Screening of biosurfactant producing and diesel oil degrading bacteria from petroleum hydrocarbon contaminated surface waters
Petrol hidrokarbonları ile kirletilmiş yüzey sularında biyosürfektan üreten ve dizel yakıtını degrade eden bakterilerin incelenmesi
- Tez No: 384971
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BÜLENT İÇGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Acinetobacter, petrol biyoremediasyonu, hidrokarbon, E24, alkB, C23O, FISH, Acinetobacter, petroleum bioremediation, hydrocarbons, E24, alkB, C23O, FISH
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Hidrokarbon kontaminasyonu, gemi veya kanyonlarla yakıt taşınması sırasında oluşan kazalar, yer altı depolama tanklarından sızıntı veya petrolün çıkarılması ve işlenmesi prosesleri gibi çeşitli yollarla olabilir. Bu kontaminasyonlar fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma olmak üzere çeşitli yöntemlerle arıtılabilir. Biyolojik temizleme sırasında, hidrokarbon degrade eden bakteriler hidrokarbonları biyosürfektanlar kullanılarak emülsifiye edilebilmektedir. Bu nedenle; biyosürfektan üreten ve hidrokarbon degrade eden bakterilerin izolasyonu ve tanımlanması, yüzey sularında oluşan hidrokarbon kirliliğinin etkin bir şekilde biyoremediasyonu açısından önem arz etmektedir. Bu yüzden; bu çalışmanın amacı, yüzey sularına saçılan dizel yakıtın arıtılması için etkin biyosürfektan üreten ve dizel yakıtını degrade edebilen bakterilerin izolasyonu ve tanımlanmasıdır. Bu nedenle, petrol hidrokarbonları ile kirletilmiş nehir suyundan izole edilen bakteriler biyosürfektan üretme ve hidrokarbon degrade etme potansiyelleri bakımından araştırılmıştır. Dizel yakıtı degrade edebilen bakterilerin seçimi ilk olarak zenginleştirme kültürü tekniği ile yapılmış ve“drop-collapse”testi,“oil displacement”testi ve emülsifikasyon aktivitesi ölçümleri ile biyosürfektan üretme yetenekleri belirlenmiştir. Bakterilerin dizel degradasyon yetenekleri birincil olarak gravimetrik analiz kullanılarak belirlenmiş olup ikincil belirleme ise birincil belirleme ile öne çıkan sadece potansiyel izolatlar için gaz kromatografisi (GC) analiziyle yapılmıştır. GC analizi sonuçları Zn01 ve Fe10 olarak adlandırılan izolatlarının sırasıyla % 92 ve % 61 oranlarında degradasyon yapabildiğini göstermiştir. Her iki izolat 16S rRNA sekans analizi sırasıyla Acinetobacter haemolyticus ve Acinetobacter calcoaceticus olarak tanımlanmıştır. Tanımlama sonrası izolatlar katabolik genlerin varlığı (alkB ve C23O), dizel yakıtı degradasyonundan sorumlu anahtar enzimleri (alkan monooksijenaz ve kateşol 2,3 dioksijenaz), ve biyosürfektan üretme potansiyelleri açısından sıralanan yöntemler kullanılarak incelenmiştir: DNA ekstraksiyonu, agaroz jel elektroforezi, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), protein ekstraksiyonu, sodyum dodesil sülfat poliakrilamid jel electroforezi (SDS-PAGE), yüzey gerilimi ölçümü, fourier dönüşümlü kızılötesi spectroskopisi (FTIR), taramalı elktron mikroskobu (SEM) ve zeta potansiyel ölçümü yöntemleriyle daha detaylı karakterize edilmiştir. Kirletilmiş nehir suyundaki alkB ve C23O içeren bakterilerin populasyon yayılımlarında DNA probları ve fluorescein in situ hybridization (FISH) yöntemi kullanılarak gözlemlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucu, alkB ve C23O genlerini içeren Acinetobacter türlerinin yüksek emülsifikasyon indeksleri ile dizel yakıtı biyoremediasyonunda yüksek potansiyele sahip olabileceğini göstermiştir. Ayrıca FISH analizi sonuçları, alkB ve C23O genlerini içeren bakterilerin kirletilmiş yüzey sularında yaygın olarak bulunabildiğini ortaya çıkarmıştır.
