Burdur Gölü'nden izole edilen mikroorganizmaların ağır metal ve antibiyotik dirençliliğinin kültürel ve moleküler yöntemlerle belirlenmesi
Determination of heavy metal and antibiotic resistance of microorganisms isolated from Burdur Lake by cultural and molecular methods
Yazar: ORHAN YAVUZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NERMİN SARIGÜL
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu tez çalışmasında Burdur Gölü'nden izole edilen bakterilerin ağır metaller dirençliliği kültürel ve moleküler yöntemlerle belirlenmiştir. Burdur Gölü'nden 5 farklı noktadan toplanan su ve sediment örneklerinden ağır metal analizi (bakır, çinko, kurşun, kadmiyum, arsenik ve cıva) yaptırılmış ve bakteri izolasyonu gerçekleştirilmiştir. Ağır metal dirençli tespit edilen 39 izolat saflaştırılmış ve çalışmaya dahil edilmiştir. Çalışmaya dahil edilen izolatlarda Gram boyama ve ekstraselüler enzim üretimleri (proteaz, lipaz, amilaz, üreaz, jelatinaz ve katalaz), biyofilm oluşturma kapasiteleri test edilmiştir. Bakır, çinko, kurşun, kadmiyum, arsenik ve cıvanın Minimum İnhibisyon Konsantrasyonları belirlenmiştir. İzolatların tamamında ağır metal direncinden sorumlu olduğu bilinen 15 farklı gen Polimeraz Zincir Reaksiyon yöntemi ile taranmıştır. Yüksek derecede dirençli olan 7 izolat ve düşük derecede direnç gösteren 5 izolat üzerinde Antibiyotik Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu testi yapılmıştır. Yüksek dirençli bulunan 7 izolatın 16S rRNA bölgesi kullanılarak moleküler olarak tür tanısı gerçekleştirilmiştir.
Yapılan ağır metal analizlerinde sediment örneklerinde en yüksek 49,63 µg/g çinko ve 27,15 µg/g bakır tespit edilmiş diğer 4 metal tespit edilememiştir. Gram boyama sonucunda 15 Gram pozitif 24 Gram negatif izolat olduğu belirlenmiştir. 39 izolat üzerinde yapılan enzim testleri sonucu 17 izolat üreaz, 15 izolat proteaz, 14 izolat lipaz, 8 izolat amilaz ve 1 izolat jelatinaz enzimlerini ürettiği belirlenmiştir. Biyofilm oluşturma testi sonucunda 18 izolatın biyofilm oluşturabildiği gözlemlenmiştir. Minimum inhibisyon konsantrasyonları; bakır için 8 mM, kadmiyum için 4mM, kurşun için 16 mM, çinko için 16 mM, arsenik için 16 mM ve cıva için 0,025 mM olarak tespit edilmiştir. PZR ile taranan 15 farklı direnç geninden 4 tanesi çalışmamızda gözlemlenmiştir. Bunlar bakır, kadmiyum ve kadmiyum-çinko-kobalt dirençlerini kodlayan genlerdir. Antibiyotik direnci ağır metal direncine benzer sonuçlar göstermiştir.

Abstract:
In this study heavy metal resistance of bacteria, isolated from Burdur Lake, were investigated by cultural and molecular methods. Water and sediment samples for isolation and heavy metal (copper, zinc, lead, cadmium, arsenic and mercury) detection were collected from 5 sampling points. Heavy metal resistant 39 isolates were purified and stocked for further analysis. Basic microbiological tests such as Gram staining, extracellular enzyme tests (protease, lipase, amylase, urease, gelatinase and catalase) and biofilm formation were performed. Minimum inhibition concentration of copper, zinc, lead, cadmium, arsenic and mercury were detected. 15 different genes related with heavy metal resistance were screened by PCR based methods. Antibiotic minimum inhibition concentration were detected for 7 heavy metal resistant and 5 sensitive cultures. Resistant cultures were identified by 16SrDNA sequences.
Zinc and copper were detected in sediment samples and the highest amount were 49.63 μg/g and 27.15 μg/g respectively. Lead, cadmium, arsenic and mercury were not detected in any samples. 15 Gram positive, 24 Gram negative, 17 urease, 15 protease, 14 lipase, 8 amylase,1 gelatinase and 18 biofilm production positive strains observed. Minimum inhibition concentrations of copper, zinc, lead, cadmium, arsenic and mercury were studied in all cultures and detected 8 mM, 16 mM, 16 mM, 4 mM, 16 mM and 0,025 mM respectively. Copper, cadmium and cadmium-zinc-copper resistance genes were observed by PCR.
Antibiotic resistance results show similarities with heavy metal resistance results.