Atık sulardan izole edilen Pseudomonas spp.'ların ekzopolisakkarit üretimlerine bazı ağır metallerin etkisi

Abstract

Bu çalışmada atık su arıtma havuzlarından alınan örneklerden 50 adet Pseudomonas spp. izole edilmiştir. İzolatların; koloni morfolojileri, gram boyama sonuçları ve VITEK 2 Compact 30 (biomerieux) cihazında yapılan tür tanımlamaları sonucunda 27 adet Pseudomonas aeruginosa ve 23 adet Pseudomonas stutzeri oldukları tespit edilmiştir. Tanımlanan izolatlar 10 ppm Cr(VI), Cd(II), Cu(II) ve Mn(II) konsantrasyonlarına maruz bırakılarak bu metallere karşı canlılıkları tespit edilmiş ve her metal için canlılığını en çok koruyan izolatlar seçilmiştir. Aynı zamanda izolatların canlılık değerlerine göre uygulanacak metallerin 4 farklı derişimi belirlenmiştir. Buna göre Cr(VI) için S9, S17, S18, S24 ve S46 izolatlarının canlılıklarını en çok korudukları tespit edilmiş ve bu izolatlara uygulanacak Cr(VI) konsantrasyonları 5, 7,5, 10, 15 ppm olarak belirlenmiştir. S10, S23, S32, S44 ve S50 izolatları Cd(II) için en dirençli olup uygulanacak konsantrasyonlar 10, 20, 30, 40 ppm olarak belirlenmiştir. Cu(II) için S7, S8, S25, S32 ve S45 dirençli izolatlar seçilerek uygulanacak konsantrasyonlar 10, 20, 40, 80 ppm belirlenmiştir. Mn(II) metali için ise S10, S29, S32, S44 ve S50 dirençli izolatlara uygulanacak Mn(II) konsantrasyonları 100, 200, 300, 400 ppm olarak belirlenmiştir. Seçilen izolatlara belirlenen metal konsantrasyonları verilerek yüzde ölüm değerleri tespit edilmiş ve LC50 değerleri hesaplanmıştır. Buna göre en dirençli izolatlar Cr(VI) metalinde S24, Cd(II) metainde S32, Cu(II) metalinde S8 ve Mn(II) metalinde S37 olduğu tespit edilmiştir. 50 adet izolatın metale maruz bırakılmadan ekzopolisakkarit (EPS)' leri elde edilmiştir. Buna göre en yüksek EPS miktarı Pseudomonas aeruginosa S20 (52,03 mg/L) ve Pseudomonas stutzeri S39 (52,03 mg/L) izolatlarında, en düşük EPS miktarı ise Pseudomonas stutzeri S25 (17,81 mg/L) ve Pseudomonas stutzeri S45 (17,18 mg/L) izolatlarında olduğu görülmüştür. Her metal için seçilen izolatlar, belirlenen konsantrasyonlarda metale maruz bırakılarak EPS izolasyonu gerçekleştrilmiştir. 15 ppm Cr(VI) konsantrasyonunda en yüksek EPS üretiminin Pseudomonas stutzeri S46 izolatında (74,68 mg/L), en düşük EPS üretiminin ise Pseudomonas stutzeri S18 izolatında olduğu (39,37 mg/L) tespit edilmiştir. 40 ppm Cd(II) konsantrasyonunda en yüksek EPS üretiminin Pseudomonas stutzeri S23 izolatında (60,93 mg/L), en düşük EPS üretiminin ise Pseudomonas aeruginosa S10 izolatında olduğu (40,93 mg/L) belirlenmiştir. 80 ppm Cu(II) konsantrasyonunda en yüksek EPS üretiminin Psedomonas stutzeri S45 izolatında (74,06 mg/L), en düşük EPS üretiminin ise Pseudomonas aeruginosa S8 izolatında olduğu (28,28 mg/L) görülmüştür. 400 ppm Mn(II) konsantrasyonunda en yüksek EPS üretiminin Pseudomonas stutzeri S44 izolatında (46,40 mg/L), en düşük EPS üretiminin ise Pseudomonas stutzeri S50 izolatında olduğu (26,56 mg/L) tespit edilmiştir. Sonuç olarak artan metal dozlarına maruz kalan Pseudomonas spp. izolatlarının ürettikleri EPS miktarlarında da artış olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma ile atık sulardan izole edilen Pseudomonas spp. izolatlarının bazı ağır metallerin EPS üretimine etkisi biyoteknolojik açıdan vurgulanmıştır.

In this study, 50 Pseudomonas spp. have been isolated from the instances of waste water purification pool. 27 Pseudomonas aeruginosa and 23 Pseudomonas stutzeri strains were detected according to colony morphologies, gram staining and type definitions that have been made in the vitek 2 compact 30 (biomerieux) device. Identified isolates were exposed by 10 ppm Cr(VI), Cd(II), Cu(II) and Mn(II) concentrations and detected their viabilities against these metals and by this way determined the most resistant isolates for each metal. Also, four different concentrations of these metals were determined according to viability of isolates. It was determined S9, S17, S18, S24 and S46 isolates protect their viability and concentrations of Cr(VI) were as 5, 7, 5, 10, 15 ppm. S10, S23, S32, S44 and S50 isolates were the most resistant isolates to 10, 20, 30, 40 ppm concentrations of Cd(II). S7, S8, S25, S32 and S45 isolates were selected based on resistance to 10, 20, 40, 80 ppm concentrations of Cu(II). Mn(II) concentrations were determined as 100, 200, 300, 400 ppm for S10, S29, S32, S44 and S50 resistant isolates. % death volues of isolates were determined by treated with metal concentrations and LC50 values of metals were calculated. Accordingly, the most resistive isolate in Cr(VI) metal is S24, in Cd(II) is S32, in Cu(II) is S8 and in Mn(II) metal is S37. It has been obtained exopolisaccharides (EPS) of the 50 isolates without exposing them to the metal. Accordingly, it has been found that the highest amount of EPS is in Pseudomonas aeruginosa S20 (52,03 mg/L) and in Pseudomonas stutzeri S39 (52,03 mg/L) isolates, the lowest amount of EPS is in Pseudomonas stutzeri S25 (17,81 mg/L) and in Pseudomonas stutzeri S45 (17,18 mg/L) isolates. Isolates selected for each metal by exposing them to the specified concentrations, EPS isolation has been carried out. In 15 ppm Cr(VI) concentration it has been found that the Pseudomonas stutzeri of the highest EPS production is in S46 isolates (74,68 mg/L) while the lowest Pseudomonas stutzeri is in S18 (39,37 mg/L). In 40 ppm Cd(II) concentration; the Pseudomonas stutzeri of the highest EPS production is in S23 (60,93 mg/L), while the lowest EPS production is in Pseudomonas aeruginosa S10 isolates (40,93 mg/L). In 80 ppm Cu(II) concentration, the Pseudomonas stutzeri of the highest EPS production is in S45 isolate (76,06 mg/L) while the lowest EPS production is in Pseudomonas aeruginosa S8 isolates (28,28 mg/L). In 400 ppm Mn (II) concentration, the Pseudomonas stutzeri of the highest EPS production is in S44 isolates (46,40 mg/L), while the Pseudomonas stutzeri of the lowest EPS production is in S50 isolates (26,56 mg/L). As a result, exposed to increasing metal dose of Pseudomonas spp., the amount of EPS produced by the isolates has been found to be increased. By this study it has been expressed the effect of some heavy metals of Pseudomonas spp isolates, which have been isolated from wastewater, to the EPS production in terms of biotechnology.