Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

ÇARDAK Mine

Danışman : Doç. Dr. Gülşen ALTUĞ

Anabilim Dalı : Temel Bilimler

Programı (Varsa) : Deniz Biyolojisi

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof Dr. Bayram ÖZTÜRK

Prof. Dr. Ayşe OGAN

Doç. Dr. Gülşen ALTUĞ

Doç. Dr. Fatma ARIK ÇOLAKOĞLU

Doç. Dr. Nuray BALKIS

İstanbul Boğazı’ndan İzole Edilen Enterobacteriaceae Üyelerinin Dağılımı Ve Ağır Metal Dirençliğinin Araştırılması
Bu çalışmada, İstanbul Boğazı’nda Karadeniz çıkışı ve Marmara Denizi girişinde seçilen istasyonlardan alınan deniz suyu örneklerinde Enterobacterieaceae üyesi bakterilerin dağılımını ve ağır metal tuzlarına karşı dirençlilik düzeylerini araştırmıştır. Ayrıca indikatör bakteri ve mezofilik aerobik heterotrofik bakteri düzeylerini fizikokimyasal parametreler ile ilişkilendirerek belirlemek ve ağır metal dirençliliğinin deniz ortamında plazmite bağlı olarak dağılım oranını belirlemek amaçlanmıştır.

Şubat 2006-Mart 2007 tarihleri arasında aylık olarak yüzeyden (0-30 cm) ve farklı derinliklerden alınan deniz suyu örneklerinde, API 20E, (Biomereux) kullanılarak tanımları yapılan Enterobacterieaceae üyesi 126 adet izolat bakır (CuSO₄), nikel (NiCl₂), magnezyum (MgSO₄), kadmiyum (CdCl₂), civa (HgCl₂) ve çinko (ZnSO₄) tuzlarına karşı dirençlilikleri belirlenmiştir. Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu (MİK) testlerine alınmıştır. Dirençli oldukları tespit edilen izolatlarda dirençliliğin plazmite bağlı olup olmadığını belirlemek için Miniprep Kit (Qiagen/Courtaboeuf) kullanarak plazmit izolasyonu ve plazmit eleminasyonu testleri yapılmıştır. Ortamın bakteriyolojik kirlilik yükünü belirlemek amacı ile membran filtrasyon tekniği kullanılarak fekal koliform ve total koliform analizleri, heterotrofik bakteri bolluğunu belirlemek için Marine Agar’a yayma ekim metodu kullanılarak kültür edilebilir toplam mezofilik aerobik bakteri sayımları yapılmıştır.

Fiziko-kimyasal parametreleri belirlemek amacı ile CTD ile (SBE-15) sıcaklık, tuzluluk, çözünmüş oksijen spektrofotometrik olarak nitrit azotu, nitrat azotu,orto fosfat ve klorofil-a analizleri yapılmıştır. Sonuçta bu çalışma bulguları ile İstanbul Boğazı’nda bakteriyolojik kirliliğin ve heterotrofik aerobik mezofilik bakteri bolluğunun en yüksek Marmara Denizi girişinde olduğu, 20 metrenin altında tespit edilen yüksek bakteri sayısının derin deşarj standartlarının üzerinde olduğu ve İstanbul Boğazı Marmara Denizi girişi bölgesinde derin deşarjın amacının gerçekleşmediği alt tabaka sularının Karadeniz’e karışmak yerine Marmara Denizine döndüğü bakteri düzeyleri ile tespit edilmiştir.

İlk kez bu çalışma ile İstanbul Boğazı’nda Enterobacteriaceae üyesi izolatların dağılım oranı tesit edilmiş, rastlanma sıklığı en yüksek izolat % 28 oranı ile E. coli bulunurken, bunu sırasıyla % 19 ile Enterobacter spp. (% 12 E. cloaceae + % 3,17 E. sakazakii + % 1,59 E. gergoviae + 1,59 E. aerogenes), %16 ile Klebsiella spp. (% 9.57 K. pneumoniae + %3.17 K. oxytoca + % 3.17 K. ornithinolytica), % 14 Serratia spp. (%3.17 Serratia odorifera, % 8. 73 Serratia marcescens, % 2,38 Serratia plymutica), % 7 Citrobacter spp., (% 4,76 Citrobacter frenduii, % 2,38 Citrobacter braakii), %6 Salmonella enterica, % 6 ile Proteus spp (% 3,17 Proteus mirabilis, % 2,38 Proteus vulgaris ) ve % 4 ile Pantoe agglomerans izlemiştir Tüm izolatlarda en yüksek ağır metal dirençlilik frekansını sırasıyla E. coli, Enterobacter cloaceae, Serratia marcescens, Citrobacter ,Klebsiella pneumoniae, Pantoe agglomerans, Salmonella enterica ve Proteus mirabilis izolatları göstermiştir. Ağır metallere dirençli oldukları tespit edien izolatlar ağır metallerin doğal olarak ortamdan uzaklaştırılmasında kullanılacak adapte kültürlere aday türler olarak stoklanmıştır. Ağır metal dirençliliğinin % 39 - % 52 aralığında plazmitler yolu ile ortamdaki alıcı diğer bakterilere aktarılabileceği yine ilk kez bu çalışma bulguları ile ortaya konmuş sonuçlar çevresel faktörlerle ilişkilendirilerek tartışılmıştır.

