Turunçgillerde depo çürüklüğü etmeni funguslara karşı antagonistik aktinobakterilerin izolasyonu, tanımlanması ve biyokontrol potansiyellerinin belirlenmesi
Isolation, identification and determination of biocontrol potentials of antagonistic actinobacteria against fungi causing storage rot in citrus
- Tez No: 988323
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA OSKAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mikrobiyoloji, Biyoloji, Biyoteknoloji, Microbiology, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Antibiyotikler, Antimikrobiyal ajanlar, Gıda kontrolü, Mikrobiyoloji, Mikrobiyolojik kalite, Mikrobiyolojik özellikler, Antibiotics, Antimicrobial agents, Food control, Microbiology, Microbiological quality, Microbiological properties
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Aktinobakteriler, toprak ve su gibi habitatlarda yaşayan Gram pozitif bakterilerden olup çok sayıda biyoaktif bileşik ve hücre içi/dışı enzimler üretme kapasitesine sahiptirler. Son zamanlarda aktinobakterilerin antibakteriyel, antifungal ve diğer çeşitli aktif bileşikleri üretme potansiyelleri ve bu bileşiklerin tarım, gıda, ilaç ve kozmetik gibi endüstrilerde kullanım olanakları üzere birçok araştırma gerçekleştirilmiştir. Bu araştırmada ise kısaca, farklı habitatlardan izole edilen aktinobakteriler ve metabolitlerinin hasat sonrası turunçgillerde depo çürüklüğüne sebep olan ve sırasıyla yeşil ve maviküf hastalığı etmeni Penicillium digitatum ve P. italicum fitopatojenlerin kontrolüne yönelik antifungal aktiviteleri değerlendirilmiştir. Manisa ve çevresinden alınan toprak örneklemelerinden 186 aktinobakteri izole edilmiştir. İzolatların ilk antifungal aktivitesi hali hazırda küflü meyve ve sebzelerden izole edilen fitopatojen küfler hedef organizma olarak seçilerek denenmiştir. Birincil antifungal testlerde 186 aktinobakteri izolatından 44 tanesi etkili olarak belirlenmiş ve bunlardan en iyi aktiviteye sahip 10 izolat seçilerek fermentasyon yoluyla elde edilen metabolitleri ikincil antifungal denemelerde kullanılmıştır. Fermentasyon yoluyla biyoaktif ekstraktları elde edilen 10 izolatın hem Sıvı Kromatografisi-Yüksek Çözünürlüklü Elektro Sprey İyonizasyon Kütle Spektrometresi (LC-HRESIMS) kromatogramları hem de ikincil antagonistik test sonuçları değerlendirilerek GA-09 nolu izolatın en yüksek aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. Fermentasyonun ardından Kupchan sıvı-sıvı partisyonlama yöntemiyle fraksiyonlama ve sonrasında Orta Basınçlı Sıvı Kromatografisi (MPLC) ile alt fraksiyonlama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen alt fraksiyonlar Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC) kullanılarak antifungal olduğu düşünülen bileşikler saflaştırılmıştır. Saf metabolitlerin in vitro ve in vivo antifungal aktiviteleri P. digitatum ve P. italicum'a karşı deneniştir. İn vivo testlerde kullanılan portakalların inkübasyon öncesi ve inkübasyon sonrası fizikokimyasal özellikleri (pH, briks, esmerleşme indeksi ve tekstür parametrelerinden sıkılık) ölçülmüştür. Saflaştırılan metabolitlerin yapısal karakterizasyonu 1H-NMR ve 13C-NMR ile tespit edilmiştir. Çalışmada GA-09 (Streptomyces pseudovenezuelae)'un ürettiği ve antifungal olduğu düşünülen 6 metabolit; Rutamisin A (M-1), Rutamisin B (M-2), Bilinmeyen 1 (M-3), Bilinmeyen 2 (M-4), Desferrioxamine D2 (M-5) ve Desferrioxamine E (M-6) olarak tespit edilmiştir. Literatürde daha önce belirlenmiş bileşikler ile karşılaştırıldığında; M-1 ve M-2'nin antifungal olduğu bilinen bileşiklerden; M-3 ve M-4 ise yeni bileşikler olabileceği ilk kez bu çalışmada rapor edilmiştir. M-5 ve M-6 ise siderofor olarak bilinen demir şelatlayan bileşiklerdir. M-1 ve M-2 birbirinin türevi olup in vitro ve in vivo analizlerde en yüksek antifungal etkiyi göstermiştir. Ayrıca M-1 ve M-2 ilave edilen portakallarda 5 günlük inkübasyon süresince sıkılık değerinin korunduğu tespit edilmiştir. M-3 ve M-4 ise pozitif kontrole yakın bir antifungal aktivite göstermiştir. 16 farklı mikroorganizmanın morfolojik, kültürel karakteristikler ve moleküler olarak identifikasyonu yapılmıştır. Seçilen ve üzerinde çalışılan aktinobakterilerden cins bazında 6 adet Streptomyces sp. (AK-01, AK-13, AK-14, DT-06, DT-10 ve DT-11), 1 adet Amycolatopsis sp. (SP-03) ve 1 adet Lentzea sp. (UZ-72) ile tür bazında 2 adet Streptomyces netropsis (DT-02) ve Streptomyces pseudovenezuelae (GA-09) olarak tanımlanmıştır. Tür bazında belirlenen fitopatojen küfler ise sırasıyla; Penicillium italicum, Penicillium digitatum, Penicillium chrysogenum, Alternaria alternata, Aspergillus niger ve Fusarium oxysporum olarak belirlenmiştir. Yapılan analizlere ve elde edilen sonuçlara göre bu araştırma literatürde yapılmış diğer benzer çalışmaları ileri bir boyuta taşımış ve elde edilen aktinobakteri metabolitlerinin ticarileşme potansiyelini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Actinobacteria are Gram-positive bacteria that inhabit environments such as soil and water and possess the capacity to produce numerous bioactive compounds and