Özet (Çeviri)
Hydrocarbon contamination may happen in various ways such as accidents during fuel transportation by trucks and ships, leakage of oil from underground storage tanks, or during extraction and processing of oil. These contaminations can be treated by several methods including physical, chemical and biological treatment. During biological cleaning up, hydrocarbon-degrading bacteria emulsifying hydrocarbons by producing biosurfactants are used. Therefore, isolation and identification of biosurfactant producing and hydrocarbon degrading bacteria are pivotal for effective bioremediation of hydrocarbon contaminated surface waters. Hence, the aim of this study is to isolate and identify efficient biosurfactant producing and diesel oil degrading bacteria to remove spilled diesel oil from surface waters. For this reason, bacteria isolated from the petroleum hydrocarbon-contaminated river water in close vicinity to petrol refinery were screened for their potential to produce biosurfactant and degrade diesel oil. Primary selection of diesel oil degraders was carried out by using conventional enrichment culture technique which was followed by drop-collapse test, oil displacement test and emulsification activity measurement. Primary determination of diesel oil degradation was done by using the gravimetric analysis. Secondary determination was only carried out with potential isolates by using the gas choromatographic (GC) analysis. The results of GC analysis pointed out two isolates, designated as Zn01 and Fe10, effective in diesel oil degradation with 92 and 61% respectively. The isolates Zn01 and Fe10were identified by using 16S rRNA sequencing as Acinetobacter haemolyticus and Acinetobacter calcoaceticus, respectively. Both isolates were further characterized for the presence of two novel catabolic genes (alkB and C23O), responsible for diesel oil degradation, the key enzymes (alkane monooxygenase and catechol 2,3 dioxygenase), encoded by these novel genes, and emulsifying ability of the biosurfactants produced by these two isolates through the use of several methods including DNA extraction, agarose gel electrophoresis, polymerase chain reaction (PCR), protein extraction, sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), surface tension measurement, fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and zeta potential measurement. The population dynamics of alkB and C23O harboring bacteria in the polluted river water were also monitored by using DNA probes through the fluorescein in situ hybridization (FISH). The study elucidated that Acinetobacter species harboring alkB and C23O seem to have high potential for diesel oil remediation with high emulsifying indices. FISH results also revealed that alkB and C23O harboring bacteria populate in the polluted surface waters successfully.
Benzer Tezler
- Cost-effective production of biological materials for food applications
Gıda uygulamaları için uygun maliyetli biyolojik malzeme üretimi
DİREN HAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TURGAY TEKİNAY
- Petrol hidrokarbonlarıyla kontamine olmuş topraklardan biyosürfaktan üretici mayaların izolasyonu ve identifikasyonu
Isolation and identification of biosurfactant producing yeasts from soil contaminated with petroleum hydrocarbons
GÜLŞAH TEPEBAŞI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiEge ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSNİYE TANSEL YALÇIN
- Yüzey aktif madde üreten bakterilerin denizel çevrelerden izolasyonu ve moleküler tanılaması
Isolation and molecular identification of surface-active agent producing bacteria from marine environments
HATİCE YÜSRA ÇİRİŞ
- Biyoteknolojik öneme sahip mikroorganizmaların zeytinyağı fabrikası atıklarından izolasyonu ve moleküler tanılaması
Isolation and molecular identification of microorganisms withbiotechnological importance from olive oil factory wastes
SÜMEYA ORTAKAYA
- Gıda kaynaklı mayalar ile biyosürfektanların üretimi ve fonksiyonel özelliklerinin araştırılması
Production of biosurfactants by foodborne yeasts and investigation of their functional properties
KÜBRA ERYAŞAR ÖRER
Doktora
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KARASU YALÇIN