EMS (etil metansülfonat) mutajenez yöntemiyle Chlorella vulgaris'in biyokütlesinin arttırılması
Increasing the biomass of Chlorella vulgaris by using (ethyl methanesulfonate) mutagenesis method
Yazar: YİĞİT SABRİ ÜNLÜ
Danışman: PROF. DR. GÜL ÖZ ; PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Son zamanda, artan enerji fiyatları, sera gazı emisyonu ve fosil yakıtların kademeli olarak tükenmesi nedeniyle mikroalgal yakıt üretimi büyük ilgi görmektedir. Hızlı biyokütle üretimi, yüksek fotosentez verimi ve büyük miktarda lipid depolama özelliklerine sahip oluşları, mikroalgleri biyodizel için ideal bir kaynak yapmaktadır. Mikroalgler,  yağlı tohumlar ve/veya bitkisel yağlara oranla 10-20 kat daha fazla biyodizel üretebilmektedir. 2025 yılına kadar petrole olan küresel talebin %40 artış göstereceği göz önüne alındığında alternatif kaynakların kullanımının yaygınlaşması gerekmektedir. Ancak biyodizel üretimi maliyeti yüksek olduğundan dezavantajlı konumdadır. Bu aşamada biyokütle içeriğini arttırmak ve/veya mevcut biyokütledeki yağ içeriğini arttırmak problemlerin çözümü için gerekli olan stratejilerden ikisidir ve bu sayede biyodizel üretimi için gerekli olan hammadde kaynakları verimli hale gelmiş olacaktır.
Tezin başlıca amacı, bir mikroalg olan Chlorella vulgaris'in EMS (Etil Metansülfonat) mutajenez yöntemi ile biyokütlesinin arttırılmasıdır. Elde edilen mutantların Nile Red (Nil Kırmızısı) boyama metoduna göre lipid miktarları saptanmış ve uygun aday seçilmiştir. Lipid içeriği yüksek olan adayın mRNA transkript seviyeleri belirlenmiş ve gaz kromotografi-kütle spektrometre (GC-MS) analiz yöntemiyle lipid kompozisyonları çıkarılmıştır. Tez çalışması kapsamında EMS uygulunan mutant suşlarda lipid üretiminde %40 lara varan verim artışı gözlemlenmiş olup mevcut lipid kompozisyonunda herhangi bir farklılığa rastlanmamış ancak mevcut kompozisyonundaki yağ asitlerinde artış saptanmıştır. RNA transkriptom (MiSeq) analizi ile elde edilen mRNA transkript seviyelerine göre istatistiksel olarak 51 anlamlı farklılık tespit edilmiştir. Çalışma kapsamındaki veriler Chlorella vulgaris'in mevcut potansiyelinin biyodizel üretimi için gelecek vaad eden bir aday olduğunu ve gelecekte yapılacak çalışmalarda etkin olarak kullanılabileceğini göstermektedir.


Anahtar kelimeler: Chlorella vulgaris, Biyodizel, EMS, Mutasyon, Biyokütle

Abstract:
Recently, microalgae fuel production has attracted a great deal of attention due to the rising energy prices, greenhouse gas emissions and the depletion of fossil fuel stocks. Rapid biomass production, high photosynthesis yield and large quantities of lipid storage of microalgaes make it an ideal source for biodiesel production. Microalgae are able to produce 10 to 20 times more biodiesel than oil seeds and/or vegetable oils. Given that the global demand for oil will increase by 40% until 2025, the use of alternative sources must be widespread. However, biodiesel production is disadvantageous because of production cost. Increasing the biomass production and/or increasing the oil content of the existing biomass at this stage is the main strategy for solving the problems and the raw material resources needed for biodiesel production will be efficient.
The main aim of the thesis is to increase biomass by EMS (ethyl methanesulfonate) mutagenesis method in Chlorella vulgaris, a microalgae. Lipid quantities of the obtained mutants were determined according to the Nile Red staining method and the candidate mutants were selected. mRNA transcript levels were determined with high lipid content candidate and lipid compositions were extracted and analysed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis method. According to the results of the thesis study, a yield increase of up to 40% was observed in lipid production and no difference was detected in the lipid composition, but the increase in the fatty acids in the present composition was found in the mutant strains treated with EMS. A statistically significant difference of 51 mRNA transcript levels was obtained with RNA sequencing (MiSeq) analysis. The data in the study indicate that the potential of Chlorella vulgaris is a promising candidate for biodiesel production and can be used effectively in future studies.

Keywords:  Chlorella vulgaris, Biodiesel, EMS, Mutation, Biomass