Heavy Metal Resıstance And Dıstrıbutıon Members Of Enterobacterıaceae Isolated From The Istanbul Straıt
The aim of this study was to determine the distribution and heavy metal resistance of Enterobacteriaceae members present in sea water samples obtained from stations selected at the Black Sea exit and Marmara sea entry of the Strait of Istanbul by relating indicator bacteria and mesophilic aerobic heterotrophic bacteria levels to physico-chemical parameters and to detect the rate of heavy metal distribution depending on plasmid in marine environment.

126 isolates of members of the family Enterobacteriaceae were identified using API 20E (Biomereux) in sea water samples obtained from surface (0-30 cm) and various depths in monthly samplings from February 2006 to March 2007. The isolates were subjected to Minimum Inhibition Concentration (MIC) tests using micro dilution technique in order to determine the resistances to the salts of copper (CuSO₄), nickel (NiCl₂), magnesium (MgSO₄), cadmium (CdCl₂), mercury (HgCl₂) and zinc (ZnSO₄). Plasmid isolation and plasmid elimination tests were conducted in order to determine whether the resistances of isolates that were detected to be resistant depend on plasmid by Miniprep Kit (Qiagen/Courtaboeuf). Fecal and total coliform analyses were performed in order to state the bacterial pollution load of the environment using membrane filtration technique whereas countings of the total number of culturable mesophilic aerobic bacteria were carried out using spread plate technique on marine agar for determining heterotrophic bacterial abundance.

Temperature, salinity and dissolved oxygen were collected with a CTD (SBE-15) and nitrites, nitrates, ortho-phosphates and chlorophyll-a analysis were performed spectrophotometrically in order to determine physico-chemical parameters. In conclusion, according to the results of this study it was shown that - the bacterial pollution and the abundance of heterotrophic aerobic mesophilic bacteria are highest at the Marmara Sea entry in the Strait of İstanbul, - the high number of bacteria determined below 20 meters are higher than deep discharge standards - and the deep discharge at the Marmara Sea entry of the Strait of Istanbul was not attaining its purpose and the lower layer waters were returning to Marmara Sea instead of merging in Black Sea as pointed out by bacterial levels.

The distribution rate of the isolates of the Enterobacteriaceae members in the Strait of Istanbul was determined for the first time in this study; the highest frequency was obtained from the isolate E. coli with 28 %, followed by Enterobacter spp. with 19 % (12 % E. cloaceae + 3.17 % E. sakazakii + 1.59 % E. gergoviae + 1.59 % E. aerogenes), Klebsiella spp. with 16 % (9.57 % K. pneumoniae + 3.17 % K. oxytoca + 3.17 % K. ornithinolytica), Serratia spp. with 14 % (Serratia odorifera 3.17 % + Serratia marcescens 8.73 % + Serratia plymutica 2.38 %), Citrobacter spp. with 7 %,(4,76 % Citrobacter frenduii + 2,38 % Citrobacter braakii Salmonella enterica. with 6 %, Proteus spp. with 6 % (Proteus mirabilis 3.17 % + Proteus vulgaris 2.38 %) and Pantoe agglomerans. with 4 %. The highest heavy metal resistance frequency among all isolates were showed respectively by E. coli, Enterobacter spp., Serratia spp., Citrobacter spp., Klebsiella spp, Pantoe spp., Salmonella spp. and Proteus spp. Isolates that were defined as resistant to heavy metals were stocked as candidate species for adapted cultures devoted to the natural elimination of heavy metals from the environment. Furthermore, the transfer of heavy metal resistance to other source bacteria in the environment via plasmids with ratios from 39 - 52 % was also exhibited the first time in this study; the results are discussed considering the effects of environmental factors.