تقدير فعالية بعض الجزيئات النانوية في السيطرة على التلوث بالفطريات المعزولة من بعض المخطوطات التاريخية في العتبة الحسينية

رسالة ماجستير

اسم الباحث : الاء عقيل جاسم

اسم المشرف : أ .د . بان طه محمد

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية التربية للعلوم الصرفة

الاختصاص : علوم الحياة-النبات

سنة نشر البحث : 2019

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

اجريت هذه الدراسة في مختبر الدراسات العليا في كلية التربية للعلوم الصرفة في جامعة كربلاء ضمن سلسلة عزل وتشخيص الفطريات المرافقة للمخطوطات التاريخية في مركز صيانة وترميم المخطوطات ورعاية الباحثين للمدة من 20/11/2018 لغاية 20/ 1/ 2019في العتبة الحسينية المقدسة في مدينة كربلاء . بهدف المحافظة على المخطوطات واستعمال الزنك النانوي والفضة النانوية في السيطرة على الفطريات التي تسبب تلف للمخطوطات ووصفها كمادة تضاف إلى عجينة الترميم .
شخصت الفطريات التي تم عزلها بالطريقة التقليدية وتم ايجاد العدد الكلي للعزلات والانواع الفطرية المعزولة ،كما تم اختبار الفعالية الانزيمية للكشف عن الفطريات المحللة لمكونات المخطوطات وتمثلت بانزيم السيلوليز والبروتيز و الأميليز واللايبيز.
وشخصت جزيئيا بطريقة PCR وتمثلت بسبعة فطريات تسجل لأول مرة في العراق عامة وعلى المخطوطات خاصة وهي Alternaria atra , Aspergillus ustus, Cladosporium Chaetomium globosum, exasperatum Microdochium nivale , , Penicillium – 1
tardochrysogenum , tardochrysogenum Penicillium 2- وسجلت في البنك الجيني العالمي Genbankوحملت أرقام التسلسلات accession numbers MK503427 و MK503428و MK504425و MK504424و MK503439و MK504426و MK504427 .
حسبت النسبة المئوية للترددFrequency % والنسبة المئوية للظهور Occurrence % ومعامل كثافة التوزيع DII Distribution Intensity Index للفطريات المسجلة في البنك الجيني واجريت عليها التجارب الخاصة باستعمال المواد النانوية ( الفضة النانوية والزنك النانوي ).
درست الخصائص المظهرية للمستعمرات الفطرية النامية على الوسط الزرعي بعد المعاملة بالمواد النانوية ومقارنتها بمعاملة السيطرة ، كما درست اشكال النموات المجهرية تحت المجهر المركب من خلال تحضير شرائح مجهرية لكل المعاملات المدروسة . تمت معالجة المخطوطات المتضررة بالفطريات بتلك المادتين النانويتين ضمن العجينة المعدة لغرض ترميم وصيانة المخطوطات.
اظهرت النتائج وجود 557 عزلة فطرية ، واعطت بداية المخطوطة أعلى نسبة للأعداد الفطرية239 بنسبة 43.76% . سجلت نتائج الاختبارات الانزيمية للفطريات السبعة المسجلة أن الفطرين Alternaria atra و Aspergillus ustusسجلا اعلى فعالية لأنزيم السليلوليز بدلالة معدل قطر الهالة المتكونة 47.44 و 47.00 ملم واللذان لم يختلفا معنويا فيما بينهما ، وتفوق الفطر Microdochium nivale بالفعالية الانزيمية لأنزيم البروتيز63.78 ملم بدلالة معدل قطر الهالة والذي لم يختلف معنويا عن كل من الفطرين Aspergillus ustus و Chaetomium globosum ،واظهر انزيم الاميليز فعالية عالية للفطر Microdochium nivale بمعدل قطر هالة 60.22 ملم والذي لم يختلف معنويا عن الفطر Aspergillus ustus بمعدل قطر للهالة 59.33ملم ، اما الفطر Chaetomium globosum اعطى اعلى فعالية لأنزيم اللايبيز 68.56 ملم بدلالة معدل قطر الهالة المتكونة والذي لم يختلف معنويا عن الفطر Microdochium nivale بمعدل قطر للهالة 63.22 ملم .
