Scenedesmus obliquus mikroalginin gelişiminde strigolakton hormonunun olası etkileri
Possible effects of strigolactone hormone on the development of the microalgae Scenedesmus obliquus
Yazar: SERAN KIRKINCI
Danışman: PROF. DR. GÜLRİZ BAYÇU KAHYAOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
Nüfus artışı ve iklim değişikliği nedeni ile farmasötik ve biyoyakıt gibi alanlarda kullanılan hammadde ihtiyacı da artış göstermektedir. Mikroalgal hücre sayısının hızlı artması, lipid, protein ve karbonhidrat gibi önemli metabolitlerin bol miktarda bulunması ve biyokütlelerinin tamamının kullanılabilmesi önemli parametrelerdir. Hammadde ihtiyacının karşılanabilmesi için mikroalgal büyüme, gelişme ve metabolit miktarında artış ile ilgili çeşitli çalışmalar sürdürülmektedir. Fitohormonlar, yüksek bitkilerin ve mikroalglerin büyüme ve gelişiminde etkili olan metabolitlerdir. Eksojen fitohormon uygulamasının mikroalgal hücre sayısı, biyokütle verimliliği, lipid, protein ve karbonhidrat gibi metabolit artışına katkı sağladığı çeşitli çalışmalarda belirtilmiştir. Abiyotik stres koşullarında yetiştirilen bazı mikroalg kültürlerinde total lipid ve yağ asidi içeriklerinde artış varken; hücre sayısı, biyokütle miktarı ve fotosentez performansı azalabilir. Eksojen fitohormon uygulanmış mikroalg kültürlerinde ise bu indirgenmelerin olmadığı ve dolayısı ile endüstriyel üretim maliyetlerinin azaldığı ifade edilmiştir. Bu nedenle, endüstriyel açıdan önemli metabolitlerin üretimini artırmak amacıyla mikroalglere uygulanan eksojen fitohormonlarla ilgili çalışmalar büyük önem taşımaktadır.
Bu araştırmada, strigolakton (SL) hormonunun Scenedesmus obliquus mikroalg kültürüne eksojen olarak uygulanması ve algal biyokütle ile lipid içeriğinin artırılması amaçlanmıştır. SL'nin sentetik formu olan GR24 farklı süre ve konsantrasyonlarda uygulanmıştır. Hormon uygulamalarından sonra S. obliquus hücre sayısı, biyokütle miktarı, klorofil ve yağ asidi içeriğinde artışlar gözlenmiştir. GR24'ün yağ asidi içeriklerine etkisi GC-MS (Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi) ölçümleriyle belirlenmiştir. Özellikle 10-6 M GR24 uygulamasının total yağ asidi içeriğini kontrol grubuna göre 1,37 kat artırdığı saptanmıştır.
Tez çalışmamızdan elde edilen verilerin ışığında, S. obliquus'un büyüme ve gelişiminde GR24 hormonunun etkili olduğu ve gelecekte yapılacak daha detaylı araştırmalara zemin oluşturabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Due to population growth and climate change, the need for raw materials used in areas such as pharmaceuticals and biofuels is also increasing. The rapid increase in the number of microalgal cells, the abundance of important metabolites such as lipids, proteins and carbohydrates, and the use of their entire biomass are important parameters. Various studies on microalgal growth, development and increase in the amount of metabolites are carried out in order to meet the raw material need. Phytohormones are metabolites that are effective in the growth and development of higher plants and microalgae. It has been stated in various studies that exogenous phytohormone application contributes to the increase in the number of microalgal cells, biomass productivity, metabolites such as lipid, protein and carbohydrate. While there was an increase in total lipid and fatty acid contents in some microalgae cultures grown under abiotic stress conditions; number of cells, amount of biomass and photosynthesis performance may decrease. It has been stated that there is no such reduction in microalgae cultures treated with exogenous phytohormones, and therefore industrial production costs are reduced. Therefore, studies on exogenous phytohormones applied to microalgae in order to increase the production of industrially important metabolites are of great importance.
In this research, it was aimed to increase algal biomass and lipid content by exogenous application of strigolactone (SL) hormone to Scenedesmus obliquus microalgae culture. GR24, the synthetic form of SL, was applied at different periods and concentrations. After hormone treatments, increases were observed in the cell number, biomass amount, chlorophyll and fatty acid content of S. obliquus. The effect of GR24 on fatty acid contents was determined by GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometry) measurements. It was determined that especially 10-6 M GR24 application increased the total fatty acid content 1,37 times compared to the control group.
In the light of the data obtained from our Thesis study, it is thought that the GR24 hormone is effective in the growth and development of S. obliquus and may form the basis for more detailed research in the future.