Bazı Pseudomonas türlerinin 2,4-diklorofenoksiasetik asit ve trifluralin herbisitleri üzerine biodegredasyon etkilerinin incelenmesi
Biodegradation effect of some Pseudomonas species on 2,4-dichlorophenoxyacetic acid and trifluralin herbicides
Yazar: HALE KÖKSOY
Danışman: PROF. DR. GÜVEN URAZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Letal doz = Lethal doses

Özet:
Zirai ürünlerde verim artışını sağlamak için, zararlı otlarla mücadelede herbisitler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kullanım zamanla çevre kirliliğine yol açmakta ve her türlü canlı yaşamı (mutajenite ve kanser) tehdit etmektedir. Herbisit kontaminasyonu giderilmesinde alg ve bazı tür bakterilerle yapılan biyolojik mücadele son 10 yılda giderek önem kazanan bir konu olmuştur.Pseudomonas cinsine ait bazı türler hidrokarbonlu bileşikleri parçalamaktadır. Bu çalışmada, çevre (toprak ve su) ve klinik örneklerden izole edilen 4 farklı Pseudomonas türünün, ülkemizde yaygın kullanılan 2,4-D ve trifluralin'i biyolojik olarak parçalayabilme düzeyleri ölçülmüştür. Bu amaçla 110 çevre örneği ve 11 klinik örnekten izole edilen P. aeruginosa, B. cepacia, P. fluorescens ve P. putida türünden 4 çevre ve 4 klinik örnek seçilerek toplam 8 bakteri çalışmaya alınmıştır. Bakteri izolasyon ve identifikasyonu klasik yöntemler kullanılarak ve otomatik sistemlerden yararlanılarak yapılmıştır. Bakteriler; 2,4-D (25, 50 ve 100 ppm) ve trifluralin (100, 250 ve 500 ppm) pipetlenen mikro plaklarda 3 gün boyunca bırakılmıştır. Her gün alınan örneklerden canlı koloni sayımı yapılmıştır. Sonuçlar Probit analizi ile letal konsantrasyon değerlerine dönüştürülmüştür. 2,4-D'ye en dirençli P4 bakterisi (klinik örnek) Burkholderia cepacia (LC90; 27 ppm) ve trifluralin'e en dirençli P11 bakterisi (çevre örneği) Pseudomonas aeruginosa (LC90; 360 ppm) olarak saptanmıştır. Dirençli iki bakterinin herbisit biyodegredasyonu HPLC yöntemi ile belirlenmiştir. Bakterinin en etkin ortamdaki biodegredasyonu'nun belirlenmesi için çok etkenli (23) deney tasarımı deney düzeneği kurulmuştur. Üç gün boyunca her gün deney ortamından alınan örneklerde herbisit miktarları HPLC yöntemiyle ölçülmüş ve biyodegredasyon sonuçları yüzde'ye dönüştürülmüştür. Üçüncü gün deney sonuçları kullanılarak Yates algoritma istatistik yöntemiyle yorumlanmıştır (Anlamlılık P= 0,01 ve 0,05) .B. cepacia 2,4-D'yi ortamda aktif karbon yokken % 33,3 oranında parçalamış iken; ortamda aktif karbon varken % 99,7 oranında parçalamıştır. P. aeruginosa trifluralin'i ortamda aktif karbon yokken kullanıldığı zaman % 58,4 oranında parçalamış iken; ortamda aktif karbon varken % 99,3 oranında parçalamıştır. Ortamda aktif karbon ve süksinik asit'in olması herbisit biyodegredasyonunda bakterilerin etkinliğini arttırmıştır.Sonuç olarak; ülkemizde sıklıkla kullanılan herbisitlerin (2,4-D ve trifluralin) neden olduğu çevre kirlenmesinin giderilmesinde, Burkholderia cepacia ve Pseudomonas aeruginosa kullanımının biyolojik mücadelede yarar sağlayacağı düşünülmektedir. Çalışmanın farklı türler ve pestisitlerle yapılacak büyük ölçekli yeni denemelere ışık tutacağını düşünmekteyiz.

Abstract:
Herbicides have been widely used to increase productivity of agricultural products and in weed killing. Such use has caused environmental pollution and started to threaten living creatures (mutagenesis and cancer) with time. Biological struggles carried out with algae and particular bacteria species to remove herbicides contamination hava become one of the popular attempts within the last ten years.Certain species from pseudomonas genera degrade compounds which have hydrocarbons. This study has been carried out with 4 different types of pseudomonas isolated from the environment (soil and water) and clinical samples to degrade widely used 2,4-D and trifluralin in our country. 4 environmental and 4 clinical samples of P. aeruginosa, B. cepacia, P. fluorescens and P. putida species were chosen from a total of 110 environmental samples and 11 clinical samples and the study was carried out using 8 samples. Isolation and identification was made by classic and automaticity systems. Bacteria; 2,4-D (25, 50 and 100 ppm) and trifluralin (100, 250 and 500 ppm) were left in the pipetted experiment set-up (microplate) for 3 days. Colony forming units counts were carried out on the samples collected daily. The results were transformed to lethal concentration values by Probit analysis. The most resistant bacteria to 2,4-D was P4 bacteria ( from clinical sample) Burkholderia cepacia (LC90 = 27 ppm) and the one most resistant to trifluraline was P11 bacteria (from environment sample) Pseudomonas aeruginosa (LC90 = 360 ppm). The biodegradation capacity of the two resistant bacteria was determined by HPLC method. For determination of the biodegradation capacity of the bacteria in most active media multi-factor (23) experiment design experiment set-up was established. The HPLC biodegradation results taken from the experiments carried out for three days were transformed into percents and interpreted with Yates algorithm statistic method using the experiment results of the 3rd day. (Significance P= 0,01 and 0,05)A degradation of 33.3% was observed in B. cepacia 2,4-D in the absence of active carbons in the media while a degradation of 99,7 % was observed in the presence of active carbons in the media. A degradation of 58,4% was observed in P. aeruginosa trifluralin in the absence of active carbons in the media while a degradation of 99,3% was observed in the presence of active carbons in the media. Presence of active carbons and succinic acide in the media increased the effect of the bacteria on herbicides biodegradation.Finally; it is thought that the herbicides (2,4-D and trifluralin) used widely in our country will facilitate the biological struggle on environmental pollution. New large-scale experiments made on different types of bacteria and pesticides will throw a light on the issue.