً جزيئيا تحديدها وتم S10 وحتى (griseus.S and اظهر التنميط الهيكلي باستخدام تقنية مطياف الكتلة اللوني السائل أن تسعة من المستخلصات الصباغية العشرة ) والتي انتجتها العزالت S10-S2 ) تنتمي جميعها لعائلة البروديجيوزين بينما المستخلص العاشر )والذي انتجته العزلة S1 ) بيروفيلين. تم تحديد خمسة مقتطفات تمثيلية، والتي تم انتاجها بواسطة العزالت S2 وS3 وS4 وS5 و S9 ، على التوالي، بانها 2-ميثيل-3 -بيوتيل البروديجيونين (Z/310M (و 2 -ميثيل- 3 -هكسيل البودجيونين (Z/338M (و 2-ميثيل- 3- هيبتيل البرودجيونين(Z/352M (و2 -ميثيل- 3 -أوكتيل البرودجيونين (Z/366M (و 2-ميثيل- 3- نونيل البرودجيونين (Z/380M .(تبين ان تزريع البكتريا بالوسط الغذائي TSBذي األس الهيدروجيني 7-8 عند درجات الحرارة °40 مئوية مع التحضين لمدة سبعة ايام تمثل الوصفة المثلى من العوامل للحصول على اعلى انتاجية من الصبغة. اوضحت طريقة انتشار قرص الهالم المستغلة في دراسة النشاط الحيوي للصبغة ضد البكتريا الممرضة، ان أدنى )14مم( وأعلى )39مم( نطاق تثبيطي قد سجال ضد االشريكية القولونية. كما أنه قد تم استنتاج أن كالً من السالالت ذاتية الصبغة )منتجة للبروديجيوزين( وإضافة الصبغة المستخلصة النقية إلى سالالت غير منتجة للبروديجيوزين، توفر وقاية من األشعة فوق البنفسجية لتلك العزالت.عالوة على ذلك، فقد تراوحت فعالية المسح PPDH للصبغة المستخرجة من العزالت العشر بين 40-89 .%يجب أن يركز العمل المستقبلي على إنتاج الصباغ على نطاق واسع بواسطة .spp Streptomyces تحت ظل . أخيرا مكن كذلك اختبار النشاط المضاد للسرطان لمستخلصات المقياسة الحيوية
  • Item
  • Item
    Chemical Remediation of Heavy Metals Effects by Salicylates on Two a mays L.4لCultivars of Ze
    (University of Khartoum, 2020) Nagum Hashim Elzain Mohammed
    Abstract The study investigated the effect of heavy metals on growth and metabolism of two Zea mays L. Cultivars (Hudeiba 1 & Hudeiba 2Chemical remediation with salicylates was also studied. Z.mays seeds were obtained from the Agricultural Research Corporation,Wad Medani.The germination percentage was tested under laboratory and field conditions. The salicylates were applied as foliar spray. Relative water content( RWC),chlorophyll a &b ,nitrate content, soluble sugars, crude protein , soluble protein , amylase , catalase and nitrate reductase (NR) activities were determined using standard methods. The obtained data were analysed using one way analysis of variance. The results show that Cu,Cd,Pb , Hg and Mn treatments reduced the percentage germination of cv. Hudeiba 1 seeds ( 16.6%) with Cd and cv. Hudeiba 2 seeds (23.3%) with Mn. RWC of the two cultivars was reduced in most treatments except in cv.Hudeiba 2 where an increase recorded in Mn treated seedlings. Cd caused a significant reduction in RWC. Salicylic acid application failed to nullify the adverse effect of heavy metals with the exception of cv. Hudeiba 1 treated with Pb and cv. Hudeiba 2 treated with Mn.Different responses were recorded when acetyl salicylic acid and methyl salicylate were used. Heavy metal treatments increased chlorophyll a in cv. Hudeiba 1 