The role of mobile genetic elements on the surfactant enhanced bioremediation of petroleum contaminated soil
Petrol ile kirlenmiş toprakların yüzey aktif madde destekli biyoremediasyonunda mobil genetik elemanların rolü
- Tez No: 947824
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ULAŞ TEZEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
PHC ile kontamine olmuş topraklarda biyoremediasyon süreci, söz konusu bileşiklerin düşük çözünürlükleri ve mikroorganizmalar tarafından zor erişilebilir olmaları nedeniyle verimlilik açısından ciddi kısıtlamalar içermektedir. Bu çalışmada, non-iyonik sürfaktanlar olan Tween-20 ve Triton X-100'ün, petrol ile zenginleştirilmiş mikrobiyal konsorsiyumun (PEC) PHC bozunumu üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Deneyler, PEC'in ham petrol ve sürfaktanların farklı kombinasyonları altındaki performansını karşılaştırmalı olarak inceleyecek şekilde tasarlanmıştır. Mikrobiyal büyüme, toplam petrol hidrokarbonu (TPH) giderimi, gen ekspresyonu ve mobil genetik element (MGE) mobilizasyonu değerlendirilmiştir. PEC + Ham Petrol + Tween-20 grubunda, mikrobiyal sayım 4. gün sonunda 1.1 × 10⁸ CFU/mL'ye ulaşırken; bu değer, sadece ham petrol içeren grupta 5.0 × 10⁷ CFU/mL ve sadece Tween-20 içeren grupta 4.7 × 10⁷ CFU/mL olarak ölçülmüştür. TPH seviyesi, PEC + Tween-20 grubunda 0.59 ± 0.50 mg/g'a kadar düşmüş; bu değer, PEC grubunda 0.78 ± 0.11 mg/g ve sadece ham petrol içeren kontrol grubunda 3.66 ± 0.18 mg/g olarak kaydedilmiştir. Transkriptom analizleri, Tween-20'nin hem hidrokarbon bozunumu hem de stres yanıtı ile ilişkili genleri indüklediğini göstermiştir. ISPre2 transpozonunun pMAT1 plazmidinin sacB bölgesine (4664 bp, CTAA ve 4140 bp, TTAA) sıkça entegre olduğu görülmüş ve bu bölgelerdeki yerleşimler, hidrokarbon katabolizmasında görevli gen kümeleri ile ilişkilendirilmiştir. Buna karşılık, Triton X-100 orta düzeyde mikrobiyal büyüme ve bozunum sağlamış (TPH: 2.52 ± 1.13 mg/g, PEC + TX) ancak transkripsiyonel ve genetik aktivasyon düzeyi sınırlı kalmıştır. Sonuçlar, Tween-20'nin PHC biyoyararlanımını artırarak ve mikrobiyal adaptif yanıtları destekleyerek biyoremediasyon verimliliğini anlamlı ölçüde iyileştirdiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Bioremediation of petroleum hydrocarbons (PHCs) in contaminated soils remains a major challenge due to their persistence, low solubility, and limited microbial availability. This study evaluated the effects of non-ionic surfactants, Tween-20 and Triton X-100, on PHC degradation by a petroleum-enriched consortium (PEC). Experiments were designed to compare PEC activity across different combinations of crude oil and surfactants. Microbial growth, total petroleum hydrocarbon (TPH) removal, gene expression, and mobile genetic element (MGE) mobilization were assessed. In the PEC + Crude Oil + Tween-20 group, microbial counts reached 1.1 × 10⁸ CFU/mL by Day 4, compared to 5.0 × 10⁷ CFU/mL in PEC + Crude Oil and 4.7 × 10⁷ CFU/mL in PEC + Tween-20. Residual TPH dropped to 0.59 ± 0.50 mg/g in the PEC + Tween-20 group, lower than 0.78 ± 0.11 mg/g in PEC alone and 3.66 ± 0.18 mg/g in the crude oil-only control. Transcriptomic data showed that Tween-20 induced hydrocarbon degradation and stress-related genes. ISPre2 transposon was frequently mobilized into the sacB region of the pMAT1 plasmid at 4664 bp (CTAA) and 4140 bp (TTAA), suggesting enhanced horizontal gene transfer. These insertions were associated with hydrocarbon catabolic gene clusters. In contrast, Triton X-100 supported moderate microbial growth and degradation (TPH: 2.52 ± 1.13 mg/g in PEC + TX) but showed limited transcriptional and genetic activation. Overall, Tween-20 demonstrated dual benefits by enhancing PHC bioavailability and promoting adaptive microbial responses. These findings support its use in surfactant-assisted bioremediation strategies for petroleum-contaminated soils.
Benzer Tezler
- Detection of YvfI-SinR co-regulated genes and the effect of DegU transcriptional factor on the expression of YvfI gene in Bacillus subtilis
YvfI-SinR proteinleri tarafından birlikte düzenledikleri genlerin belirlenmesi ve Deg-U transkripsiyon faktörünün Bacillus subtilis' deki YvfI gen ekspresyonuna etkisi
BÜŞRA ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ
- İnsan genomunda retrotranspozon ve endojen retrovirüs analizleri
Retrotransposon and endogenous retrovirus analysis in human genome
BUKET ÇAKMAK GÜNER
Doktora
Türkçe
2018
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERMİN GÖZÜKIRMIZI
- Phenotypic and genetic characterization of antimicrobial resistance in salmonella isolates from different sources in Turkey
Türkiyede farklı kaynaklarda bulunan salmonella izolatlarının antimikrobiyal dirençliliklerinin fenotipik ve genetik karakterizasyonu
SİNEM ACAR
Doktora
İngilizce
2015
GenetikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. YEŞİM SOYER
PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL
- Bacillus subtilis GntR ailesine ait LutR transkripsiyon faktörünün doğrudan kontrolü altındaki genlerin CHIP ve EMSA yöntemleriyle belirlenmesi
Determination of genes under the direct control of GntR-type transcriptional factor LutR in Bacillus subtilis PY79 by CHIP and EMSA methods
MURAT KEMAL AVCI
Doktora
Türkçe
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN KARATAŞ
- Kan kültürlerinden izole edilen Escherichia coli suşlarında integron gen kasetlerinin moleküler karakterizasyonu
Molecular characterization of integron gene cassettes in Escherichia coli strains isolated from blood cultures
AHU REİS
Doktora
Türkçe
2017
Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon HastalıklarıKaradeniz Teknik ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OSMAN KILIÇ