16s rRNA probları kullanılarak etkin kadmiyum, civa ve antimon dirençli nehir izolatlarının takip edilmesi

Abstract

Bu çalışma kapsamında kadmiyum, civa ve antimon dirençli bakterilerin Kırıkkale-Kızılırmak suyundan izole edilmesi, tanımlanması, moleküler karakterizasyonu ve 2010-2012 yılları arasındaki mevsimsel populasyon yayılımları araştırılmıştır. Bu amaçla, sırasıyla kadmiyum, civa ve antimon için maksimum tolere edilebilen konsantrasyon değerleri 900, 220 ve 1400 mg/L olan üç dirençli suş izole edilmiştir. Bu suşlar biyokimyasal testler yağ asidi ve 16S rRNA sekans analizleri kullanılarak Delftia tsuruhatensis, Pseudomonas koreensis ve Acinetobacter johnsonii olarak tanımlanmıştır. Her üç suşun çoklu metal ve antibiyotik dirençlilik profilleri belirlenmiştir. Yapılan DNA analiz çalışmaları sonucunda kadmiyum dirençlilik genlerinin D. tsuruhatensis suşunda kromozomal DNA üzerinde olmasına rağmen, P. koreensis?deki Hg direnç genleri ile Acinetobacter johnsonii?deki Sb direnç genlerinin ise sırasıyla 215 ve 117 kb moleküler ağırlığında olan plazmidler üzerinde kodlandığı belirlenmiştir. Total ve dış membran protein analizi çalışmaları yapılarak çalışılan metallerin dirençlilik mekanizmaları belirlenmeye çalışılmıştır. 2010-2012 yılları arasında alınan su örneklerinden floresan in situ hibridizasyon yöntemi kullanılarak etkin metal dirençliliği gösteren bu suşların mevsimsel populasyon yayılımları belirlenmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda çalışmada elde edilen D. tsuruhatensis, P. koreensis, ve A. johnsonii nehir izolatlarının kadmiyum, civa ve antimon biyoremediasyonu için potansiyel suşlar olabileceği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ağır metal dirençliliği, Delftia tsuruhatensis, Pseudomonas koreensis, Acinetobacter johnsonii, floresan in situ hibridizasyon, 16S rRNA sekans analizi, yağ asidi analizi, moleküler karakterizasyoniii

This study aimed to isolate, identify, characterize and investigate the seasonal population shifts of relatively dominant cadmium-, mercury and antimony-resistant bacteria from the river Kızılırmak-Kırıkkale. For this purpose, three isolates with maximum tolerable concentration values of 900, 220 and 1400 mg/L for cadmium, mercury and antimony, respectively, were chosen for further studies. These isolates were identifed as Delftia tsuruhatensis, Pseudomonas koreensis and Acinetobacter johnsonii by using biochemical tests, fatty acid methyl ester (FAME) and 16S rRNA sequence analyses. Moreover, multiple metal and antibiotic resistance profiles of all the isolates were determined. DNA analyses results revealed that the genes responsible for cadmium resistance in Delftia tsuruhatensis were located on chromosomal DNA, while mercury- and antimony-resistant genes of Pseudomonas koreensis and Acinetobacter johnsonii were located on plasmid DNA with molecular weights of 215 and 117 kb, respectively. In order to understand heavy metal resistance mechanisms of the isolates total and outer membrane protein profiles were also described. Finally, the seasonal population shifts of the isolates in between the years of 2010-2013 was also monitored by using in situ fluorescein hybridization method. Our results revealed that the river isolates Delftia tsuruhatensis, Pseudomonas koreensis and Acinetobacter johnsonii could be potential isolates in the bioremediation applications of cadmium, mercury and antimony contaminated areas. Key Words:Heavy metal resistance, Delftia tsuruhatensis, Pseudomonas koreensis,Acinetobacter johnsonii, fluorescence in situ hybridization, 16S rRNA sequence analysis, fatty acid methyl ester analysis, molecular characterization