especially in Hg treated plants,while Pb reduced the chlorophyll content in cv. Hudeiba 2. Mn and Cu treatments resulted in an increase the chlorophyll content in this cultivar.All other treatments did not affect chlorophyll a in cv. Hudeiba 2.A significant difference in the nitrate content of leaf and root tissues in all treatments except in leaf treated with Mn in cv. Hudeiba 1, Pb treatment in this cultivar increased the level of nitrate in both leaf and root tissues.Cultivar Hudeiba 2 heavy metal treated plants showed high nitrate content in leaf and root tissues. Salicylates application resulted in an increased nitrate content in cv. Hudeiba 2 treated with Cu, Pb, Hg and Cd.A significant increase in nitrate content in root treated with Pb was recorded (1.251µg/ml).Acetyl salicylic acid increased nitrate content in leaf and decreased its content in roots in all treatments in cv.Hudeiba 1, while in cv. Hudeiba 2 a significant increase (0.191-0.205µg/ml)in nitrate content in leaf and a decrease in nitrate content in root in all treatments. Methyl salicylate reduced the nitrate content significantly in both leaf and root in cv. Hudeiba 1,while cv. Hudeiba 2 treated with Cu,Cd,and Hg showed and increased nitrate content, but Pb and Mn caused a decrease in nitrate content. A reduction in sugar content in cv. Hudeiba 1 treated with Cu and Mn. Heavy metals treatment resulted in an increase in the soluble sugar content in cv. Hudeiba 2. Heavy metal treatments increased leaf crude protein in cv. Hudeiba 1(3.47-3.80%) and cv.Hudeiba 2 (3.48-3.80%).Salicylic acid application almost doubled the amount of crude protein in cv.Hudeiba 1 (6.20-6.36%) and cv. Hudeiba 2 (6.00-6.50%).Heavy metals treatment reduced the amount of soluble protein in cv. Hudeiba 1,while Hg and Mn increase the soluble protein content in cv. Hudeiba 2 (0.296_0.280mg/ml ) respectively. The amylase activity increased in cv. Hudeiba 1 treated with heavy metals. Also in cv. Hudeiba 2 a significant increase (0.445mg/ml) was recorded in Cd treated plants. Cu, Hg and Mn caused a slight reduction in amylase activity, but a significant reduction (0.225mg/ml) was recorded after Pb treatment.Catalase activity increased in seeds of cv. Hudeiba 1 treated with Cu and Hg, while Pb reduced significantly enzyme activity in the seeds of this cultivar. NR activity increased in root than in leaf in the two cultivars. Salicylic acid application caused an increase in NR activity in cv.Hudeiba 1 leaf and root tissues.Cu,Cd,Hg and Mn caused a significant reduction in NR activity in cv.Hudeiba 2.Application of salicylic acid did not reverse the effect of heavy metals,but a significant increase in NR activity was recorded after Pb treatment. Acetyl salicylic acid caused an increase in NR activity in leaf of cv.Hudeiba 1 treated is Cu,Cd and Hg,but Pb and Mn caused a significant reduction in the enzyme activity in cv.Hudeiba 