Bitki gelişimini teşvik eden rizobakterilerden nano-biyoformülasyon oluşturulması
Nano-bioformulations of plant growth promoting rhizobacteria
- Tez No: 940116
- Danışmanlar: PROF. DR. RENGİN ELTEM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
PGPR olarak tanımlı birçok Bacillus türü doğada ağır metallere karşı tolerans geliştirerek uzun süre yaşamını sürdürebilir, toprak kalitesini arttırabilir ve bitki büyümesini teşvik edebilirler. Bacillus türlerinin metal nanopartiküllerle sinerjik etkisine dayanarak nano-biyogübre formülasyonları geliştirilmektedir. Nanopartikül formundaki uygun bir metale/polimere entegre edilen Bacillus hücreleri veya ürettiği metabolitler, nano-biyoformülasyon olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda nanoteknolojinin biyogübre formülasyonlarına entegrasyonu ile biyogübre etkinliği arttırılmış preparatların kullanımı da artış göstermektedir. Bu tez çalışmasında; yerel kaynaklardan izole edilen ve PGPR olarak tanımlı Bacillus subtilis 4-Ka-22 suşu ve manyetik demir nanopartiküller (Fe-NP) içeren nano-biyoformülasyon tasarımı yapılmıştır. Çalışmaya B. subtilis 4-Ka-22 suşunun kültür ortamı optimizasyonu ile başlanmıştır. Bu amaçla Design Expert® programında Yüzey Yanıt Metodolojisi ile kültür ortamı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Yöntemde B. subtilis 4-Ka-22 suşunun ürettiği lipopeptitlerin üç tür fitopatojenik fungusa karşı (Botrytis cinerea, Fusarium solani ve Rhizoctonia solani) maksimum inhibisyon oranı (%) ve canlı hücre sayısı (kob/mL) yanıtlarına göre kültür ortamı bileşenleri 8 g melas, 15 g soya unu, 9,5 g Monosodyum glutamat (MSG), 6,6 g CaCl2 ve 10 g gliserol olarak belirlenmiş ve CLP üretim ortamı olarak isimlendirilmiştir. Tasarlanan nano-biyoformülasyonda nanobileşenler olarak manyetik demir nanopartiküller (Fe-NP) kullanılmıştır. Fe-NP'lerin sentezi kimyasal ve yeşil sentez yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Kimyasal yöntemle sentezlenen Fe-NP'lerin kitinaz, kitosanaz ve proteaz enzimi aktivitelerine etkisi incelenmiştir ancak enzim aktivitesini arttırıcı etkisi gözlenmemiştir. B. subtilis 4-Ka-22 suşunun CLP üretim ortamında yeşil nanopartikül sentezi amacıyla iki farklı demir tuzu (FeCl3 ve FeSO4) kültür ortamına eklenerek, demir tuzlarının farklı konsantrasyonlarının (1, 3, 5, 10, 15 ve 20 mM) canlı hücre sayısına etkisi ve manyetik partikül oluşumu incelenmiştir. Kültür işlemi sonunda ortamların hiçbirinde manyetik partikül oluşumu gözlenemezken, yüksek konsantrasyonda (10, 15 ve 20 mM) demir içeriği hücre ölümüne neden olmuştur. B. subtilis 4-Ka-22 suşunun CLP üretim ortamında kültüre alınmasının ardından hücresiz kültür sıvısına iki farklı demir tuzu (FeCl3 ve FeSO4) çözeltileri eklenerek, Design Expert® programında Optimal (Custom) Design yöntemi ile oluşturulan deneyle manyetik Fe-NP sentezi gerçekleştirilmiştir. Hücresiz kültür sıvısı ile 15 mM FeSO4 tuzunun pH 13, 68°C, 48 sa koşullarında inkübasyona alındığı örnekte manyetik etkileşim gözlenebilmiş, en yüksek İAA miktarı (31,23 µg/mL) ile DLS analizine göre en düşük ortalama partikül çapı (718,8 d.nm) bu örnekte saptanmıştır. Aynı koşullarda hücre içeren kültür sıvısı ile FeSO4 tuzunun inkübasyon koşullarına 300 rpm karıştırma eklenerek sentez gerçekleştirilmiş ve daha etkili Fe-NP'ler sentezlendiği İAA miktarındaki (81,40 µg/mL) artışa göre belirlenmiştir. Deney sonuçlarına göre; B. subtilis 4-Ka-22 suşunun kültür sıvısında sentezlenen Fe-NP'lerin, nano-biyoformülasyonunun biyogübre etkinliğinin zenginleştirilmesinde umut vadedici olduğu görülmektedir.
