Bitki gelişimini teşvik eden rizobakteriler (PGPR) için formülasyon geliştirilmesi
Development of formulation for plant growth promoting rhizobacteria (PGPR)
Yazar: SEVGİ İŞLEK
Danışman: PROF. DR. RENGİN ELTEM
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Bacillus subtilis = Bacillus subtilis ; Formülasyon = Formulation ; Pseudomonas = Pseudomonas ; Rizobakteriler = Rhizobacteria

Özet:
Dünyada nüfus artışına bağlı olarak artan gıda ihtiyacı ile tarımsal sistemlerin sürdürülebilirliği önemli bir küresel konu haline gelmiştir. Kimyasal gübre ve türevlerinin aşırı kullanımının toprak, çevre ve insan üzerindeki zararlı etkilerine karşı yeni nesil gübre kategorisinde yer alan mikrobiyal gübreler ön plana çıkmıştır. Bu sebeple kullanılacak suşlara özgün sıvı formülasyonlar geliştirilme ihtiyacı duyulmaktadır. Sıvı formülasyonlar oluşturmak için kullanılan hücre koruyucuları, adjuvanları ve yüzey aktif maddelerini içeren katkı maddeleri sayesinde mikrobiyal hücrelere koruyucu bir ortam sağlanarak PGPR inokülantların raf ömürleri uzatılmaktadır. Çalışmada PGPR özelliklerine sahip Bacillussubtilis EGE-B-36.5 ve Pseudomonas chlororaphis 39-d suşlarının sıvı formülasyonunda kullanılacak hücre koruyucuların optimum miktarları yanıt yüzeyi yöntemi (RSM) ile belirlenmiştir. Daha sonra B. subtilis EGE-B-36.5 ve P. chlororaphis 39-d suşları için belirlenen optimum hücre koruyucuları ile adjuvan olarak ksantan zamkı ve yüzey aktif maddesi olarak Tween 20 kullanılarak sıvı formülasyonlar oluşturulmuştur. Oluşturulan sıvı formülasyonlar 25 °C ve 4 °C'de steril amber şişeler içerisinde saklanmış ve aylık olarak yapılan dökme plaka yöntemi ile toplam canlı hücre sayılarındaki değişim altı ay boyunca takip edilmiştir. Sonuç olarak P. chlororaphis suşu için 4 °C'de PVP, ksantan zamkı ve Tween 20'nin kullanıldığı; 25 °C ise PVP, PEG, gliserol, ksantan zamkı ve Tween 20'nin optimum miktarlarda kullanıldığı sıvı formülasyonlarda altıncı ayın sonunda toplam canlı hücre sayılarında değişim istatistiksel olarak (p <0.05) anlamlı bulunmuştur. B. subtilis suşu için ise her iki sıcaklık değerinde PEG, gliserol, ksantan zamkı ve Tween 20'nin kullanıldığı sıvı formülasyonda altıncı ayın sonunda toplam canlı hücre sayılarında değişim istatistiksel olarak (p <0.05) anlamlı bulunmuştur. B. subtilis suşu için oluşturulan asidik formülasyonlarda kültür ortamının pH'ları çeşitli organik asitler ile farklı pH'lara ayarlanmış ve toplam canlı hücre sayıları on iki ay boyunca takip edilmiştir. Asetik asit ile pH ayarlaması yapılan sıvı formülasyonda on ikinci ay verilerine göre toplam canlı hücre sayısındaki değişim istatistiksel olarak (p <0.05) anlamlı bulunmuştur.

Abstract:
Sustainability of agricultural systems has become an important global issue with the increasing need for food due to population growth in the world. Against the harmful effects of excessive use of chemical fertilizers and their kinds on soil, environment and people, the demand for microbial fertilizers, which are in the category of new generation fertilizers, has increased. For this reason, there is a need to develop liquid formulations specific to the strains to be used. Thanks to the additives containing cell protectants, adjuvants and surfactants used to create liquid 
formulations, the shelf life of PGPR inoculants is extended by providing a protective environment for microbial cells.
In this study, the response surface method (RSM) was used to find the optimum amounts of cell protectants to be used to prepare liquid formulations for Bacillus subtilis EGE-B-36.5 and Pseudomonas chlororaphis 39-d strains. As a result of the data obtained from the RSM results, the cell protectants that can be used to create liquid formulations for both strains and the optimum amounts of these cell protectants were determined. Then, liquid formulations were created for B. subtilis and P. chlororaphis strains by using the most ideal cell protectants, xantham gum as adjuvant and Tween 20 as surfactant. As a result, the change in total viable cell counts in liquid formulations of P. chlororaphis strain containing PVP, xantham gum and Tween 20 at +4 °C and PVP, PEG, glycerol, xanthan gum and Tween 20 at 25°C was statistically significant (p <0.05). The change in total viable cell counts in liquid formulations of B. subtilis strain containing PEG, glycerol, xantham gum and Tween 20 at both temperatures was statistically significant (p <0.05). In acidic formulations created for B. subtilis strain, the pH of the culture medium was adjusted to different pH with various organic acids and the total viable cell counts were followed for twelve months. The change in total viable cell count was statistically significant (p <0.05) according to the data of the twelfth month in the liquid formulation pH adjusted with acetic acid.