2.A significant increase in NR activity in leaves treated with Cu,Mn and Pb was recorded respectively.NR activity in leaf treated with Cd and Hg decreased significantly. Cu,Cd,Hg and Mn treatments decreased NR, while Pb increased the enzyme activity in root.Methyl salicylate application increased NR in Cu,Pb,Hg and Mn treated cv.Hudeiba1 leaf and a reduction in Cd treated leaf was recorded.All heavy metals treatments increased the NR activity in root except in Cu treatment.Methyle salicylate resulted in a significant reduction in NR activity in Cu,Cd and Hg,while in cv.Hudeiba 2 plants treated with Pb and Mn, The NR activity in the leaf was not affected. A significant increase in root tissues of Pb and Mn treated plants ,while a significant reduction in NR activity in Cu,Cd and Hg treated plant root. المستخلص بحثت الدراسة في تأثير المعادن الثقيلة على النمو والأيض في صنفين من الذرة الشامية (حديبة 1 و حديبة 2) وايضا دراسة المعالجة الكيمائية بإستعمال السيلسيلات. تم الحصول على الذرة الشامية من هيئة البحوث الزراعية بواد مدني. اختبرت النسبة المئوية للإنبات في المختبر وتحت ظروف الحقل. استعملت السيليسيلات كرذاذ ورقي. قدرت نسبة المحتوى المائي، محتوى الكلوروفيل (أ) و(ب) ، محتوى النيترات، والسكر الذائب، والبروتين الخام والبروتين الذائب وتحديد نشاط انزيم الأميليز والكاتليز والنتريت ردكتيز. حددت المتغيرات بإستعمال طرق قياسية. حللت المعطيات بإستعمال . ANOVA أوضحت النتائج إن المعاملة بالنحاس والكادميوم والرصاص والزئبق والمنجنيز قد خفضت النسبة المئوية للإنبات في الصنف حديبة 1 (%16.6) عند استعمال الكادميوم وفي الصنف حديبة 2 (%23.3) عند استعمال المنجنيز. انخفض المحتوى المائي في الصنفين ماعدا في الصنف حديبة 2 التي اظهرت زيادة عند معاملة البادرات بالمنجنيز وق تسبب الكادميوم في انخفاض المحتوى المائي. فشل حمض السالسيلك ومشتقاته في معالجة الأثار السالبة للمعادن الثقيلة ما عدا في الصنف حديبة 1 الذي عومل بالرصاص والصنف حديبة 2 الذي عومل بالمنجنيز. سجلت استجابات مختلفة عندما استعمل حمض استايل سالسيلك وسيلسيلات الميثيل. ازداد محتوى كلوروفيل (أ) في الصنف حديبة 1.وخاصة في المعاملة بالزئبق، في حين انخفض محتوى الكلوروفيل في الصنف حديبة 2 بعد المعاملة بالرصاص. نتجت عن المعاملة بالمنجنيز والنحاس لإرتفاع محتوى الكلوروفيل في هذا الصنف. لم تؤثر جميع المعاملات الأخرى في محتوى كلوروفيل (أ) في الصنف حديبة 2. أدت جميع المعاملات لفروقات معنوية في محتوى النيترات في أنسجة الورقة والجذر ماعدا في الورقة التي عوملت بالمنجنيز في الصنف حديبة 1، المعامله بالرصاص في هذا الصنف أدت لزيادة مستوى النترات في كل من انسجة الورقة والجذر.اوضحت معاملة الصنف حديبة 2 بالمعادن الثقيله بارتفاع محتوى النيترات في أنسجة الورقه والجذر. نتج عن إستعمال السيلسيلات إرتفاع محتوى النيترات في الصنف حديبة 2 التي عوملت بالنحاس، والرصاص، والزئبق والكادميوم. سجلت زيادة معنوية في محتوى النيترات في الجذر الذي عومل بالرصاص (g/mlµ1.251). أدى إستعمال حمض استيل سالسيلك لإزدياد محتوى النيترات في الورقه وإنخفاضه في الجذور في جميع المعاملات في الصنف حديبة1. في حين معاملة الصنف حديبة2 نتج عنها إرتفاع معنوي (g/mlµ0.191-0.205) في محتوى النيترات في الورقة وإنخفاض في محتوى النيترات في الجذر في كل المعاملات. أدى إستعمال سيلسيلات الميثيل الي إنخفاض معنوي في محتوى النيترات في ورقة وجذر الصنف حديبة1، في حين الصنف حديبة2 الذي عومل بالنحاس، والكادميوم والزئبق أظهر زيادة في محتوى النيترات، ولكن معاملة الرصاص والمنجنيز أدت لإنخفاضه. كما إنخفض محتوى السكر الذائب في الصنف حديبة1 بعد المعاملة بالنحاس والمنجنيز، إرتفع محتوى السكر الذائب في الصنف حديبة2 بعد المعاملة بالمعادن الثقيلة.