Buğday alanlarından izole edilen gram negatif bakterilerin identifikasyonu, acc deaminaz, nitrojenaz ve antagonistik aktiviteleri
Identification, acc deaminase, nitrogenase and antagonistic activities of gram negative bacteria isolated from wheat fields
Yazar: ŞÜKRAN KARDAŞ
Danışman: DOÇ. DR. GÜLTEN ÖKMEN
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bitki patojeni bakteriler = Plant pathogenic bacteria ; Gram negatif bakteriler = Gram negative bacteria ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Sürdürülebilir tarım = Sustainable agriculture ; Toprak bakterileri = Soil bacteria

Özet:
1-aminosiklopropan-1-karboksilat deaminaz enzimi, 1-aminosiklopropan-1-karboksilik asitin (ACC) bozulmasını kataliz etmektedir. ACC deaminaz aktivitesi, bitkilerde etilen seviyelerinin düşürülmesiyle bitki büyümesini desteklemede bakteriler için önemli bir belirteçtir. Enzim sınırlı sayıda bakteride bulunmuş ve bitkilerde stres kaynaklı etilen üretimini azaltarak stres koşulları altında bitki büyümesi ve gelişimini desteklemede önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmanın amacı, yüksek ACC deaminaz, nitrojenaz ve antagonistik aktiviteli suşları araştırmaktır. Mevcut çalışmada, Çanakkale' den rizosfer toprakları ve buğday fidelerinden izole edilen 24 suş, ACC deaminaz aktivitesi için taranmış ve sekiz izolatın ACC deaminaz pozitif olduğu saptanmıştır. Gelişim morfolojisi, mikroskobik hücre özellikleri ve biyokimyasal özellikleri temelinde, sonuçlar sekiz suşun Pseudomonas, Enterobacter ve Serratia suşları olarak identifiye edildiğini  göstermiştir. Bu bakteriler ACC deaminaz içerdiğinden tek azot kaynağı olarak ACC' i kullanabilir, enzim ACC' i amonyak ve α-ketobutirata hidroliz etmektedir. Bu çalışmada, sonuçlar buğday tarlalarından izole edilen tüm suşlar arasında ACC deaminaz aktivitelerinde bazı farklılıklar olduğunu göstermiştir. ACC deaminaz aktivitesi için sekiz bakteri analiz edilmiş, en yüksek ACC deaminaz aktivitesi Pseudomonas sp. CKB55' te (2833 nmol α-ketobütirat.mg-1.h-1) ve en düşükte Enterobacter sp. CKB17' de (418 nmol α-ketobütirat.mg-1.h-1) bulunmuştur. Daha sonra izolatların tümü, tuz kaynağı olarak NaCI kullanılarak tuz stresi için taranmıştır. En yüksek nitrojenaz aktivitesi Pseudomonas sp. CKB10' da (808 nmol etilen /mg.h) belirlenmiştir. Pseudomonas sp. CKB52, Erwinia caratovora ECC100' e karşı maksimum inhibisyon zonu göstermiş ve zon 11 mm idi. ACC deaminaz içeren bakterilerin çevre dostu olduğu ve bitki büyümesini uyarmak için bir potansiyel stratejiye izin veren, biyotik ve abiyotik stresi hafifleten ve sürdürülebilir tarımı sağlamada, özellikle etilen duyarlı bitkilerin üretimi için tavsiye edilmektedir.

Abstract:
The enzyme 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase catalyzes the disruption of 1 aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC). ACC deaminase activity is an  important marker for bacteria to support plant growth by lowering ethylene levels in plants. The enzyme has been found in limited number of bacteria and plays a important role in supporting plant growth and development under stress conditions by reducing stress induced ethylene production in plants. The aim of the present study was to investigate the strains with high ACC deaminase, nitrogenase and antagonistic activity. In the present study twenty four strains isolated from rhizosphere soils and wheat seedlings from Canakkale were screened for ACC deaminase activity and eight isolates were determined to be ACC deaminase positive. Based on their development morphology, microscopic cell properties and biochemical properties, the results showed that eight strains were identified as Pseudomonas, Enterobacter and Serratia strains. These bacteria can utilize ACC as a sole nitrogen source because it contains ACC deaminase, which hydrolyzes ACC to ammonia and α-ketobutyrate. In this study, the results were shown that there are some differences in ACC deaminase activities among all strains isolated from wheat fields. Eight bacteria were analyzed for ACC deaminase activity, where highest ACC deaminase activity was found in Pseudomonas sp. CKB55 (2833 nmol α-ketobütirat.mg-1.h-1) and lowest in Enterobacter sp. CKB17 (418 nmol α-ketobütirat.mg-1.h-1). Then all of isolates were screened for salt stress using NaCl as salt source. The highest nitrogenase activity was determined in Pseudomonas sp. CKB10 (808 nmol ethylene/ mg.h). Pseudomonas sp. CKB52 showed maximum  inhibition zone against Erwinia caratovora ECC100, and the zone was 11 mm. It is recommend that ACC deaminase-containing bacteria could be a environment￾friendly and promising potential strategy to promote plant growth, alleviate biotic and abiotic stresses and provide sustainable agriculture, especially for ethylene￾sensitive plants production.