Bitki büyümesini teşvik edici markörler barındıran bakteriyel izolatların bazı abiyotik stres koşullarına dayanıklılığının ın vıtro koşullarda incelenmesi
In vitro investigation of the resistance of bacterial isolates harboring plant growth promoting markers to some abiotic stress conditions
Yazar: ŞEVİN DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. BİLGİN TAŞKIN
Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bitki büyümesini teşvik eden rizobakteriler (PGPR), bitki büyümesinin arttırılması ve bitki hastalıklarının yönetimi için biyokontrol ajanları olarak kullanılan mikroorganizma grubu olarak tanımlanmıştır. Endofitler ise, bitkilerin doku aralarında/içlerinde yaşayan ancak konukçusunda gözle görülen bir hastalık belirtisine neden olmayan bakteriyel veya fungal mikroorganizmaları kapsar. Bu çalışmada daha önce laboratuvarımızda yürütülen farklı çalışmalarda fosfat çözünürlüğü, indol asetik asit üretimi, siderofor üretimi, azot fiksasyonu gibi PGP (bitki gelişimini destekleyici) markörler açısından kayda değer sonuçlar veren 5 adet izolatın sıcaklık, pH, tuz, kuraklık ve cıva, lityum ve kobalt ağır metallerine karşı toleransları in vitro koşullarda incelenmiştir. Çalışmada, G96Y1, G105K2, G106K1-SV, V14G3 ve V27K3 kod numaralı endofit bakteri izolatları 25oC, 30oC, 35oC, 40oC ve 45oC'de, V14G3 izolatı ise 45oC sıcaklıkta dahi optimum büyüme göstererek en başarılı izolatlar olmuştur. V27K3 izolatı kontrole göre %5 (w/v) tuz konsantrasyonunda optimum derecede büyüme gösterdiği belirlenmiştir. In vitro kuraklık denemelerinde V14G3, G105K2 ve G106Y1 izolatlarının kuraklık stresine karşı en başarılı izolatlar olduğu görülmüştür. Her üç izolatın kontrol gruplarına göre %25 (w/v) PEG konsantrasyonunda dahi kayda değer derecede büyüme gösterdiği ortaya konmuştur. Ağır metal stres denemelerinde, G96Y1 ve V14G3 izolatları 0.05 mM Cıva (Hg) içeren NB sıvı besi ortamında büyüme göstererek Cıvaya karşı en dayanıklı izolatlar olarak değerlendirilmişlerdir. İzolatların Lityum (Li) metalinin farklı konsantrasyonlarındaki büyüme profilleri incelendiğinde 15 mM Lityum içeren NB sıvı besi ortamlarında dahil güçlü bir büyüme ortaya koymuşlardır. Kontrol ile kıyaslama yapıldığında izolatların tümünün Kobalt (Co) metaline karşı hassas olduğu ve test edilen konsantrasyonlarda büyüme gösterememişlerdir. Ayrıca yapılan 16s rRNA dizilemesi sonucunda G96Y1, V14G3, V27K3, G106K1-SV izolatları sırası ile %99.80, %100, %99.58 ve %99.55 benzerlik oranları ile Acinetobacter calcoaceticus, Bacillus halotolerans, Bacillus zhangzhouensis ve Pseudomonas kilonensis suşları ile eşleşmişlerdir.

Abstract:
Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) are defined as a group of microorganisms used as biocontrol agents for plant growth promotion and plant disease management. Endophytes include bacterial or fungal microorganisms that live between/inside plant tissues but do not cause visible disease symptoms in their host. In this study, the tolerance of 5 isolates, which gave remarkable results in terms of PGP (plant growth promoting) markers such as phosphate solubility, indole acetic acid production, siderophore production, nitrogen fixation in different studies carried out in our laboratory, to temperature, pH, salt, drought and mercury, lithium and cobalt heavy metals were investigated under in vitro conditions. In the study, endophyte bacterial isolates with code numbers G96Y1, G105K2, G106K1-SV, V14G3 and V27K3 showed optimum growth at 25oC, 30oC, 35oC, 40oC and 45oC, and V14G3 isolate was the most successful isolates even at 45oC. V27K3 isolate showed optimum growth up to 5% (w/v) salt concentration (including 5%) compared to the control tube. In vivo drought experiments showed that V14G3, G105K2 and G106Y1 isolates were the most successful isolates against drought stress. It was revealed that all three isolates showed significant growth up to 25% (w/v) PEG concentration (up to and including 25%) compared to the control tube. In heavy metal stress experiments, G96Y1 and V14G3 isolates showed growth on NB liquid medium containing 0.05 mM mercury (Hg) and were evaluated as the most resistant isolates against Mercury. When the growth profiles of the isolates at different concentrations of Lithium (Li) metal were examined, they showed a strong growth including NB liquid media containing 15 mM Lithium. When compared with the control tube, it was observed that all isolates were sensitive to Cobalt (Co) metal. They failed to grow at the concentrations tested. In addition, as a result of 16s rRNA sequencing, G96Y1, V14G3, V27K3, G106K1-SV isolates were matched with Acinetobacter calcoaceticus, Bacillus halotolerans, Bacillus zhangzhouensis and Pseudomonas kilonensis strains with 99.80%, 100%, 99.58% and 99.55% similarity rates, respectively.