نتج عن المعاملة بالمعادن الثقيلة إرتفاع في البروتين الخام في ورقة الصنف حديبة1 ( %3.80-3.47) والصنف حديبة 2 (%3.80-3.48). أدي إستعمال حمض السالسيلك لتضاعف كمية البروتين الخام في الصنف حديبة1(%6.36-6.20) والصنف حديبة2 (%6.50-6.00). إنخفض محتوى البروتين الذائب بعد المعاملة بالمعادن الثقيلة ما عدا المعاملة بالنحاس في الصنف حديبة1، كما أدت المعاملة بالزئبق والمنجنيز في الصنف حديبة2إلي زيادة في محتوي البروتين(0.280-0.296mg/ml)علي التوالي.ازداد نشاط الانزيم اميليز في الصنف حديبة1 بعد المعاملة بالمعادن الثقيلة.ايضا الصنف حديبة 2 وجدت زيادة معنوية (0.445mg/ml)عند المعاملة بالكادميوم.تسببت المعاملة بالنحاس،والزئبق والمنجنيز لتثبيط نشاط الاميليز وقد أدت المعاملة بالرصاص لتثبيط معنوي( (0.225mg/mlإزداد نشاط إنزيم الكاتليز في البذور في الصنف حديبة1 بعد المعاملة بالنحاس والزئبق في حين إنخفض نشاطه بعد معاملة هذا الصنف بالرصاص. إرتفع نشاط إنزيم نيترات ردكتيز في الجذر مقارنة بالورقة في الصنف حديبة1،وبالمثل كان نشاط الإنزيم في الصنف حديبة2 التي عوملت بالمعادن الثقيلة.تسبب إستعمال حمض السالسليك في إزدياد نشاط النيترات ردكتيز في أنسجة ورقة وجذر الصنف حديبة1.نتج عن المعاملة بالنحاس والكادميوم والزئبق والمنجنيز إنخفاضا معنويا في نشاط إنزيم نيترات ردكتيز في الصنف حديبة2 وقد فشل حمض السالسيلك في إزالة أثر المعادن الثقيلة، وتسببت المعاملة بالرصاص لإزدياد نشاط الإنزيم في هذا الصنف. نتج عن إستعمال حمض أسيتايل سالسيلك إزدياد في نشاط إنزيم نيترات ردكتيز في ورقة الصنف حديبة1 التي عوملت بالنحاس والكادميوم والزئبق ولكن المعاملة بالرصاص والمنجنيز أدت إلى إنخفاض معنوي في نشاط الإنزيم في الصنف حديبة2، هناك زيادة معنوية في نشاط النيترات ردكتيز في الاوراق التي عوملت بالنحاس والمنجنيز والرصاص علي التوالي. سجل إنخفاض غير معنوي في نشاط النيترات ردكتيز في الورقة عند المعاملة بالكادميوم والزئبق.أدت المعاملة بالنحاس والكادميوم والزئبق والمنجنيز الى إنخفاض نشاط الانزيم ، في حين المعاملة بالرصاص أدت الى نشاط الإنزيم في الجذر. زاد إستعمال المثيل سالسيلات من نشاط النيترات ردكتيز في اوراق النباتات التي عوملت بالنحاس والرصاص والزئبق والمنجنيز في الصنف حديبة1. سجل إنخفاض في نشاط الإنزيم في أوراق النباتات التي عوملت بالكادميوم.زاد نشاط النيترات ردكتيز في الجذر في جميع المعاملات بالمعادن الثقيلة ما عدا عند إستعمال النحاس. نتج عن إستعمال الميثيل سالسيلات في الصنف حديبة2 تثبيط في نشاط النيترات ردكتيز في النباتات التي عوملت بالنحاس والكادميوم والزئبق. كما أدت معاملة الرصاص والمنجنيز الى نتائج مماثلة في اوراق النبات الحكم.سجل إرتفاع معنوي في نشاط الإنزيم في جذر النباتات التي عوملت بالرصاص والمنجنيز وقد نتج تثبيط معنوي في نشاط النيترات ردكتيز في الجذر بعد المعاملة بالنحاس والكادميوم والزئبق.
