İran'ın tuzlu göllerinden izole edilen Dunaliella türlerinden ß- karoten üretim koşullarının optimizasyonu
Optimization of the cultural parameters for ß- carotene production by Dunaliella isolates from saline lakes of Iran
Yazar: FARAZ ARASH RAD
Danışman: PROF. DR. NİLÜFER AKSÖZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Beta karoten = Beta carotene ; DNA = DNA ; Dunaliella = Dunaliella ; Optimizasyon = Optimization ; Stres faktörleri = Stress factors

Özet:
Dunaniella denizler ve tuzcul alanlarda bulunan, bol miktarda sentezlediğikarotenoidleri yolu ile antioksidan kapasitesi olan, yesil-turuncu renkli birmikroalgdir. Tuzlalar gibi yüksek tuz konsantrasyonlu alanlarda ancak az sayıdacanlı türü canlı kalabilmektedir. Bu tip organizmalar yasamlarını sürdürebilmek içinß-karoten gibi siddetli ısıktan ve gliserol gibi osmotik basınç farkından koruyucumaddeler sentezlemektedirler. Bu maddeler de ticari açıdan değerli ve önemlibilesikler olup bu nedenlerle üretimleri amaçlanmaktadır. Dunaliella mikroalgi deson yıllarda ß- karoten üretimi, beslenme, eczacılık, kozmetik ve genetikmühendisliğindeki önemi nedeniyle dikkatlerin ve çalısmaların odağı olmaktadır.Bu nedenlerle yüksek üretim kapasiteli yeni türlerinin identifikasyonu önemkazanan çalısmalar arasında yer almaktadır.Bu çalısmada İran'ın tuzlu göllerinden elde edilen Dunaliella izolatlarının ß-karotenüretimlerine etkili kültürel parametrelerin optimize edilmesi amaçlanmıstır.Bu çalısmada Urummiye ve Mahurlu tuzlu gölleri ile Qum tuzlası ve Gavkhunibataklığından örnekler alınmıs Modifiye Jonson besiyerinde ön kültürleri yapılan vezenginlestirilen örnekler, tuzluluk ve pH değerlerinin artırılması yolukontaminasyondan korunmuslardır. Daha sonra tek koloni ekimleri ile saflastırılanörnekler 1M NaCl içeren pH değeri 7.5 olarak ayarlanmıs ortamlarda 100 ?molfoton.m-2.s-1 ısık siddeti altında 30 gün üretilmislerdir.Yukarıdaki kosullar altında en yüksek oranda ß-karoten üreten sus seçilmis veçesitli stres kosullarının (yüksek tuzluluk, yüksek sıcaklık, siddetli ısık, nitrat vefosfat içermemesi gibi) uygulanması ile ürün artırımı için çalısmalar yapılmıs veuygun ortamda pH ve KNO3 konsantrasyonunun optimizasyonu gerçeklestirilmistir.Yapılan çalısmalar sonucunda ß-karoten üretiminin nitrat ve fosfat kaynağı kısıtlı,pH değeri 7.0 olarak ayarlanan ve 3 M NaCl ile 2M KNO3 içeren MJ ortamında,35ºC inkübasyon sıcaklığında, siddetli ısık altında (400 ?mol foton.m-2.s-1) 21 güniiinkübe edilen kültürlerde optimal kosulların sağlanmadığı kültürlere kıyasla hücrebasına karoten miktarı (HBKM) cinsinden olmak üzere yüksek oranda ürüneldesinin (63.26 p.g.hücre-1) mümkün olduğu gözlenmistir.Bu çalısmalar sırasında ayrıca ileride yapılacak bazı moleküler biyolojikçalısmalarda daha saf ve temiz bantlar elde etmek için geçerli olacak bir DNAekstraksiyon protokolü modifikasyonu da yapılmıstır.Anahtar Kelimeler: Dunaliella, ß-karoten, tuzlu göller, DNA ekstraksiyon,stres,optimizasyon

Abstract:
Dunaliella is a type of halophile green-orange microalgae especially found in seaand salty fields and is known for its antioxidant activity because of its ability tocreate large amount of carotenoids. Few organisms can survive in highly salineconditions such as salt evaporation ponds. To survive, these organismssynthesize high concentrations of ß-carotene to protect against the intense lightand high concentrations of glycerol to provide protection against osmotic pressure.This offers an opportunity for commercial biological production of thesesubstances. Nowadays microalga Dunaliella is under increasing attention for its ß-carotene production, its applications in nutritional, pharmaceutical industries,cosmetics and in research field such as genetic engineering. Hence identificationof this genus and high productive species has great importance.In this research optimization of the cultural parameters forß- carotene production by Dunaliella isolates from saline lakes of İran has beenstudied.For this purpose sampling was done from varying areas of Urumia salt lake,Maharlu salt lake, Qum saltern and Gavkhuni lagoon. After enrichment of obtainedsamples, culturation was carried out in modified Johnson media. By altering thesalinity concentration and pH during subcultures, contamination was eliminated.After single colony isolation Dunaliella? isolates were cultured in media containing1 M NaCl, pH 7.5, with 100 ?mol foton m-2 s-1, for 30 days and best culturalparameters were selected.After this processes highest ß- carotene producing Dunaliella sp. was isolated andwas treated under conditions mentioned above and new strength and stressfulfactors such as high salinity, temprature stress, high light intensity stress, nitratand phosphate depletion stress and 2 molarities of KNO3 with CO2, was testedfortheir effects on ß-carotene production. It was concluded that ß- caroteneivproduction was the higher in 3M salinity and at high light intensity. By adding thestress conditions and lacking nitrate and phosphate nutritional supply, maximum ß-carotene production for per cell was determined. This amount was 63.26 pg.cell-1.Paralel to these studies a modified whole genomic DNA extraction protocol wasalso suggested for obtaining more purified and clarifield bands.Keywords: Dunaliella, ß-carotene, hypersaline lakes , DNA extraction, stressfactors, optimization.