Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki HD-73 suşunun Cry1Ac toksin içerikli biyoinsektisit formülasyonlarının üretimi, enkapsülasyonu, biyolojik etkinliklerinin ve stabilitelerinin belirlenmesi
Production, encapsulation, biological activity and stability determination Of Cry1Ac toxin-containing bioinsecticide formulations of Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki HD-73 strain
Yazar: SÜMEYYE ATMACA
Danışman: DOÇ. DR. KIVANÇ BİLECEN ; DOÇ. DR. KÜBRA SULTAN ÖZDEMİR BİLİCİ
Konya Gıda ve Tarım Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Bacillus thuringiensis = Bacillus thuringiensis ; Domates güvesi = Tomato leaf miner

Özet:
Domates güvesi (Tuta absoluta) domates verimini etkileyen en önemli zararlılardan biri olarak kabul edilmektedir. Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki HD-73 (Btk-HD73) suşu ise bu zararlının biyolojik mücadelesi kapsamında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmada Btk-HD73 üretim koşullarının optimizasyonu ve nihai olarak sahada kullanılacak biyolojik formülasyonun üretimi gerçekleştirilmiştir. Biyoreaktör ortamında farklı çözünmüş oksijen miktarlarında Btk-HD73'ün sporlanması ve δ-endotoksin üretim kapasitesi incelenmiştir. Sahada etkin şekilde kullanılabilen, zararlı üzerinde istenilen toksik etkiyi gösteren, UV dayanımı olan ve depolama koşullarında en uzun raf ömrünü sağlayacak formülasyon geliştirilmiştir. Raf ömrü daynıklılığı en yüksek olarak belirlenen formülasyonun (F3) içeriğinde bulunan hümik asidin UV koruyucu etkisi gözlenmiştir. Bu formülasyon ile T. absoluta larvaları üzerinde yapılan biyolojik aktivite denemelerinde %100 ölüm oranı elde edilmiştir. Çalışmanın son bölümünde ise F3 formülasyonunda bulunan Btk-HD73'ün toksin içeren sporları püskürterek kurutma yöntemiyle farklı formülasyonlar kullanılarak enkapsüle edilmişlerdir. Maltodektstrin ve peynir altı suyu ile geliştirilen formülasyonlarda enkapsülasyon etkinlikleri sırasıyla %82.6 ve %83.2 olarak belirlenmiştir. Enkapsülasyon sonrası formülasyonların T. absoluta larvaları üzerinde %100 ölüm oranı elde edilmiştir. Bu çalışmada biyoreaktör ortamında üretilen Btk-HD73 içerikli formülasyonlar peynir üretiminde bir artık olan peynir altı suyu kullanılarak enkapsüle edilmiş ve T. absoluta larvaları üzerinde etkisi gösterilmiştir. Sonuçta ülkemizde sınırlı olan biyoinsektisit alanında artıkların değerlendirildiği, hümik asit içerikli ticari bir formülasyon ortaya çıkarılmıştır.

Abstract:
Tomato leaf miner (Tuta absoluta) is considered to be one of the most significant harmful pests of tomato yield. Bacillus thuringiensis subsp. The HD-73 (Btk-HD73) strain is used for its biological control. In this work, the Btk-HD73 has been optimized for production conditions and the production of biological formulation that will ultimately be used in the field. The sporulation and δ-endotoxin synthesis of Btk-HD73 in varrying amounts of dissolved oxygen has been studied in the bioreactor. After toxin production, a formulation had been developed that can be effectively used in the field, showing the desired toxic effect on the site, being UV-resistant, and providing the longest shelf life under storage conditions. Humic acid that is present in the formulation (F3) content has been determined to provide the longest shelf life providing UV protection and acting as an antioxidant, as part of this study. Tests of the biological activity of this formulation on T. absoluta larvae yielded a 100% mortality rate. In the final part of this study, the toxin-containing spores of the Btk-HD73 in the F3 formulation were encapsulated using different formulations through spray drying. In formulations – developed using maltodextrin and whey, the mortality rates were determined to be 82.6% and 83.2% respectively. A further 100% mortality rate has also been achieved with encapsulation. In this study, Btk-HD73 was grown in a bioreactor environment, high toxin production was achieved, and the produced toxin-containing spores were encapsulated using whey (a waste product of cheese production process). Later the bioinsecticide performances of these formulations were demonstrated on T. absoluta's larvae. As a result, a commercial formulation with a natural humic acid content and using the industrial waste products has been obtained with desired quality standards to be used in the field against T. absoluta.