  • Item
    Seed Bank Content of Soil Samples from Collected Different Habitats in Khartoum and EL Gegziera States
    (University of Khartoum, 2018) Khalda Hamid El Shahid Hassan
    Abstract The objective of this study was to investigate seed bank composition, viability of buried seeds and it's contribution to aboveground plant community of different soil samples collected from five locations representing different agricultural practices. These included blue Nile bank along University of Khartoum side, Shambat, Sunt forest, an agricultural field in Gezira scheme and a selected site in the semi-desert of North Omdurman city. Seedling emergence and soil sieving method were used to meet these objectives. Soil sieving method was applied using samples taken at 5, 10 and 15 cm depths. The soil was passed through two sieves of 1.981 and 0.165 mm mesh. Seeds were collected and sown in pre-sterilized sand soil, contained in pots, and irrigated regularly. Seed viability was determined by Calcium chloride method. Germinated seedlings were examined, classified by classical methods, physical and chemical properties of soils were examined and data generated were analyzed statistically by ANOVA. The total numbers of plant species identified using the two methods were 18, belonging to 13 families. By the Seedling-emergence method only three species were revealed viz Cynodon dactylon, Cyberous rotundus and Amaranthus species. However, by the Seed sieving method, 15 different species belonging to the genera Sorghum, Zea mays, Medicago, Glycine, Arachis, Solanum , Ipomoea, Polygonum, Abutilon, Prosopis, Acacia, Cyperuss, Sesamum, Colocasia, and Striga were revealed. Gezira and Shambat locations showed the highest species number (eight and six, respectively) compared to the blue Nile (Nile bank) and Sunt forest for which four and two species were recorded, respectively. However, no contribution of soil seed bank to the aboveground vegetation was detected in North Omdurman location. In all locations, depths of 10 cm and 15 cm contained more seeds compared to a depth of 5 cm. Comparing the composition of the aboveground vegetation with seed bank composition, it was found that more than 90% of the soil seeds were represented and that 75% of the detected seeds were viable. Also, it is clear that soil pH was high in North Omdurman locality compared to other studied sites. Soluble cations (Ca+2, Na+ and Mg+2) were significantly (p≤ 0.05) low in El Sunt forest compared to Shambat and Gezira. It was found that there were significant differences (p ≤0.05) in seed diversity among the five sites studied. The high number of the viable seeds detected in Gezira , Shambat , Nile bank is considered as an excellent reservoir for recruiting aboveground vegetation. It is recommended that soil enrichment in North Omdurman to be carried out by the Department of Range Management through scattering of seeds by airplanes. المستخلص الهدف من هذه الدراسة هو استكشاف مكونات محتوي وحيوية البذور المتاحة داخل التربة ومدي اسهامها في مكونات الغطاء النباتي فوق التربة وذلك من عدة عينات اخذت من خمسة مواقع تمثل عمليات زراعية مختلفة وتشمل المناطق التالية: شاطئ النيل الأزرق , بما حاذاه جامعة الخرطوم، شمبات، غابة السنط، حقل زراعي في مشروع الجزيرة واخيرا موقع مختار في المنطقة شبه الصحراوية في شمال امدرمان. استخدمت طريقتين لتحقيق هذا الهدف : انبات البذور, ونخل التربة باستخدام عينات من التربة أخذت من اعماق متتالية 5 و 10 و15 سنتيمتر .