Topraktan bakteri izolasyonları için besiyeri optimizasyonu ve yaygın olmayan bakteriyel çeşitliliğin belirlenmesi
Medium optimization for isolations of Bacteria from soil and determination of uncommon bacterial diversity
Yazar: SEVTAP SARITÜRK
Danışman: PROF. DR. ASHABİL AYGAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Bakteri izolasyonu = Bacterial isolation ; Besi yerleri = Culture media ; Enzim aktivitesi = Enzyme activity

Özet:
Toprakta bulunan mikrobiyal popülasyon pek çok faktöre bağlı olarak değişmektedir. Laboratuvar ortamında mikroorganizmaların gelişebileceği en uygun besiyeri içeriği kullanıldığında bu mikroorganizmaların izolasyonları da mümkün olabilmektedir. Bu çalışmada; toprak örnekleri, Kahramanmaraş'ın Onikişubat ilçesi Fatmalı Mahallesi'ne ait üzüm bağından ve Türkoğlu ilçesi Sağlık Ovası'nın kurutulmuş bataklıklarından alınmıştır. Her iki toprak örneği ile yapılan çalışmalarda, M1 modifiye besiyerinin en fazla koloni çeşitliliği ve sayısını veren besiyeri olduğu belirlenmiştir. Farklı besiyerlerinden kültüre alınan toplam 150 adet bakteri izolatından 38 tanesinin 16S rDNA analizi ile tanımlaması yapılmıştır. M1 modifiye besiyeri kullanılarak, her iki bölgeden izole edilen Rothia terrae suşlarının biyokimyasal özellikleri belirlenmiştir. R. terrae O6 suşu ile β-glukosidaz, R. terrae J9 suşu ile β-galaktosidaz enzimlerinin karakterizasyonları yapılmıştır. R. terrae O6 β-glukosidaz enziminin 4 mM pNPG substratını hidroliz edebilmesi için gereken en uygun pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla, 7.0 ve 40℃ olarak belirlenmiştir. Test edilen metal iyonları ve şelatörlerin hiçbiri enzim aktivitesini arttırmamıştır. İnce tabaka kromatografisi sonucunda ise enzim 40℃'de farklı inkübasyon sürelerinde 50 mM sellobiyoz substratını hidroliz ederek glikoza dönüşümünü sağlamıştır. R. terrae J9 β-galaktosidaz enziminin ise 15 mM ONPG substratını maksimum düzeyde hidroliz edebilmesi için kullanılan pH ve sıcaklık değerleri sırasıyla, 7.5 ve 40℃ olarak saptanmıştır. Cu+2 ve Hg+2 enzim aktivitesi üzerine güçlü inhibitör etki yapmışlardır. Her ne kadar kontrol grubuna oranla aktivite düşse de, Mg+2 , Mn+2 , Co+2 ve K+ metallerinin varlığında iyon konsantrasyonu arttıkça, az da olsa aktivatör etki gözlenmiştir. R. terrae J9 β-galaktosidaz, ince tabaka kromatografisinde substrat olarak kullanılan hem laktozu hem de sütü hidroliz ederek glikoz ve galaktozun açığa çıkmasında etkili olmuştur. Her iki enzim de intraselüler olduğundan PAGE analizlerinden önce enzim izolasyonu için fiziksel ve kimyasal yollar kullanılmasına rağmen moleküler büyüklük hesabı yapılamamıştır.
Yapılan çalışmalar hem Rothia terrae suşları ve M1 modifiye besiyerinin bundan sonraki yapılacak çalışmalar için literatüre katkı sağlayabileceğini hem de her iki enzimin de çeşitli endüstrilerde kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Microbial population in soil could change depend on many factors. When the most suitable medium content in which microorganisms can develop in laboratory environment is used, it can be possible of isolation of microorganisms. In this study soil samples were taken from dried swamp of Sağlık Plain, Türkoğlu and vineyard soils of Fatmalı neighborhood, Onikişubat, Kahramanmaraş. It was determined that M1 medium modified by us was the most suitable medium that enable to grow a number of different colonies from both of the soils. Culturing was made from different media and 38 isolates were identified out of 150 by 16S rDNA analysis. Rothia terrae strains were isolated from both of the soil samples by using M1 modified medium and biochemical characterization of the them were accomplished. R. terrae O6 strain was used for β-glucosidase enzyme characterization and R. terrae J9 strain was used for β-galactosidase enzyme characterization. R. terrae O6 β-glucosidase enzyme hydrolysed 4 mM pNPG substrate and optimum pH and temperature was 7.0 and 40℃, respectively. None of the metal ions and chelators tested showed no increase in enzyme activity. According to the thin layer chromatography analysis, enzyme hydrolysed 50 mM cellobiose substrate to glucose at 40℃ at different incubation times. R. terrae J9 β-galactosidase enzyme hydrolysed 15 mM ONPG substrate and optimum pH and temperature was 7.5 and 40℃, respectively. Metal ions like Cu2+ and Hg2+ showed strong inhibitor effect on enzyme activity. However enzyme activity decreased compared to the control group, Mg2+, Mn2+, Co2+ ve K+ metal ions showed a slight increase in activity when the ion concentration increased. As a result of thin layer chromatography, R. terrae J9 β-galactosidase enzyme hydrolysed both lactose and milk, so glucose and galactose were the main products were detected. Since both of the enzymes were intracellular, physical and chemical methods were used enzyme isolation before PAGE analysis but molecular weight could not be calculated.
The studies have shown that both R. terrae strains and M1 modified medium can contribute to the literature for future works and both enzymes can be used in various industries.