intracellular/extracellular enzymes. Recently, numerous studies have been conducted on the potential of actinobacteria to produce antibacterial, antifungal, and other various active compounds, as well as the possibilities for using these compounds in industries such as agriculture, food, pharmaceuticals, and cosmetics. In this study, the antifungal activities of actinobacteria and their metabolites isolated from different habitats were evaluated for the control of the phytopathogens Penicillium digitatum and P. italicum, which cause post-harvest storage rot in citrus and are the causative agents of green and blue mould disease, respectively. A total of 186 actinobacteria were isolated from soil samples collected from Manisa and its surroundings. The initial antifungal activity of the isolates was tested using phytopathogenic moulds isolated from mouldy fruits and vegetables as target organisms. In primary antifungal tests, 44 of the 186 actinobacteria isolates were found to be effective, and the 10 isolates with the best activity were selected and their metabolites obtained through fermentation were used in secondary antifungal tests. The Liquid Chromatography-High-Resolution Electrospray Ionisation Mass Spectrometry (LC-HRESIMS) chromatograms and secondary antagonistic test results of the 10 isolates from which bioactive extracts were obtained through fermentation were evaluated, and isolate GA-09 was determined to have the highest activity. Following fermentation, fractionation was performed using the Kupchan liquid-liquid partitioning method, followed by subfractionation using Medium Pressure Liquid Chromatography (MPLC). The antifungal compounds were purified from the obtained subfractions using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The in vitro and in vivo antifungal activities of pure metabolites were tested against P. digitatum and P. italicum. The physicochemical properties (pH, Brix, browning index, and texture parameters, including firmness) of the oranges used in the in vivo tests were measured before and after incubation. The structural characterisation of the purified metabolites was determined by 1H-NMR and 13C-NMR. Six metabolites produced by GA-09 (Streptomyces pseudovenezuelae) and thought to be antifungal were identified in the study: Rutamycin A (M-1), Rutamycin B (M-2), Unknown 1 (M-3), Unknown 2 (M-4), Desferrioxamine D2 (M-5) and Desferrioxamine E (M-6). When compared to previously identified compounds in the literature, M-1 and M-2 are known antifungal compounds, while M-3 and M-4 are reported for the first time in this study as potentially new compounds. M-5 and M-6 are iron-chelating compounds known as siderophores. M-1 and M-2 are derivatives of each other and showed the highest antifungal effect in in vitro and in vivo analyses. Furthermore, it was found that the firmness value was maintained in oranges supplemented with M-1 and M-2 during a 5-day incubation period. M-3 and M-4 showed antifungal activity close to that of the positive control. The morphological, cultural characteristics and molecular identification of 16 different microorganisms were performed. Among the selected and studied Actinobacteria, 6 Streptomyces sp. (AK-01, AK-13, AK-14, DT-06, DT-10 and DT-11), 1 Amycolatopsis sp. (SP-03) and 1 Lentzea sp. (UZ-72) were identified at the genus level, and 2 species as Streptomyces netropsis (DT-02) and Streptomyces pseudovenezuelae (GA-09) were identified. The phytopathogenic moulds identified at the species level were Penicillium italicum, Penicillium digitatum, Penicillium chrysogenum, Alternaria alternata, Aspergillus niger, and Fusarium oxysporum, respectively. According to the analyses performed and the results obtained, this research has taken other similar studies in the literature to a higher level and has revealed the commercialisation potential of the actinobacteria metabolites obtained.
Benzer Tezler
- Turunçgillerde yeşil küf çürüklüğü etmenine (Penicillium digitatum (Pers.) Sacc) karşı yeni fungisitlerin ve mum kombinasyonlarının etkililikleri üzerine araştırmalar
Studies on effectiveness of new fungicides and wax combinations against (Penicillium digitatum (Pers.) Sacc) causal agent of green mold on citrus
YEŞİM AKINCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
ZiraatEge ÜniversitesiBitki Koruma Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PERVİN KINAY TEKSÜR
- Türkiye'de limon üretim ekonomisi ve pazar yapısı
Lemon production economics and market structure in Turkey
BEKİR DEMİRTAŞ
- Soğukta depolanan limonlardaki küfler üzerine radyasyon ve difenilli ambalaj kağıtlarının etkisi
Başlık çevirisi yok
SAİT AYKUT AYTAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. JALE ACAR
- Hatay ili paketleme evlerinin ve soğuk hava depolarının mevcut durumu ve sorunları
Current status and problems of packing houses and cold storage facilities in Hatay province
AHMET ONUR YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
ZiraatMustafa Kemal ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÇANDIR