Endofit bakteri G15S1 izolatının tüm genom dizilemesi, biyokimyasal karakterizasyonu ve bazı ağır metallere karşı duyarlılığının incelenmesi
Whole genome analysis, biochemical characterization and investigation of resistance to some metals of G15S1 endophyte bacterial isolate
Yazar: RÜMEYSA GÖK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLGİN TAŞKIN
Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Endofitler, bitkilerin doku aralarında/içlerinde yaşayan ancak konukçusunda gözle görülen bir hastalık belirtisine neden olmayan bakteriyel veya fungal mikroorganizmaları kapsar. Bu çalışmada çeşitli tek yıllık bitkilerden izole edilmiş ve daha önceki çalışmalarda gerek bitki büyümesini teşvik edici markörler gerekse demir (Fe+3), kobalt (Co+2) ve nikel (Ni+2) varlığında yüksek siderofor üretme potansiyeli gösteren G15S1 kodlu endofit izolatının farklı besi ortamlarındaki büyüme/ koloni morfolojisi belirlenmiş, biyokimyasal karakterizasyonu ve yeni nesil dizileme yolu ile tüm genom dizilemesi tamamlanmıştır. Ayrıca izolatın en iyi gelişim gösterdiği katı besi kültür ortamlarında bakır, çinko, mangan, civa ve lityum metallerine karşı dirençliliği test edilmiş ve Minimum İnhibisyon Konsantrasyonları (MIK) ortaya konmuştur. Yapılan gram boyama sonucunda gram-(+), kok hücre morfolojisine sahip olduğu anlaşılan G15S1 izolatının identifikasyon amacıyla Microgen ve API ticari kitleri kullanılarak fenotipik (biyokimyasal) özellikleri belirlenmiş, bu testlerde sadece glikoz, üreaz, sitrat, jelatin, sukroz ve arabinoz testlerine pozitif sonuç göstermiştir. Bakteri izolatı proteaz, lipaz, amilaz, pektinaz, ksilanaz ve selülaz hidrolitik enzimlerini üretebilme yetenekleri açısından nitel olarak incelenmiş ve izolatın ilgili ayırt edici besi ortamlarında test edilen enzimlerin hiçbirini üretemediği gözlemlenmiştir. İllumina HiSeq platformu kullanılarak yapılan tüm genom dizilemesi sonucunda G15S1 izolatının genom boyutunun ve genom G+C içeriğinin sırasıyla 2.2 Mb (2216911 bp) ve %31.4 olarak belirlenmiştir.  Tüm genom tabanlı filogenetik analizde G15S1, Staphylococcus hominis NCTC 11320, Staphylococcus hominis subsp. novobiosepticus CCUG 42399 ile birlikte kümelenmiş ve %92,9 dijital DNA-DNA hibridizasyon (dDDH) değeri ile G15S1 izolatının Staphylococcus hominis türü içinde yer alan bir alt tür olduğu ortaya konulmuştur.

Abstract:
Endophytes include bacterial or fungal microorganisms that live in/between the tissues of plants but do not cause any visible signs of disease in their host. In our previous study, endophyte bacterial isolate coded G15S1 isolated from various annual plants showed high siderophore production in the presence iron (Fe+3), cobalt (Co+2) and nickel (Ni+2) with some plant growth promoting properties. In this study, growth/colony morphology in different kinds of growt media, biochemical characterization and whole genome sequencing by next generation sequencing were completed. In addition, the resistance of the isolate to copper, zinc, manganese, mercury and lithium metals was tested in solid media, and Minimum Inhibition Concentrations (MIC) were revealed. The phenotypic (biochemical) characteristics of the G15S1 isolate, which was found to have gram-(+), coccus cell morphology, were determined by using Microgen and API commercial kits. The isolate showed positive results only in glucose, urease, citrate, gelatin, sucrose and arabinose tests in these tests. The bacterial isolate was qualitatively examined in terms of their ability to produce protease, lipase, amylase, pectinase, xylanase and cellulase hydrolytic enzymes and it was observed that the isolate could not produce any of the enzymes tested in the relevant differential media.
As a result of whole genome sequencing using the Illumina HiSeq platform, the genome size and genome G+C content of the G15S1 isolate were determined as 2.2 Mb (2216911 bp) and 31.4%, respectively. In the whole genome-based phylogenetic analysis, G15S1 was clustered togwther with Staphylococcus hominis NCTC 11320 and Staphylococcus hominis subsp. novobiosepticus CCUG 42399 and with a digital DNA-DNA hybridization (dDDH) value of 92.9%, G15S1 isolate was revealed to be a subspecies within the genus Staphylococcus hominis.