Kutup tatlı su ve deniz suyu örneklerinden psikrofil ve psikrotolerant mikroorganizmaların izolasyonu ve karakterizasyonu
Isolation and characterization of psychrophile and psycrotolerant microorganisms from polar fresh water and sea water samples
Yazar: FULYA ÖZAYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ASLIHAN KURT KIZILDOĞAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Enzim ve Mikrobiyal Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antarktika = Antarctica ; Biyoremediasyon = Bioremediation ; Mikroorganizmalar = Microorganisms

Özet:
Antarktika kıtasının zorlayıcı çevresel koşullarına rağmen, prokaryotlar bu 
ekosistemlerin baskın biyokütle bileşeni olmayı başarmıştır. Biyojeokimyasal 
döngülerde ve kirleticilerin mineralizasyonunda önemli bir rol oynamaktadırlar. Sahip 
oldukları adaptasyonlar sayesinde Antarktika'da yaşayan mikroorganizmaların
ekstremozim üretimi ve biyoremediasyon kabiliyeti gibi potansiyel biyoteknolojik 
uygulamalar açısından taranması oldukça önemlidir. 
Çalışmamızın amacı; Antarktika'nın Galindez Adası, Horse Shoe Adası, Bryde 
Adası ve King George Adası-(Arctowski Üssü)'ne ait tatlı göl ve deniz suyu 
örneklerinden mikroorganizmaların izolasyonu, morfolojik, biyokimyasal ve 
moleküler karakterizasyonu ile biyoteknolojik potansiyellerinin değerlendirilmesidir. 
Çalışmamızda 22 bakteri ve 1 fungal izolat olmak üzere 23 mikroorganizma izole 
edilmiştir. Üniversal BactF/AIIR ve ITS1/ITS4 primerleri kullanılarak gerçekleştirilen 
16S-5.8S rRNA sekans sonuçlarına göre 10 izolat Psychrobacter sp. (%97.44-99.93), 
3'er izolat Pedobacter sp. (%87.73-99.57) ve Flavobacterium sp. (%91.15-99.71), 
1'er izolat Pseudomonas sp. (99.65), Pseudoalteromonas sp. (%99.65), Planococcus 
sp. (%100), Chryseobacterium sp. (%99.69), ve Aspergillus sp. (%99.83) ile nükleotit 
benzerliği göstermiştir. Suşlar psikrotolerant olup Pedobacter sp. FO2, 
Flavobacterium sp. FN1, Flavobacterium sp. FN3 ve Pseudoalteromonas sp. F1 
suşları için maksimum üreme sıcaklığı 20 C'dir. Planococcus sp. FG1 ve 
Psychrobacter sp. FUL12 en geniş pH aralığında (pH 5.0-12.0) gelişim gösteren 
suşlardır. NaCl toleransı en iyi suşlar Psychrobacter sp. FUL1 ve Planococcus sp. 
FG1'dir (orta seviyede halofilik). Suşlar ekstremozim üretimleri bakımından 
incelendiğinde Flavobacterium sp. suşlarının proteaz üretimlerinin belirgin derecede 
yüksek olduğu tespit edilmiştir. Test edilen ağır metallerin suşlar üzerindeki toksisite 
durumları Ni+2=Cd+2>Cu+2>Cr+3>Zn+2>Pb+2 şeklindedir. Ayrıca ağır metal direnci ile 
uyumlu olarak çeşitli seviyelerde antibiyotik direnç profili gözlenmiştir. 
Biyoremediasyon açısından ise Pseudomonas sp. FG1, Flavobacterium sp. FN2 ve 
Psychrobacter sp. FUL3 suşlarının %5-10 dizel, Psychrobacter sp. FUL5 ve FUL6 
suşlarının ise %10 gaz yağını parçalayabildiği tespit edilmiştir. Öte yandan suşlar 
arasında en belirgin PHA ve siderofor üretimi Pseudoalteromonas sp. F1'de, IAA 
üretimi ise Pseudomonas sp. FH1'de kaydedilmiştir. 
Gelecek planı olarak çalışmamızı her suşun en göze çarpan potansiyeline 
odaklayacağız

Abstract:
Despite challenging environmental conditions of Antarctic continent, 
prokaryotes have managed to become the dominant biomass component. They play an 
important role in biogeochemical cycles and in mineralization of pollutants. It is very 
important to screen microorganisms living in Antarctica for potential biotechnological 
applications such as extremozyme production and bioremediation ability. We aimed 
at isolation of microorganisms from fresh lake and sea water samples of Antarctica's 
Galindez Island, Horse Shoe Island, Bryde Island and King George Island-(Arctowski 
Base), their morphological, biochemical and molecular characterizations and 
evaluation of their biotechnological potential. In our study, 23 microorganisms 
consisted of 22 bacteria and 1 fungus were isolated. Based on 16S-5.8S rRNA 
sequence results obtained using universal BactF/AIIR and ITS1/ITS4 primers, 10 
isolates of Psychrobacter sp. (97.44-99.93%), 3 isolates of Pedobacter sp. (87.73-
99.57%) and Flavobacterium sp. (91.15-99.71%), 1 isolate each from Pseudomonas
sp. (99.65), Pseudoalteromonas sp. (99.65%), Planococcus sp. (100%), 
Chryseobacterium sp. (99.69%), and Aspergillus sp. (99.83%) showed nucleotide 
similarity. Strains were psychrotolerant and maximum growth temperature for 
Pedobacter sp. FO2, Flavobacterium sp. FN1, Flavobacterium sp. FN3 and 
Pseudoalteromonas sp. F1 was 20 C. Planococcus sp. FG1 and Psychrobacter sp. 
FUL12 grew in the widest pH range (pH 5.0-12.0). The best NaCl tolerants were 
Psychrobacter sp. FUL1 and Planococcus sp. FG1 (moderately halophilic). 
Additionally, the best protease producer strain was Flavobacterium sp. The toxicity 
status of the tested heavy metals was Ni+2=Cd+2>Cu+2>Cr+3>Zn+2>Pb+2. Various levels 
of antibiotic resistance profiles were consistent with heavy metal resistance. 
Pseudomonas sp. FG1, Flavobacterium sp. FN2 and Psychrobacter sp. FUL3 could 
degrade 5-10% diesel while Psychrobacter sp. FUL5 and FUL6 could decompose 10% 
kerosene. The prominent PHA and siderophore producer was Pseudoalteromonas sp. 
F1, while maximum IAA production was recorded in Pseudomonas sp. FH1. 
Next, we will focus our study on the most outstanding potential of each strain.