Özet (Çeviri)
Many Bacillus species identified as PGPRs can develop tolerance to heavy metals in nature and survive for long periods of time, improving soil quality and promoting plant growth. Based on the synergistic effect of Bacillus species with metal nanoparticles, nano-biofertilizer formulations are being developed. Bacillus cells integrated into a suitable metal/polymer in the form of nanoparticles or the metabolites they produce are used as nano-bioformulations. In recent years, with the integration of nanotechnology into biofertilizer formulations, the use of preparations with increased biofertilizer efficiency has been increasing. In this thesis, a nano-bioformulation was designed using Bacillus subtilis 4-Ka-22 strain isolated from local sources and identified as PGPR and magnetic iron nanoparticles (Fe-NP). The study started with the optimization of the culture broth of B. subtilis 4-Ka-22 strain. For this purpose, culture broth optimization was performed with Surface Response Methodology in Design Expert® program. In the method, according to the maximum inhibition rate (%) and viable cell number (cfu/mL) responses of lipopeptides produced by B. subtilis 4-Ka-22 strain against three types of phytopathogenic fungi (Botrytis cinerea, Fusarium solani and Rhizoctonia solani), culture broth components were determined as 8 g molasses, 15 g soy flour, 9.5 g Monosodium glutamate (MSG), 6.6 g CaCl2 and 10 g glycerol and named as CLP production broth. Magnetic iron nanoparticles (Fe-NPs) were used as nanocomponents in the designed nano-bioformulation. The synthesis of Fe-NPs was carried out by chemical and green synthesis methods. The effect of Fe-NPs synthesized by chemical method on chitinase, chitosanase and protease enzyme activities was investigated, but no enzyme activity enhancing effect was observed. Two different iron salts (FeCl3 and FeSO4) were added to the culture broth for the synthesis of green nanoparticles in the CLP production broth of B. subtilis 4-Ka-22 strain and the effect of different concentrations of iron salts (1, 3, 5, 10, 15 and 20 mM) on the number of viable cells and magnetic particle formation was investigated. At the end of the culture process, no magnetic particle formation was observed in any of the broth, while high concentrations (10, 15 and 20 mM) of iron content caused cell death. After culturing B. subtilis 4-Ka-22 strain in CLP production broth, two different iron salt (FeCl3 and FeSO4) solutions were added to the cell-free culture broth and magnetic Fe-NP synthesis was performed with the experiment created by the Optimal (Custom) Design method in the Design Expert® program. Magnetic interaction was observed in the cell-free culture medium incubated with 15 mM FeSO4 salt at pH 13, 68°C, 48 h. The highest amount of IAA (31.23 µg/mL) and the lowest average particle diameter (718.8 d.nm) according to DLS analysis were determined in this sample. In the same conditions, the synthesis was carried out by adding 300 rpm mixing to the incubation conditions of the culture broth containing cells and FeSO4 salt and it was determined that more effective Fe-NPs were synthesized according to the increase in the amount of IAA (81.40 µg/mL). According to the results of the experiments; Fe-NPs synthesized in the culture broth of B. subtilis 4-Ka-22 strain, nano-bioformulation of Fe-NPs seems to be promising in the enrichment of biofertilizer activity.
Benzer Tezler
- Peyzaj düzenleme çalışmalarında kullanılan ve kullanılmaya uygun çeşitli taşların özellikleri ile İzmir ve yakın çevresinde bunlara ilişkin kaynaklar üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
E. VECDİ KÜÇÜKERBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Peyzaj MimarlığıEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLÇİN ASLANBOĞA
- Samsun ve çevresinde tarla sarmaşığı (conuolvulus arvensis L.)'na karşı biyolojik savaşa esas olacak fauna tespiti
Investigations on the insect fauna of the field binweed (Conuolvulus arvensis L.) related to its biological control in Samsun Province
YASEMİN UFUK GERMAN
- Marmara bölgesindeki kavun ve karpuz yetiştiriciliğinin bugünkü durumu, sorunları ve öneriler
The Status of melon and water melongrowing in Marmara region at present and its Problems and recommedations
MEHMET GÜLER
- Polüsyonun bazı bitki hormonları içeriğine etkileri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
TACETTİN ÇİMEN