مُررت التربة خلال غربالين ذوي فتحات قطرهما 1.981 و 0.165 مليميتر. جمعت البذور وزرعت في تربة رملية معقمة سلفا في اصائص فخارية وتمت سقايتها بصورة منتظمة. حددت حيوية البذور باستخدام طريقة كلوريد الكالسيوم وتم فحص البادرات وتنصيفها باستخدام الطرق التقليدية لتصنيف النبات وكذلك فُحصت الخواص الفيزيائية والكيميائية للتربة ثم جُمعت المعلومات وتم تحليلها احصائياً باستخدام طريقة تحليل التباين.كان إجمالي عدد الأنواع النباتية المتعرف عليها باستخدام الطريقتين18 نوع ينتمون إلى 13 عائلة. اوضحت طريقة ظهور البادرة ثلاثة أنواع فقط هي النجيليات و السعدة و لسان الطير بينما أظهرت طريقة نخل التربة 15 نوع مختلف تنتمي لأجناس ابو سبعين، الذرة الشامية، البرسيم، الفول السوداني، فول الصويا، الجبين ،الحنتوت، الصفصاف ،القرقدان ،المسكيت، السنط،السعدة، السمسم،اضان الفيل،البودا. أظهر موقعا الجزيرة وشمبات أعلى عدد من الأنواع (8 و 6 نوع على التوالي) مقارنةً بالنيل الأزرق وغابة السنط حيث تم رصد أربعة أنواع و نوعين, على التوالي. بينما لم يتم الكشف عن أي مساهمة لمستودع البذور في شمال امدرمان في الغطاء النباتي فوق الأرض. في جميع المواقع, احتوى عمق 10 و15 سم على بذور أكثر مقارنة بعمق 5 سم.عند مقارنة تكوين الغطاء النباتي فوق الأرض مع تركيب مخزون البذور وجد أن أكثر من 90% من بذور التربة ممثلة في هذا الغطاء وأن 75% من هذه البذور قابلة للإنبات. أتضح أيضاً أن درجة حموضة التربة مرتفعة في محلية شمال امدرمان مقارنة بالمواقع الأخرى المدروسة. كان تركيز الكاتيونات الذائبة (أيون الكالسيوم، أيون الصوديوم، أيون الماغنسيوم) منخفض بشكل ملحوظ (P ≤ 0.05) في غابة السنط مقارنة مع شمبات والجزيرة. وجدت اختلافات معنوية (P ≤ 0.05) في تنوع البذور بين المواقع الخمسة المدروسة. يعتبر العدد المرتفع للبذور القابلة للإنبات في الجزيرة وشمبات والنيل الأزرق بمثابة مستودع ممتاز يمكن استخدامه لإعادة تكوين كساء خضري جديد. لتخصيب التربة في منطقة شمال امدرمان يوصى بنثر البذور بواسطة الطائرات وذلك بالاستعانة بقسم أدارة المراعي.
  • Item
    Chemical Profile and Antimicrobial and Antioxidant Activities of Endophytic Fungi Extracts Associated with Acacia nilotica (L.) Willd. Ex Delile Subsp. nilotica (Mimosaceae)
    (University of Khartoum, 2021) Elham Abd El Rahman Mohamed Kheir
    Abstract Endophytes are living organisms that colonize plant tissues and do not cause symptoms of disease. Endophytic fungi are considered as a source of novel biologically active compounds with wide range of applications such as antimicrobial and antioxidants agents or as alternative source of compounds originally isolated from higher plants. This study aimed to isolate endophytic fungi residing in the tissues of Acacia nilotica (L.) Willd. Ex Delile grown in the campus of University of Khartoum and the Nile Street. The antimicrobial and antioxidant activities of the isolated endophytic fungi extracts were evaluated and their chemical constituents were also determined. The endophytes were isolated after surface sterilization of the leaves, fruits and twigs of the host plant. The fungal isolates were cultured in potato dextrose agar medium. Extracts were prepared by maceration of cultures as well as the host plant parts in ethyl acetate and methanol respectively. Antimicrobial activity investigation was carried out against Gram positive (Bacillus subtilis and Staphylococcus aureus) and Gram