اظهر الفطر Aspergillus ustus اعلى نسبة مئوية للظهور 11.6% واعلى نسبة مئوية للتردد 14.93% واعلى كثافة توزيع 44.82% في حين سجل الفطر Chaetomium globosum أقل نسبة مئوية للظهور والتردد وكثافة التوزيع %7.0 و12.47 %و24.71 % على التوالي .
بينت النتائج الجزيئية للفطريات المسجلة في البنك الجيني العالمي ومن خلال الشجرة الوراثية ونتائج التماثل بان العزلة العراقية للفطر Aspergillus ustus شبيهه 100%مع العزلات المصرية والبرازيلية والصينية والامريكية والهولندية ، وأن العزلة العراقية للفطر Cladosporium Exasperatum تشبه 100 % العزلات الهندية والكينية ، في حين تظهر العزلتان العراقيتان للفطرين1,2 Penicillium tardochrysogenum تشابها 100% مع العزلات العالمية الاسبانية والهندية وشمال افريقيا والصينية والسلوفاكية .
سجلت جميع الفطريات السبعة المسجلة في البنك الجيني العالمي تأثيرا بالمادة النانوية المتمثلة بالفضة النانوية والزنك النانوي وكان هذا التأثير واضحا على معدل قطر المستعمرة وشكل النمو الظاهري الذي يتجه نحو قلة قطر المستعمرة مع ارتفاع ظاهر في مكان اللقاحة الفطرية مع زيادة تركيز المركب النانوي ، وحقق الفطران Alternaria atra و 1-Penicillium tardochrysogenum اعلى نسبة للتثبط المتمثل بمعدل قطر المستعمرة الفطرية 10ملم عند المعاملة بالزنك النانوي بالتركيز 25ملغم /لتر من الوسط الزرعي PDA واللذان لم يختلفا معنويا عن كل من Microdochium nivale و Penicillium tardochrysogenum 2-. اظهر الفطران Alternaria atra و Penicillium tardochrysogenum 2- اعلى نسبة للتثبط المتمثل بمعدل قطر المستعمرة الفطرية 13.33ملم عند المعاملة بالفضة النانوية بالتركيز 25ملغم /لتر من الوسط الزرعي PDA. اظهرت الفحوصات المجهرية للغزول الفطرية تأثرها بالمركبات النانوية مع زيادة تركيز المادة النانوية وكان هذا التأثير يتراوح بين التحطيم الكامل للغزل الفطري وانفجاره وخاصة في التراكيز العالية من المادة النانوية وبين تجمع بروتوبلازم الخلية الفطرية وخاصة في التراكيز المتوسطة من المادة النانوية ، أو انحراف في مجرى جريان الفطر ومحاولته الابتعاد عن المادة السامة بالتكتل في مكان معين من الحيز المجهري تحت الفحص وخاصة في التراكيز الواطئة ، فضلا عن اختزال الكونيديات أو صغر حجمها او تشوهها تبعا لنوع الفطر وتركيز المادة النانوية ونوعها .كما تبين اختبارات زرع العينات المأخوذة من المخطوطات القديمة بعد معالجتها بالمادة الترميم بوجود التركيز العالي 25ملغم لكل لتر لكل من الزنك النانوي الفضة النانوية كل على حدة باختزال عدد الفطريات مقارنة بالمخطوطة قبل الترميم .

