Laktik asit bakterilerine (LAB) ait bazı suşların RAPD-PCR (rastgele çoğaltılmış polimorfik dna- polimeraz zincir reaksiyonu) ile karakterizasyonu ve genetik çeşitliliğin incelenmesi
Characterization of some strains of lactic acid bacteria by RAPD-PCR (randomly amplified polymorphic DNA-polymerase chain reaction) and investigation of their genetic diversity
Yazar: DUYGU AKKAYA
Danışman: DOÇ. DR. ÖZLEM OSMANAĞAOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Laktik asit bakterileri = Lactic acid bacteria ; RAPD = RAPD

Özet:
Laktik asit bakterilerinin (LAB) gıda endüstrisinde starter kültür olarak kullanılmaları, bakteriyosin üretim özelliklerinden dolayı gıdalarda raf ömrünü uzatmak için potansiyel biyolojik koruyucu rolüne sahip olmaları, probiyotik ürünlerin içeriğinde bulunmaları ve bazı LAB'ların gıdalarda bozulmaya sebep olmaları bu bakteri grubunu hem endüstriyel açıdan hem de bilimsel arenada üzerinde yoğun çalışmaların yapıldığı oldukça önemli bir grup haline getirmiştir. LAB'ların endüstriyel uygulamaları düşünüldüğünde, suş bazında güvenilir tiplendirme yöntemleri hem LAB starter kültürlerin performanslarının incelenmesinde hem de fonksiyonel gıda ürünlerinde katkı maddesi olarak kullanılacak olan kültürlerin incelenmesinde önem kazanmaktadır.Laboratuvarımızdaki kültür koleksiyonunda mevcut bulunan Laktik Asit Bakterilerine ait 86 suşun tanımlanması daha önceki çalışmalarda fenotipik testlerin kullanımı ile yapılmıştır. Çalışmamızda LAB grubuna ait bu 86 adet suşun tür/tür içi ayrımında RAPD tekniğinin taksonomik potansiyelinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla mikroorganizmalardan genomik DNA izolasyonu için PROMEGA Wizard Genomic DNA izolasyon kiti kullanılmış ve elde edilen DNA çalışmanın daha sonraki aşamalarında kalıp DNA görevi görmüştür. RAPD (rastgele çoğaltılmış polimorfik DNA) çalışmaları için genomik DNA üzerinde farklı bölgelere bağlanabilen 10 nükleotit uzunluğunda kısa oligonükleotit primerler kullanılmış ve neticede % 1.6' lık agaroz jel üzerinde farklı uzunluklara sahip PCR ürünlerinin oluşturduğu bant paternleri gözlemlenmiştir. Bu bant paternlerine ait görüntü daha ileriki analizlerde kullanılmak üzere GelCompar II, Version 4.1 (AppliedMath) bilgisayar yazılım programına aktarılmıştır. RAPD bantları arasındaki benzerlik ?Pearson product moment correlation coefficient? değeri (r) ile ifade edilip % değerine dönüştürüldükten sonra UPGMA (unweighted pair group method using arithmetic averages) analizi ile kümeleme (clustering) işlemi yapılmış ve neticede türler/suşlar arasındaki genetik benzerlik dendogram olarak gösterilmiştir. Kümeleri birbirinden ayırt etmek için korelasyon katsayısı tarafımızdan % 66 olarak belirlenmiştir. Çalışmanın sonucu aynı tür/suşa ait ve birbirleri ile oldukça yakın ilişkide bulunan LAB suşlarının ayrımında RAPD tekniğinin ayrım ve kullanım gücünü vurgulamaktadır.

Abstract:
Lactic acid bacteria are widely used as starter cultures in the food industry. Because of their bacteriocin production speciality, they make expire date of the food longer and thought to be potential biopreservativies. Besides, they are used in probiotic products and some of them causes food spoilage. All of these properties make this group of bacteria very important both industrially and scientificaly. As far as the industial applications of LAB are conserned, reliable strain typing methods will become increasingly important in the study of the performance of LAB starter cultures and cultures used as additives in functional food type products.In our lab culture collection, we have 86 strains of LAB, the identification of which were previously carried out by phenotypic classification. It is the aim of this study to determine the taxonomic potential of RAPD in discrimination of 86 strains belonging to LAB at the species and the intra-species level. For this purpose, PROMEGA Wizard Genomic DNA isolation kit was used for isolation of genomic DNA which will be used as template in RAPD analysis. Short primers (about 10 bp) which anneal at different places on the genomic DNA were used and this generated PCR products of various lengths on % 1.6 agarose gel as band pattern. These band patterns were exported into the AppliedMath GelCompare II, Version 4.1 software for further analysis. Calculation of similarities in the profiles of bands was based on Pearson product-moment correlation coefficient (r). The UPGMA clustering algorithm was used to generate a dendogram. A coefficient of correlation of 66 % was selected to distinguish the clusters. The result of this study clearly demonstrated the discriminative power of RAPD towards the differentiation of highly related LAB strains that belong to the same species.