Biyogübre olarak azotobacter türlerinin üretim optimizasyonu
Production optimization of azotobacter species as biofertilizer
Yazar: KEZİBAN RABİA TEKELİ
Danışman: PROF. DR. RENGİN ELTEM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Bütün canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için, azot başta olmak üzere birçok elemente ihtiyaç duymaktadır. Proteinler başta olmak üzere birçok organik bileşiğin yapısında bulunduğu için, hızla artan dünya nüfusunun gıda ihtiyacının karşılanabilmesinde azotun önemi daha çok ortaya çıkmaktadır. Tarımsal üretimde verim artışı sağlayabilmek için genellikle kimyasal gübre kullanılmakla birlikte bunun olumsuz etkileri nedeniyle, organik tarım, sürdürülebilir tarım, yeşil tarım gelişmesini desteklemek için gerekli olan en gelişmiş biyoteknoloji buluşu olan biyogübrelerin kullanımı önem kazanmıştır.
Azotobacter spp. azot fiksasyon kabiliyetleri yanında bitki büyümesini ve mikrobiyal aktiviteyi doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen farklı büyüme hormonları (IAA ve giberellinler ve sitokininler gibi diğer oksinler), vitaminler, antibakteriyel ve antifungal bileşikler ve sideroforlar üretme kabiliyetleri ile de dikkat çeken bakteriler olup biyogübre formülasyonlarının en önemli unsurlarıdır.
Bu çalışmada, topraktan Azotobacter türlerinin izole edilerek, ticari biyogübre formulasyonlarında kullanılmak üzere biyokütle üretiminin optimizasyonunun yapılması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, biyokütle üretiminde kullanılacak Azotobacter türlerinin izolasyonu amacıyla Antalya, İzmir, Bursa, Manisa sınırları içerisindeki bağ, bahçe ve değişik tarım alanlarından alınan 33 adet toprak örneği üzerinde çalışılarak toplamda 191 tane izolat elde edilmiştir.
Elde edilen izolatların tümünde IAA üretimi, fosfat çözünürlüğü ve siderofor üretimi incelenmiş ve potansiyel Azotobacter olabilecek 1.11-b, 2.26-b, 5.38, 10.53, 10.54 izolatları içerisinde en yüksek sayıda biyokütle oluşumu elde edilen 2.26-b izolatının moleküler tür tayini yaptırılmıştır. 16S'lik ribozomal DNA analizine göre Azotobacter chroocccum olduğu tespit edilmiştir.
Optimum ortam koşulları olarak, sıcaklık 280C, pH 6.90, çalkalama hızı 180 rpm değerleri belirlenerek, optimum inokulum miktarının belirlenmesi için %1,5 (v/v), %2,0 (v/v), %2,5 (v/v), %3,0 (v/v), %3,5 (v/v) ve %4,0 (v/v) inokulum miktarları ile denemeler yapılarak en iyi sonuç %2,5 (v/v) ile elde edilmiştir. Ayrıca biyokütle üretim ortamı içeriğinin modifiye edilmesi amacıyla karbon 
kaynakları olarak melas, buğday nişastası, patates nişastası, keçiboynuzu unu, gliserin, azot kaynakları olarak peynir altı suyu, peynir altı suyu tozu, soya unu, mısır ıslatma sıvısı, maya ekstraktı, amonyum sülfat ve amonyum nitrat kullanılarak yapılan denemelerde en iyi sonuçlara karbon kaynağı olarak patates nişastası, buğday nişastası ve melas ile azot kaynağı olarak da soya unu ile ulaşılmıştır. 
Anahtar Kelimeler: Azotobacter chroococcum, biyogübre, siderofor üretimi, fosfat çözücülüğü, indol asetik asit üretimi, biyokütle

Abstract:
All living things need many elements, especially nitrogen, in order to survive. Since proteins are found in the structure of many organic compounds, the importance of nitrogen in meeting the food needs of the rapidly growing world population is more evident. Chemical fertilizer is generally used to increase yield in agricultural production. Because of the negative effects of the use of chemical fertilizers, the use of biofertilizers, which is the most advanced biotechnology invention needed to support the development of organic agriculture, sustainable agriculture, green agriculture, has gained importance.
Azotobacter spp. nitrogen fixation capabilities as well as plant growth and microbial activity directly or indirectly affecting different growth hormones (IAA and other oxynes such as gibberellins and cytokinins), vitamins and the ability to produce siderophores is remarkable bacteria and are the most important elements of biofertilizer formulations.
The aim of this study is to isolate Azotobacter spp. from soil and optimize biomass production for commercial biofertilizer formulations. In this respect, a total of 191 isolates were obtained from 33 soil samples taken from vineyards, gardens and different agricultural areas within the boundaries of Antalya, İzmir, Bursa, Manisa in order to isolate the Azotobacter species that can be used in 
biomass production.
IAA production, phosphate solubility, and siderophore production were studied in all of the isolates obtained and molecular species determination of 2.26-b isolate having the highest biomass formation among 1.11-b, 2.26-b, 5.38, 10.53, 10.54 isolates which could potentially be Azotobacter. According to 16S ribosomal DNA analysis, Azotobacter chroocccum was determined.
Optimum ambient conditions, temperature 28 0C, pH 6.90, agitation speed 180 rpm by selecting values, to determine the optimum amount of inoculum 1.5% (v/v), 2.0% (v/v), 2.5% (v/v), 3.0% (v/v), 3.5% (v/v) and 4.0% (v/v) inoculum quantities were tested and the best results were obtained with 2.5% (v/v).
In addition, molasses, wheat starch, potato starch, carob flour, glycerin were used as carbon sources and whey, whey powder, soy flour, corn step liquor, yeast extract, ammonium sulfate and ammonium nitrate were used as nitrogen sources in order to modify the content of biomass production medium. The best results were obtained by potato starch, wheat starch and molasses as carbon source and soy flour as nitrogen source.
Key words: Azotobacter chroococcum, biofertilizer, siderophore production, phosphate solubilizing, production of indole acetic acid (IAA), biomass