Estimating the effectiveness of some Nanoparticles in Control contamination by Fungi isolated from some Historical Manuscripts on the at the Al-Hussein Holy

Summary:
This study was conducted in the Collage of Education for Pure Sciences at the University of Karbala as a part of series of isolation and diagnosis of fungi associated with historical manuscripts in the Center for the maintenance and restoration of manuscripts and the care of researchers for the period from 20/11/2018 to 20/1/2019, at the holy shrine of Hussein in the city of Karbala. In order to preserve the manuscripts and the use of zinc nanoparticles and silver nanoparticles to control the fungi that cause damage to the manuscripts and described as an additive to the restoration paste.
The isolated fungi were diagnosed in the traditional way , the total number of isolated fungal species was found. Enzymatic activity was also tested for the detection of lysate fungi of manuscript components. The enzymes were cellulase, protease, amylase and lipase.
The fungi were diagnosed molecularly by PCR method and were represented by seven fungi registered for the first time in Iraq in general and on the manuscripts in particular. They are Alternaria atra , Aspergillus ustus, Cladosporium exasperatum, Chaetomium globosum, Microdochium nivale , 1-Penicillium tardochrysogenum , 2- Penicillium tardochrysogenum . It was registered at the Genbank World Bank and carried serial numbers MK503427 و MK503428و MK504425و MK504424و MK503439و MK504426و MK504427. The Blast program was used to identify the genetic tree of the detected fungi as well as to determine the relationship of homology to international isolates.
Frequency%, Occurrence% and DII Distribution Intensity Index were calculated for the fungi recorded in the Gene Bank and tested for the use of nanomaterials ( Zinc nanoparticles and silver nanoparticles).
The phenotypic properties of the fungal colonies on the culture medium were studied after treatment with nanomaterials and compared with control treatment. The fungi-affected manuscripts were treated with these two nanomaterials within the paste prepared for the purpose of restoration and maintenance of the manuscripts.
The results showed 557 fungal isolates, the beginning of the manuscript gave the highest percentage of fungal numbers 239 by 43.76%. The results of the enzyme tests of the seven recorded fungi showed that Alternaria atra and Aspergillus ustus had the highest efficacy of cellulase enzyme in relation to the diameter of the corona formed 47.44 and 47.00 mm which are not significantly different. Aspergillus ustus and Chaetomium globosum were not significantly different. The amylase showed high activity of the Microdochium nivale with a halo diameter of 60.22 mm in terms of the halo diameter which was not significantly different from the Aspergillus ustus with a halo diameter of 59.33 mm. which are significantly different from the Microdochium nivale with a halo diameter of 63.22 mm.
Aspergillus ustus showed the highest percentage of appearance (11.6%), the highest percentage of frequency (14.93%) and the highest distribution density (44.82%), while the Chaetomium globosum recorded the lowest percentage of appearance, frequency and distribution density (7.0, 12.47 and 24.71% respectively).
The molecular results of the fungi recorded in the World GeneBank and through the genetic tree and the results showed that Iraqi isolation of Aspergillus ustus was 100% similar to Egyptian, Brazilian, Chinese, American and Dutch isolates. 1,2 Penicillium tardochrysogenum has 100% similarity with the Spanish, Indian, North African, Chinese and Slovakian isolates.
All seven fungi recorded in the World GeneBank recorded an effect with silver nanoparticles and zinc nanoparticles . Alternaria atra and Penicillium tardochrysogenum1 had the highest inhibition rate of 10 mm fungal colony diameter, when treated with 25 mg / L zincnanoparticle maixed with PDA, which did not significantly differ from Microdochium nivale and 1-Penicillium tardochrysogenum. Alternaria atra and 2-Penicillium tardochrysogenum , showed the highest inhibition rate of fungal colony diameter of 13.33 mm when treated with 25 mg / l nanoparticles of PDA.
Microscopic examination of fungal hypha showed that they had an effect on nanocomposites with increasing concentration of nanomaterial. This effect ranges from the complete destruction of the fungal hypha and its explosion, especially in high concentrations of nanomaterials, to the aggregation of fungal cell protoplasm, especially in medium concentrations of nanomaterials, or deviation in the course of the fungus hypha keep away from the toxic substance by agglomeration in a certain place of the microscopic space under examination, especially in low concentrations, as well as reduction of conidia either small size or deformation depending on the type of fungus and the concentration of nanomaterials.
Tests of samples taken from smears from old manuscripts after treatment with the high concentration of 25 mg per liter of paste prepared for the purpose of restoration of each individual zinc or silver nanoparticles were reduced by the number of fungi compared to the manuscript before restoration.