negative (Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa) bacteria and two fungal species (Candida albicans and Aspergillus niger) using the disc diffusion method. Antioxidant activity was evaluated by their scavenging activity of the stable 1, 1-diphenyl-2-picryl hydrazyl (DPPH) radical. Chemical constituents of extracts were determined by colorimetric and chromatographic techniques including thin layer chromatography (TLC) and high-performance liquid chromatography (HPLC). The polyphenolic, flavonoid and tannin contents were also determined. Optimization of the growth conditions using the one-at-a time procedure was performed for the most active endophytic fungus. A total of thirteen endophytic fungi were isolated and morphologically identified from different A. nilotica tree parts; four isolates from the leaves, three from the fruits and six from the twigs. Twelve isolates (92%) belonged to Ascomycota and only one (8%) belonged to Zygomycotina. Results of antimicrobial activity showed that 38.3 % of the endophytic fungal extracts were able to exhibit antimicrobial activity with inhibition zones diameters ranging from 11 to 30 mm. The highest activity was observed for the ethyl acetate and methanolic extracts of Alternaria sp. (30 mm) against A. niger and C. albicans. In addition, 31% (8/26) of endophytic fungal extracts displayed DPPH radical scavenging activity with inhibition values ˃ 50%. The highest scavenging activity was exerted by the methanolic extract of Aspergillus terreus 1 (IC50 0.132 mg/ml). A good positive correlation was observed between the DPPH scavenging activity and the polyphenolic (R2 = 0.704) and flavonoid (R2 = 0.627) contents of the endophytic fungal extracts. The phenolic profiles of the extracts of the potential endophytic fungi (16/26), using 13 standard compounds, showed that there were gallic acid - rich endophytes including A. terreus 1, Emericella sp.1, Emericella sp.2, Chaetomium sp. and Chrysosporium sp. and Naringenin – rich endophytes namely, Curvularia sp., Alternaria sp., Mucor sp., A. flavus. Fusarium sp. and Phoma sp. Optimization experiments were carried out for the endophytic fungus A. terreus 2. Results showed that the optimum condition for production of high biomass of A. terreus 2 with potential antimicrobial capacity was cultivation of this endophytic fungus in potato dextrose broth medium with pH adjusted at 7 and temperature of 40° C or it can be cultured in mineral medium rich in glucose and ammonium chloride or peptone with pH adjusted at 7 and temperature of 40° C. The best solvent for extraction of bioactive metabolites was ethyl acetate. In conclusion, Acacia nilotica endure a wide spectrum of endophytic fungi producing metabolites with promising antimicrobial and antioxidant activities. Further investigations of these endophytic fungi extracts could lead to the identification of metabolites with the potential to treat some fungal and bacterial infections and complications associated with oxidative stress. الخلاصة الإندوفايت هي كائنات حية تعيش داخل أنسجة النبات من غير أن تتسبب في أي أعراض مرضية للنبات. تعتبر الإندوفايت الفطرية مصادر لمركبات جديدة نشطة حيويا لها تطبيقات متعددة كمضادات للميكروبات و كمضادات للأكسدة وكبدائل لمركبات تنتج اصلا من النباتات. هدفت هذه الدراسة