Salmonella enterica serovar virchow suşlarında besinsel ve çevresel koşulların selüloz üretimi, kıvrımlı fimbriya sentezi ve biyofilm oluşumu üzerine etkisi
Effects of nutritional and environmental conditions on cellulose production, curli fimbriae biosynthesis and biofilm production of Salmonella enterica serovar virchow strains
Yazar: MOHAMMAD NIMA ARIAFAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NEFİSE AKÇELİK
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Çevresel ve besinsel koşullarının Salmonella Virchow suşlarının biyofilm üretimi üzerine etkisinin araştırıldığı çalışmada; toplam 16 S. Virchow susunun 15 adetinde rdar morfotipi tespit edildi. Bir suş ise bdar morfotipinde bulundu. Tüm suşlar 48, 72 ve 96 saat inkübasyon süreleri sonunda yüksek düzeyde biyofilm üreticisi olarak saptandı. Besinsel faktör olarak kullanılan tripton konsantrasyonları (0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, 10g/L), biyofilm üretim düzeyinde herhangi bir değişikliğe neden olmazken farklı sıcaklık (20, 25, 30, 35, 37, 40 ⁰C) ve pH (4.5, 5.2, 5.9, 6.6, 7.3, 8, 8.7 ve 9.4) değerlerinde suşların biyofilm üretim düzeyleri değişim gösterdi. Bu denemeler sonucunda optimum biyofilm üretiminin pH 6.6' da ve 20 ⁰C'de gerçekleştiği belirlendi. Çevresel faktörlerinin biyofilm üretimi üzerindeki etkisi, Gompertz denklemi kullanılarak bir matematiksel model ile tanımlandı. Modelin tahmin kapasitesi farklı pH (5.3 ve 6.3) ve sıcaklık (23 ve 26 ⁰C) değerleri denenerek başarılı bir şekilde test edildi. Oluşturulan matematiksel modelde sıcaklığın yükselmesine bağlı olarak biyofilm miktarında azalma meydana geldiği belirlendi. Ayrıca pH değerinin yükselmesine bağlı olarak biyofilm miktarında artış gözlendi. Çevresel koşulların (sıcaklık ve pH) biyofilm yapısını oluşturan kimyasal bileşenlerin kompozisyonunu etkilediği  DMC18 suşunda FTIR incelemeleri sonucunda belirlendi. Özellikle inkübasyon sıcaklığının artışına paralel olarak; protein, karbonhidrat ve nükleik asit piklerinde saptanan düşmeler veya karbonhidrat pikinin tespit edilememesi, çevresel etkilerin biyofilm morfotipinin ya da pelikül yapısının değişimine de yol açtığına işaret etmektedir.

Abstract:
In this study, the effect of environmental and nutritional conditions on biofilm production of Salmonella Virchow strains was investigated and radar morphotype was determined at 15 out of 16 S. Virchow strains. Rdar morphotype was determined at only one of the tested strains. All strains produced high level of biofilm following the 48, 72 and 96h incubation periods. Tryptone concentrations (0.5, 1, 1.5, 2, 4, 6, 8, 10g/L), used as a nutritional factor, did not cause any differentiation at biofilm production levels of strains. Notwithstanding, at different temperature (20, 25, 30, 35, 37, 40 ⁰C) and pH (4.5, 5.2, 5.9, 6.6, 7.3, 8, 8.7 and 9.4) levels, biofilm production levels of strains have been changed. As a result of this experiment, optimum conditions for biofilm production were determined as pH 6.6 and 20 ⁰C. The effect of environmental factors on biofilm production was mathematically modeled using the Gompertz equation. The production capacity of model at different pH (5.3 and 6.3) and temperature (23 and 26 ⁰C) values was successfully tested. Using created mathematical model, it was determined that, the increased temperature cause reduction in biofilm production level. Furthermore, increase on pH value caused an increase of biofilm production. The effect of environmental conditions (temperature and pH) on composition of chemical components of biofilm produced by DMC18 strain was determined as a result of FTIR studies. In particular, during the increase at incubation temperature, the amount of carbohydrate, protein, lipid and nucleic acid was significantly decreased and also unable to determine the carbohydrate peak indicated that environmental conditions might lead changes at biofilm morphotype or biofilm structure.