Bazı selülolitik rumen bakterilerinin izolasyonu, moleküler tanımlanması ve enzim aktivitelerinin belirlenmesi
Isolation and moleculer identification of some cellulolytic rumen bacteria and determination of their enzyme activities
Yazar: TUĞÇE TURGUT
Danışman: PROF. DR. EMİN ÖZKÖSE
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Zootekni Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Moleküler genetik = Molecular genetic

Özet:
Rumenin en önemli fibrolitik mikrobiyal gruplarından birini oluşturan bakteriler, hayvanlar tarafından alınan bitkisel materyalin parçalanmasında etkin görev alırlar. Bu mikroorganizmalar ile konakçı olarak bulundukları herbivorlar arasında simbiyotik bir ilişki söz konusudur ve bu ilişkide bakteriler konakçılara hazır karbon kaynağı ve mikrobiyal protein sağlarlar. Bu mikroorganizmaların fibrolitik özellik taşıyanlarının rumenden izole edilerek morfolojik ve moleküler verilere göre tanımlanmaları ve bazı lignoselülolitik enzimlerinin kısmi karakterizasyonlarının yapılması bu çalışmanın temel hedefini oluşturmaktadır. Bu amaçla 5 adet sığır ve 3 adet koyun rumeninden rumen içeriği kullanılarak 15 adet izolat saflaştırılmıştır bu izolelerden 11 tanesinin Ruminococcus albus, 2 tanesinin Ruminococcus flavefaciens, 1 tanesinin Prevotella bryantii ve 1 tanesinin de Fibrobacter succinogenes olduğu morfolojik veriler ve 16S rDNA gen dizilimine göre belirlenmiştir. Tanımlanması yapılan izolatlardan 12 adedinin fibrolitik enzim aktiviteleri çalışılmış GMLB5 suşunun izole edilen diğer bakterilere göre hücre içi KMSaz aktivitesinin daha yüksek olduğu, bu enzimin optimum pH değerinin 6.5, süpernatant enzim aktivitesinin ise pH değerinin 6.0 olduğu noktada en yüksek aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. Farklı suşlar için ksilanaz enziminin optimum çalışma sıcaklığının 50-55ºC ve KMSaz enziminin ise optimum çalışma sıcaklığının 50 ºC olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar kelimeler: Rumen bakterileri, ksilan, selüloz, fibrolitik bakteriler, KMS

Abstract:
Anaerobic bacteria, which are one of the main fibrolytic microbiome of rumen, play a vital role in biodegradation of plant biomass ingested by animals. These bacteria inhabit the foregut of ruminants as symbiotic organisms, and bacteria supply soluble carbon sources and microbial proteins to host animals in this relationship. Isolation and morphological/molecular identification of these fibrolytic organisms and partial characterisation of their lignocellulolytic enzymes were the main goals of the current study. Rumen contents of the 5 cattle and 3 ewes were examined and 15 bacterial isolates were purified, 11, 2, 1 and 1 of them were identified as Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens, Prevotella bryantii and Fibrobacter succinogenes respectively according the morphological and 16S rDNA gene sequence data. Enzyme activities of the 12 out of 15 identified isolates were determined and CMCase activity of the GMLB5 isolate was found to be the highest compare to other bacterial isolates. Optimum pH of that enzyme was determined as 6.5 for cell-associated activity, whilst that figure was 6.0 for supernatant activity. The optimum temperature was found between 50-550C for xylanase activities of the isolates while CMCase activities were found to be the highest when enzymes were incubated at 500C.

Key words: Rumen bacteria, xylan, cellulose, fibrolytic bacteria, CMC