Türkiye kökenli Lactococcus lactis suşlarının kromozomal farklılıklarının tanımlanması
Identification of chromosomal diversity of Lactococcus lactis strains originated from Turkey
Yazar: ÖZLEM GÜNAY
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKÇELİK
Ankara Üniversitesi / Biyoteknoloji Enstitüsü / Temel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: DNA restriksiyon enzimleri = DNA restriction enzymes ; Kümeleme analizi = Cluster analysis ; Lactococcus lactis = Lactococcus lactis ; PFGE = Pulsed field gel electrophoresis

Özet:
Bu çalışmada, Türkiye' nin farklı bölgelerinden izole edilen çiğ süt kaynaklı, fenotipik testlerle suş düzeyinde tanımlanmış olan 30 adet Lactococcus lactis suşunun, moleküler yöntemlerin kullanımıyla tanımlanması sağlanmıştır. Suşların genetik çeşitliliklerinin belirlenmesi amacıyla kullanılabilecek birkaç tanımlama tekniği seçilmiştir. Başlangıçta hem izolatların suş düzeyinde tanımlanabilmesi için hem de suşlar arasındaki benzerliklerin saptanması amacıyla plazmid profilleme yöntemi kullanılmıştır. Tüm suşların bir ya da daha fazla plazmide sahip olduğu tespit edilmiştir. L. lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris ve L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis olduğu düşünülen suşların hepsinin farklı plazmid profilleri gösterdikleri saptanmıştır. Suşların plazmid profilleri karşılaştırıldığında birbirleri ile %55 oranında benzerlik gösteren bir grup oluşturdukları belirlenmiştir. PFGE analizleri ile, genomun bütünü SmaI, ApaI ve I-CeuI restriksiyon endonükleazları ile kesilmiş ve farklı PFGE profilleri gösteren 4 suşun dışındaki tüm suşların birbirleri ile benzer oldukları saptanmışır. Sonuçlar L. lactis olduğu PFGE ile tanımlanan 26 suş arasında yüksek derecede heterojenitenin varlığını göstermiştir. Suşlar arasındaki kromozomal farklar dikkate alındığında SmaI enzim kesimi sonucunda, suşlardan 10 tanesinin referans suş olarak kullanılan L. lactis subsp. lactis ATCC 7962 ve IL1403 ile, 3 tanesinin ise referans suş olarak kullanılan L. lactis subsp. cremoris MG1614 ile benzerlik düzeyi %75 olan gruplar oluşturmuşlardır. Diğer yandan, çoğunluğunun L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis suşlarının oluşturduğu 13 suşu içeren bir grup ise % 65 benzerlik oranıyla bir arada kümelenmiştir. L. lactis suşlarında 6 adet rRNA operonu bulunduğu bilinmektedir. I-CeuI restriksiyon endonükleaz enzimi, evrimsel sürecte oldukça korunmuş bölgeler olan 23S rDNA operon bölgelerinden kesim yapmakta ve L. lactis suşları için 6 makrorestriksiyon parçası oluşturmaktadır. Operon sayısı farklılık gösteren suşlar, 16S rDNA bölgelerine spesifik olarak tasarlanmış primerlerin kullanımıyla polimeraz zincir reaksiyonlarına tabi tutulmuştur. 16S rDNA dizi analizi sonuçları, 4 suşun yanlış tanımlandığını, suşlarının 1 tanesinin Enterococcus durans diğer 3 tanesinin ise Streptococcus bovis olduğunu doğrulamıştır.

Abstract:
In this study, 30 Lactococcus lactis strains originating from raw milk isolated in Turkey, which are defined by phenotypic tests at the strain level, were characterized by molecular techniques. A few typing techniques were estimated to determine the genetic diversity of strains. First of all, plasmid profiling was used in order to both identify the isolates at the strain level and determine the similarities between the strains. It has been identified that all strains have one or more plasmid. It was determined that all strains, which are considered as L. lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris and L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis, showed different plasmid profiles. Strains from one cluster which shows 55% similarity when plasmid profiles were compared. Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) analysis of complete genomes digested with SmaI, ApaI and I-CeuI restriction endonucleases proved that all strains were similar out of four isolates, which showed different PFGE profiles from the others. Results showed a high degree of heterogeneity among determined with PFGE twenty six L. lactis strains. Taking account of the chromosomal differences between strains after SmaI restriction digestion process, 10 of strains were clustered at a similarity level of about 75% with L. lactis subsp. lactis ATCC 7962 and IL1403 which are used as reference strain, and 3 of strains were clustered at a same similarity level with L. lactis subsp. cremoris MG1614 which are used as reference strain. On the other hand, 13 strains, which are mostly L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis, were clustered at a similarity level of 65%. It is known that L. lactis strains have 6 rRNA operons. I-Ceul restriction endonuclease digests from 23S rDNA operon regions, which are well preserved in evolutionary processes and produces 6 macrorestriction patterns for L. lactis strains. The strains, which have differences between numbers of operons, confirmed by PCR using specific primers designed for conserved 16S rDNA regions. Results of 16S rDNA sequencing showed that 4 of strains are identified incorrect, 3 of strains are Streptococcus bovis and 1 of the strains is Enterococcus durans.