لعزل الإندوفايت الفطرية التي تعيش داخل أشجار نبات السنط النامية داخل حرم جامعة الخرطوم وشارع النيل. تم عزل هذه الفطريات من أوراق و ثمار و أغصان النبات العائل بعد تعقيم سطح هذه الاجزاء. الفطريات التي تم عزلها تم التعرف عليها على أساس صفاتها الظاهرية وتمت زراعتها في وسط غذائ بطاطس الدكستروز الأجارى. تم تجهيز مستخلصات الفطريات المعزولة وأجزاء النبات العائل بغمرها في اسيتات الايثيل تم الكحول الميثيلي على التوالي. تم تقييم نشاطات هذه المستخلصات كمضادات للميكروبات و كمضادات للأكسدة كما تم تحديد محتوياتها الكيمياية. تم تحديد نشاط هذه المستخلصات كمضادات ميكروبية ضد البكتريا الموجبة الجرام ) العنقودية الذهبية و العصوية الرقيقة( و السالبة الجرام )الإشريكية القولونية و الزائفة الزنجارية( ونوعين من الفطريات ) اسببرجلس نيجر و المبيضات االبيضاء( بواسطة تطبيق طريقة الإنتشار القرصي. تم تقييم نشاط مضادات الأكسدة للمستخلصات بواسطة مقدرتها على كنس الجذر المستقر 1,1, ثنائ فينايل بكرايل هيدرازيل بتركيز 1 ملغ/مل. كما تم تحديد المركبات الكيميائية للمستخلصات بواسطة طرائق الكروماتوغرافيا: الإستشراب اللوني بالطبقة الرقيقة والإستشراب السائل الرفيع. كما تم ايضا تحديد محتوى الفينولات المتعددة و الفلافنويدات والتانينات للمستخلصات. تم تحقيق تجربة أمثل ظروف للنموـ بطريقة عامل واحد في كل مرة ـ على أحد أكثر الفطريات نشاطا. اظهرت النتائج عزل ثلاثة عشر فطرا من أجزاء شجرة السنط المختلفة: أربعة من الاوراق و ثلاثة من الثمار و ستة من الأغصان. تم التعرف على هذه الفطريات من صفاتهم الظاهرية: اتنتاعشرة عزلة (%92) من فصيلة الاسكوميكوتا وواحدة فقط تنتمي الى فصيلة الزيقوميكوتا (%8) . أظهرت نتائج مضادات الميكروبات أن %38.3 من مستخلصات الإندوفايت أعطت نشاط بيولوجي وأن قطر منطقة التثبيط يتراوح بين 11 و 30مم. أعلى نشاط لوحظ لمستخلص اسيتات الايثيل و الكحول الميثيلي لعزلة الالترناريا ) 30مم ( ضد فطر اسبرجلس نيجر و فطر المبيضات البيضاء. أظهرت % 31 (8/26 ) من مستخلصات الإندوفايت الفطرية نشاط تنظيف جذري مع قيم مثبطة تزيد عن %50. لقد تم بذل أعلى نشاط كسح بواسطة المستخلص الكحول الميثانولي لفطر اسبرجلس تيريس1 ) التركيز الحظري 50% : 0.132 ملغ/ مل( كما لوحظ وجود علاقة ارتباط ايجابية بين نشاط تنظيف الجذر المستقر , 1,1 ثنائ فينايل بكرايل هيدرازيل و محتوى اليفينولات المتعددة (R2 = 0.704) و الفلافينويدات (R2 = 0.627) . تم إستخدام ثلاثة عشرة مركب معياري بواسطة الإستشراب السائل الرفيع .اظهرت الملامح الفينولية لستة عشرة مستخلص من الإندوفايت الفعالة 16) من اصل ( 26 أن هناك مستتخلصات غنية بحامض القاليك و هي: اسبيرجلس تيريس1 و الجيتوميم و الاميرسيلا 1 و الاميرسيلا 2 والكريسبوريم وأن هناك مستخلصات أخرى غنية بمركب الناريجنين وهي : ميكور و الترناريا و الكيرفيولاريا واسبرجلس فلافس و الفيساريم و الفوما. أجريت تجارب تحسين النمو لفطر الإندوفايت اسبرجلس تيريس 2 . و لقد تم اختيار هذا الفطر اعتمادا على نشاطه الفطري العالي الذي أعطى مناطق واضحة و مقاو.مة لإكثر من اسبوعين ضد فطر اسبرجلس نيجر. أظهرت هذه التجارب أن الظروف المثلى لإنتاج كتلة حيوية مع نشاط مضاد للميكروبات كانت في زراعة اسبرجلس تيريس 2 في وسط غذائ بطاطس الدكستروزالاجاري مع قيمة pH 7 في درجة حرارة 40˚ C أو يمكن تربيته في وسط معدني غني بالجلكوز و كلوريد الامونيوم او البيبتون مع pH 7 و درجة حرارة .40˚ Cكما وجد أن أفضل مذيب للإستخلاص هواسيتات الإيثيل. خلصت هذه الدراسة الى أن شجرة السنط تحمل طيفا واسعا من الفطريات التي تنتج مستقلبات ذات أنشطة واعدة في مجال مضادات الميكروبات ومضادات الأكسدة. توصي هذه الدراسة باجراء المزيد من التحقيقات على مستخلصات هذه الفطريات لتحديد المركبات المسؤلة عن النشاط المضاد للإلتهابات البكتيرية والفطرية و مضاعفات الاجهاد التأكسدي.