Bakterilerin yağ-su ara yüzü ile etkileşimlerinin incelenmesi
Investigation of the interactions of bacteria with the oil-water interface
Yazar: TUĞÇE YAĞMUR ORHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CANER VURAL
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Biyobozunurluk = Biodegradability ; Biyofilmler = Biofilms ; Biyosürfaktanlar = Biosurfactants ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kemotaksis = Chemotaxis ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu çalışmada, çevresel örneklerden n-dekana en iyi ve hızlı adsorbe olma yeteneği olan bakteriler izole edilerek, çeşitli fizikokimyasal ve moleküler biyolojik parametreler ile bakteri n-dekan/su ara yüzü etkileşimleri incelenmiştir. Bu amaçla, n-dekan/su ara yüzünde tutunan 12 bakteriyel izolat (Pseudomonas putida OW1, Rhodococcus qingshengii OW2, Prescotella equi OW3, Brevibacillus parabrevis OW4, Paenibacillus lautus OW5, Paenibacillus lautus OW6, Moraxella osloensis OW7, Stutzerimonas stutzeri OW8, Stutzerimonas stutzeri OW9, Stutzerimonas stutzeri OW10, Rhodococcus ruber OW11, Rhodococcus erythropolis OW12) tanılanmıştır. Bu izolatların hidrokarbon parçalama (YPO), hidrokarbona bakteriyel adsorpsiyon testi (HBA), biyosürfaktan tarama analizleri (emülsifikasyon indeksi testi, yağ yayma testi, CTAB agar petri testi), kemotaksi testi, degradasyon ve biyosürfaktan gen analizleri ve n-dekan/su ara yüzünde oluşan biyofilmin reolojik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla bazı analizler (FESEM, Pendant drop vb.) gerçekleştirilmiştir. YPO analizine göre tüm izolatların n-dekanı parçalayabildiği tespit edilmiştir. En yüksek %97, en düşük %79 oranında parçalama olduğu tespit edilmiştir. HBA testine göre OW7 ve OW11 suşları dışında diğer suşların hidrofobik olduğu belirlenmiştir. İzolatların hepsinin, farklı kapasitelerde biyosürfaktan ürettikleri gözlemlenmiştir. Yarı-katı ortamda haraketli olan ve hidrokarbona kemotaksi yapan izolatlar tespit edilmiştir. Pseudomonas türlerinin n-dekan/su ara yüzüne hızla adsorbe olduğu ve stabil ve elastik biyofilmler oluşturduğu tespit edilmiştir. OW1 suşu hariç tüm izolatlarda alkan degradasyonundan sorumlu alkB ailesine ait genlerin varlığı tespit edilmiştir. Rhodococcus türlerinde ve OW7 suşunda trehaloz lipid üretiminden sorumlu genlerinin varlığı saptanmıştır. 

ANAHTAR KELİMELER: Biyodegradasyon, biyosürfaktan, yağ/su ara yüzü, biyofilm, kemotaksi, n-dekan

Abstract:
In this study, bacteria with the best and fastest adsorption ability to n-decane were isolated from environmental samples and various physical-chemical and molecular biological parameters and bacterial n-decane/water interface interactions were investigated. For this purpose, 12 bacterial isolates were identified as Pseudomonas putida OW1, Rhodococcus qingshengii OW2, Prescotella equi OW3, Brevibacillus parabrevis OW4, Paenibacillus lautus OW5, Paenibacillus lautus OW6, Moraxella osloensis OW7, Stutzerimonas stutzeri OW8, Stutzerimonas stutzeri OW9, Stutzerimonas stutzeri OW10, Rhodococcus ruber OW11, Rhodococcus erythropolis OW12, which adhered at the n-decane/water interface. Hydrocarbon degradation, bacterial adhesion to hydrocarbon test (BATH), biosurfactant screening analyses (emulsification index test, oil displacement test, CTAB agar plate test), chemotaxis experiment, analyses of degradation and biosurfactant genes, FESEM and Pendant drop visualizations were performed to determine the rheological properties of the biofilm formed at the n-decane/water interface. Hydrocarbon degradation analyses showed that all isolates have ability to degrade n-decane. The highest rate of degradation was 97% and the lowest rate was 79%. It was observed the, OW7 and OW11 isolates are not hydrophobic whereas the other isolates are hydrophobic. Besides, all isolates produced biosurfactant at diverse levels.  It was detected that the Pseudomonas genus rapidly adsorbed to the n-decane/water interface and formed stable and elastic biofilms with mobility and chemotaxis experiments. Also, presence of alkB genes which responsible for alkane degradation was detected in all isolates except strain OW1. The presence of genes responsible for trehalolipid production was proved in members of Rhodococcus genus and strain OW7.

KEYWORDS: Biodegradation, biosurfactant, oil/water interface, biofilm, chemotaxis, n-decane