Kutup Tatlı Su ve Deniz Suyu Örneklerinden Psikrofil ve Psikrotolerant Mikroorganizmaların İzolasyonu ve Karakterizasyonu

Abstract

Antarktika kıtasının zorlayıcı çevresel koşullarına rağmen, prokaryotlar bu ekosistemlerin baskın biyokütle bileşeni olmayı başarmıştır. Biyojeokimyasal döngülerde ve kirleticilerin mineralizasyonunda önemli bir rol oynamaktadırlar. Sahip oldukları adaptasyonlar sayesinde Antarktika'da yaşayan mikroorganizmaların ekstremozim üretimi ve biyoremediasyon kabiliyeti gibi potansiyel biyoteknolojik uygulamalar açısından taranması oldukça önemlidir. Çalışmamızın amacı; Antarktika'nın Galindez Adası, Horse Shoe Adası, Bryde Adası ve King George Adası-(Arctowski Üssü)'ne ait tatlı göl ve deniz suyu örneklerinden mikroorganizmaların izolasyonu, morfolojik, biyokimyasal ve moleküler karakterizasyonu ile biyoteknolojik potansiyellerinin değerlendirilmesidir. Çalışmamızda 22 bakteri ve 1 fungal izolat olmak üzere 23 mikroorganizma izole edilmiştir. Üniversal BactF/AIIR ve ITS1/ITS4 primerleri kullanılarak gerçekleştirilen 16S-5.8S rRNA sekans sonuçlarına göre 10 izolat Psychrobacter sp. (%97.44-99.93), 3'er izolat Pedobacter sp. (%87.73-99.57) ve Flavobacterium sp. (%91.15-99.71), 1'er izolat Pseudomonas sp. (99.65), Pseudoalteromonas sp. (%99.65), Planococcus sp. (%100), Chryseobacterium sp. (%99.69), ve Aspergillus sp. (%99.83) ile nükleotit benzerliği göstermiştir. Suşlar psikrotolerant olup Pedobacter sp. FO2, Flavobacterium sp. FN1, Flavobacterium sp. FN3 ve Pseudoalteromonas sp. F1 suşları için maksimum üreme sıcaklığı 20 C'dir. Planococcus sp. FG1 ve Psychrobacter sp. FUL12 en geniş pH aralığında (pH 5.0-12.0) gelişim gösteren suşlardır. NaCl toleransı en iyi suşlar Psychrobacter sp. FUL1 ve Planococcus sp. FG1'dir (orta seviyede halofilik). Suşlar ekstremozim üretimleri bakımından incelendiğinde Flavobacterium sp. suşlarının proteaz üretimlerinin belirgin derecede yüksek olduğu tespit edilmiştir. Test edilen ağır metallerin suşlar üzerindeki toksisite durumları Ni+2=Cd+2>Cu+2>Cr+3>Zn+2>Pb+2 şeklindedir. Ayrıca ağır metal direnci ile uyumlu olarak çeşitli seviyelerde antibiyotik direnç profili gözlenmiştir. Biyoremediasyon açısından ise Pseudomonas sp. FG1, Flavobacterium sp. FN2 ve Psychrobacter sp. FUL3 suşlarının %5-10 dizel, Psychrobacter sp. FUL5 ve FUL6 suşlarının ise %10 gaz yağını parçalayabildiği tespit edilmiştir. Öte yandan suşlar arasında en belirgin PHA ve siderofor üretimi Pseudoalteromonas sp. F1'de, IAA üretimi ise Pseudomonas sp. FH1'de kaydedilmiştir. Gelecek planı olarak çalışmamızı her suşun en göze çarpan potansiyeline odaklayacağızDespite challenging environmental conditions of Antarctic continent, prokaryotes have managed to become the dominant biomass component. They play an important role in biogeochemical cycles and in mineralization of pollutants. It is very important to screen microorganisms living in Antarctica for potential biotechnological applications such as extremozyme production and bioremediation ability. We aimed at isolation of microorganisms from fresh lake and sea water samples of Antarctica's Galindez Island, Horse Shoe Island, Bryde Island and King George Island-(Arctowski Base), their morphological, biochemical and molecular characterizations and evaluation of their biotechnological potential. In our study, 23 microorganisms consisted of 22 bacteria and 1 fungus were isolated. Based on 16S-5.8S rRNA sequence results obtained using universal BactF/AIIR and ITS1/ITS4 primers, 10 isolates of Psychrobacter sp. (97.44-99.93%), 3 isolates of Pedobacter sp. (87.73- 99.57%) and Flavobacterium sp. (91.15-99.71%), 1 isolate each from Pseudomonas sp. (99.65), Pseudoalteromonas sp. (99.65%), Planococcus sp. (100%), Chryseobacterium sp. (99.69%), and Aspergillus sp. (99.83%) showed nucleotide similarity. Strains were psychrotolerant and maximum growth temperature for Pedobacter sp. FO2, Flavobacterium sp. FN1, Flavobacterium sp. FN3 and Pseudoalteromonas sp. F1 was 20 C. Planococcus sp. FG1 and Psychrobacter sp. FUL12 grew in the widest pH range (pH 5.0-12.0). The best NaCl tolerants were Psychrobacter sp. FUL1 and Planococcus sp. FG1 (moderately halophilic). Additionally, the best protease producer strain was Flavobacterium sp. The toxicity status of the tested heavy metals was Ni+2=Cd+2>Cu+2>Cr+3>Zn+2>Pb+2. Various levels of antibiotic resistance profiles were consistent with heavy metal resistance. Pseudomonas sp. FG1, Flavobacterium sp. FN2 and Psychrobacter sp. FUL3 could degrade 5-10% diesel while Psychrobacter sp. FUL5 and FUL6 could decompose 10% kerosene. The prominent PHA and siderophore producer was Pseudoalteromonas sp. F1, while maximum IAA production was recorded in Pseudomonas sp. FH1. Next, we will focus our study on the most outstanding potential of each strain.