Biyolojik mücadele etmeni olarak Bacillus izolatlarının ekonomik bir prosesle üretim optimizasyonu
Küçük Resim Yok
Tarih
2022
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/closedAccess
Özet
Toprak dinamik bir yaşam alanıdır ve sadece tarım ve gıda güvenliğinde kritik bir kaynak olmakla kalmayıp aynı zamanda tüm yaşam sürecinin devamlılığını sağlamaktadır. Bitki sağlığını olumsuz etkileyen patojen mikroorganizmalar, dünya çapında sürdürülebilir tarım için büyük ve kronik bir tehdittir. Tarımsal üretimlerde verimi artırmak, patojenleri, zararlıları ve yabani otları öldürmek için kullanılan tarım kimyasallarının ekosistem üzerinde büyük zararlı etkileri vardır. Bu kimyasalların yan etkileriyle ilgili mevcut kamu endişeleri nedeniyle, bitkiler ve rizosferdeki mikrobiyal popülasyon arasındaki işbirliğinin anlaşılması önem kazanmıştır. Bu nedenle, dünya çapında kabul gören biyolojik ajanların geliştirilmesi ihtiyacı doğmuştur. Bitki büyümesini teşvik eden rizobakteri kullanımı bu sorunu çözmek için iyi bir alternatiftir. Çevre dostu sürdürülebilir tarımın geliştirilmesi için toprak verimliliğinin artışında, bitki büyümesinin teşvikinde ve fitopatojenin baskılanmasında önemli rol oynamaktadırlar. Bu tez çalışmasında temel amaç, yerli ve özgün Bacillus izolatlarının fitopatojenik funguslara karşı antifungal etkilerinin belirlenmesi ve en etkili izolat kullanılarak maksimum canlı hücre sayısı elde edecek şekilde ekonomik bir üretim ortamının ve üretim parametrelerinin optimize edilmesidir. Bu amaçla, 1574 adet Bacillus izolatı Botrytis cinerea, Fusarium solani ve Rhizoctonia solani gibi fitopatojenik funguslara karşı antifungal etki bakımından in vitro koşullarda incelenmiştir. Her üç fitopatojene karşı da imhibisyon zonu oluşturduğu belirlenen 118 adet Bacillus izolatı için yüzde büyüme inhibisyon değerleri hesaplanmıştır. İncelenen izolatların gösterdiği maksimum yüzde büyüme inhibisyon değerlerinin B.cinerea'ya karşı %65, 6, F.solani'ye karşı %42, 2 ve R.solani'ye karşı ise %55, 6 olduğu belirlenmiştir. Hemolitik aktiviteleri de incelenen izolatlardan elde edilen antifungal lipopeptid ekstraktları için ise, bu değerlerin B.cinerea'ya karşı %60, 0, F.solani'ye karşı %36, 4 ve R.solani'ye karşı ise %37, 9 olduğu belirlenmiştir. İncelenen 77 Bacillus izolatından elde edilen proteaz, kitinaz ve kitosanaz için spesifik enzim aktivite değerleri sırasıyla 9.7-6652 U/mg, 0.22-46.64 U/mg ve 8, 02-22.17 U/mg arasında belirlenmiştir. Ayrıca, bu izolatlardan 11 tanesinin HCN üreticisi olduğu belirlenirken 70 tanesinin ise siderofor üreticisi olduğu belirlenmiştir. Siderofor üreticisi izolatlar için siderofor indeks değerinin 1, 22-3, 11 arasında değiştiği gösterilmiştir. Koagülaz aktivitesi de incelenen izolatlar arasından iki tanesinin koagülaz pozitif olduğu belirlenmiştir. Biyokontrol mekanizmaları incelenerek biyolojik kontrol ajanı olarak kullanılabilecek antifungal etkisi en yüksek olan 19 izolat seçilmiş ve bu izolatlar için moleküler tanımlama ile tür tayini yapılmıştır. Kitlesel üretim için uygun olduğu ve yüksek lipopeptid antibiyotik ürettiği belirlenen Bacillus velezensis 4-Ka-22 suşu üretim optimizasyonu amacıyla seçilmiştir. Bu izolat için melas, soya unu, CaCl2 ve gliserol içeren üretim ortamı ve sıcaklık, çalkalayıcı hızı (rpm), pH ve inokülasyon oranı gibi üretim parametreleri klasik yöntemler ve RSM kullanılarak optimize edilmiştir. Optimize edilen üretim ortamı %0, 1 melas, %1 soya unu, %0, 5 CaCl2 ve %1 gliserol içermektedir. Üretim sıcaklığı olarak 30°C belirlenmiştir. Ayrıca, üretim parametreleri için RSM ile gerçekleştirilen optimizasyon sonucunda çalkalayıcı hızı 195 rpm, pH 5, 0 ve inokülasyon oranı ise %4, 3 olarak belirlenmiştir. Optimizasyon sonucunda Bacillus velezensis 4-Ka-22 suşu için elde edilen canlı hücre sayısı 13, 4 kat arttırılmıştır ve üretim ortamı bileşenlerinin maliyeti ise 467 kat azaltılmıştır.;Bacillus velezensis, biyokontrol etmeni, antifungal etki, lipopeptid antibiyotikler, üretim optimizasyonu, RSM.;Bacillus velezensis, biocontrol agent, antifungal effect, lipopeptid antibiotics, production optimization, RSM.
Açıklama
Mühendislik Fakültesi, Biyomühendislik A.B.D. Araştırma Projesi
Araştırma Projesi elektronik ortamda bulunmaktadır.
Araştırma Projesi elektronik ortamda bulunmaktadır.
