Toprak biyoçeşitliliğinin arttırılmasında kırmızı deniz mikroalglerinin (Rhodophyta) biyostimülant potansiyelinin araştırılması


Aydın S.(Yürütücü), Sönmez O.

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2023 - 2024

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Destek Programı: BAP Araştırma Projesi
  • Başlama Tarihi: Temmuz 2023
  • Bitiş Tarihi: Kasım 2024

Proje Özeti

Günümüzde artan antibiyotik kullanımı sonucunda antibiyotiğe direnç gösteren bakterilerle mücadelede yüz yıllık bir teknoloji olan Bakteriyofaj tedavisi, dirençli bakteriler üzerinde uygulanmaya yeniden başlanmıştır. Fajlar antibiyotiklerden farklı olarak spesifik bakterilere etki ederek, tüm bakteri popülasyonu etkilemezler. Bakteriyofaj tedavisi klinik çalışmalara ek olarak toprak, hava ve su gibi doğal ortamlarda bakteri enfeksiyonunu kontrol etmemizi kolaylaştırmaktadır. Topraktan geçen patojenik bakteriler günümüzde toplum sağlığı ve çevre güvenliğimiz için tehdit oluşturmaktadır. Önerilen proje de farklı çevresel sistemlerde patojenik bakterileri hedef alma ve etkisizleştirme konusunda yüksek bir etkinliğe sahip olup uzun zamanlardan beri kullanılan bir teknik olan bakteriyofaj (faj) tedavisi denenecektir. Faj - bakteri ilişkisinin toprak sağlığı ve patojen bakteri yok etme potansiyelleri gibi birçok avantaja rağmen toprak sağlığında faj kullanımı henüz yeterince geliştirilmemiştir. Bakteriyel virüsler(fajlar) bakteri evriminde ve bakteri ekosistemlerinde oldukça önemli etkilere sahiptir. Dünyadaki toplam bakteriyel parçalamanın %20-40’ından fajların sorumlu olduğu düşünülmektedir. Farklı faj tipleri psödolizojenik, litik veya lizojenik yaşam döngülerine sahip olabilirler. Faj tedavisinde en önemli şeylerden biri patojen bakteriye uyumlu bir litik fajın seçimidir. Bu sayede faj patojen olan bakteri hücresinde çoğalarak hücrenin ölümüne sebep olmaktadır. Önerilen bu proje sayesinde toprak ortamında patojenik bakterilerin inaktivasyonu için farklı litik bakteriyofaj türlerinden oluşan kombinasyonların faj tedavisinde kullanımının toprak ve bitki üzerindeki etkileri genetik analizlerle belirlenecektir. Bu sayede toprakta önemli fonksiyona sahip gen gruplarının aktarımı, toprak mikrobiyal komünitesine etkileri ve toprak-besin döngüsü dahil toprak işleyişi üzerindeki etkileri belirlenecektir. Hazırlanan bakteriyofaj kokteyleri ile hem toprakta yer alan faydalı mikroorganizmaların arttırılması hedeflenecek hem de inek dışkısı kontamineli toprak numunlerinde yer alan antibiyotik dirençli patojen bakterilerinin azaltılacaktır.  Bu sayede bitki ve toprak sağlığı için birçok avantaj sağlayan endofitik türler ve bitki arasında gerçekleşen horizontal gen transfer mekanizmalarının arttırılacağı düşünülmektedir. Bu sayede toprak biyoçeşitliliğinin arttırılmasına ve tehlikeli mikropların yok edilmesine yönelik biyoteknolojik mücadele yöntemlerinin geliştirilmesi amaçlanmaktadır.

 

Önerilen proje de toprak mikrobiyotasında yer alan faydalı türlerin miktarını arttıracak biyokontrol ajanları geliştirilerek toprakta biyoçeşitliliğinin arttırılması da amaçlanmaktadır. Toprakta yer alan mikrobiyotanın faydalı mikroorganizmalar açısından zengin olması toprak ve bitki sağlığı açısından önem taşıyarak var olan patojenlerin kolonizasyonunun önlenmesinde önem taşıyacaktır. Önerilen projede Haematococcus pluvialis mikroalgi ile toprakta yer alan biyoçeşitlilik arttırılarak patojen kolonizasyonunun önüne geçilecektir. Ayrıca proje de farklı çevresel sistemlerde patojenik bakterileri hedef alma ve etkisizleştirme konusunda yüksek bir etkinliğe sahip olup uzun zamanlardan beri kullanılan bir teknik olan bakteriyofaj (faj) tedavisi denenecektir. Bunun için proje süresince özellikle hayvan çiftliğine yakın olan topraklarda çok yaygın olarak bulunun toprak ve insan sağlığı için risk taşıyan, önemli toprak kaynaklı gıda salgınların nedeni olan Escherichia coli patojenik bakterisinin inaktivasyonu için E.coli ve Salmonella sp. türlerine yönelik fajları içeren bir kokteyli)  kullanımını ve toprak üzerindeki etkileri genetik analizlerle  incelenerek toprak sağlığına etkisi ilk kez denenecektir.