Detection and Molecular Characterization of Bacteria With Biodegradation Ability in Agricultural Land With Pesticide Contamination

Abstract

Pestisitler dünya genelinde tarım başta olmak üzere farklı alanlarda sıklıkla kullanılan ve birçok canlı için toksik olan maddelerdir. Pestisit kullanımı çoğunlukla toprakta birikim yapmakta ve buradan da gerek su kaynaklarına gerekse doğrudan veya dolaylı olarak canlı organizmalara geçerek büyük çapta ekolojik zararlara neden olmaktadır. Bu sebeple pestisitlerin ekolojik ortamlardan uzaklaştırılması önem arz etmektedir. Tez kapsamında Akdeniz Bölgesi, Hatay İli'nden klorpirifos da dahil olmak üzere farklı pestisitlerin yoğun kullanımına maruz kalmış tarım arazisinden alınan toprak örneklerinde, pestisiti parçalayabilen bakterilerin varlığı araştırılmıştır. Bu amaç doğrultusunda kademeli klorpirifos artışı ile bu kimyasalı enerji kaynağı olarak kullanmaya zorlanan toprak bakterilerinden 30 bakteri izolatı morfolojik karakterler kullanılarak tanımlanmıştır. Mikroskobik incelemenin yanı sıra farklı kültür teknikleri ile saf olarak elde edilen izolatlardan genomik DNA izolasyonu yapılmıştır. Moleküler karakterizasyon için 16S rDNA bölgesi seçilmiş ve yapılan dizi analizleri sonucunda izolatların Bacillus, Enterobacter, Stutzerimonas, Pseudomonas ve Olivibacter cinslerine ait olduğu tespit edilmiştir. Bu kapsamda tez çalışması Türkiye Akdeniz Bölgesi'nde pestisit biyodegradasyonu yapabilen mikroorganizmaların tespiti için yapılan ilk çalışma özelliğini taşımaktadır.

Pesticides are widely used substances in agriculture, households, and industries throughout the world; however, they are toxic to many living species. These substances are mostly accumulated in the soil and released into the water, and they cause ecological destruction to a great extent by affecting living organisms directly or indirectly. Therefore, the toxic effects of pesticides should be minimized urgently. The aim of the present thesis, the presence of pesticide-degrading bacteria was investigated to reduce the negative impacts of pesticides that are widely used in the world and in our country. For this purpose, an agricultural field was selected in Hatay province in the Mediterranean region, which is the most pesticide used region of Türkiye. This field was exposed to intensively use of different pesticides including chlorpyrifos. As a result, 30 morphologically different bacterial isolates were distinguished from soil bacteria, which had to use this gradually increased chemical as an energy source. The genomic DNA isolation was made from isolates obtained purely by different culture techniques in addition to microscopic examination. As a result of the seguence analysis the 16S rDNA region selected for molecular characterization, it was determined that the isolates belonged to the genera Bacillus, Enterobacter, Stutzerimonas, Pseudomonas, and Olivibacter. In this context, the thesis study is the first study to determine of pesticide degradation microorganisms in the Mediterranean region of Türkiye.