Fosfat çözen funguslar tarafından üretilen organik asitlerin karakterizasyonu ve organik asit üretiminin manipülasyonu
Characterization of organic acids produced by phosphate-solubilizing fungi and manipulation of organic acid production
- Tez No: 1015528
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH ÖLMEZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Sürdürülebilir tarım, Sustainable agriculture
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tarımda sürdürülebilir verim artışı, bitki besin elementlerinin dengeli yönetimine bağlıdır. Fosfor (P) kök gelişimi ve enerji metabolizması (ATP) için kritik olmakla birlikte, toprakta çoğunlukla çözünmeyen/mineral formlarda bulunduğundan bitkiler tarafından sınırlı alınır. Kimyasal P gübrelerinin düşük kullanım etkinliği ve çevresel yükleri, organik asit üretimiyle asitleşme/şelasyon yoluyla P'yi mobilize eden fosfat çözen fungusları önemli bir biyolojik alternatif haline getirmektedir. Bu çalışma kapsamında stok kültür izolatların fosfat çözme etkinliği NBRIP-BPB yöntemiyle taranmış ve ön eleme sonucunda en yüksek performansı gösteren ilk 10 izolat belirlenmiştir. Tek izolat seçimi, çözünen fosfat (ppm; 0,5), spesifik fosfat çözme (ppm/g; 0,3), pH (0,1) ve zon çapı (mm; 0,1) bileşenlerinden oluşturulan ağırlıklandırılmış skor ile yapılmıştır. Seçilen izolatta fosfat çözme ve organik asit ilişkisini ortaya koymak amacıyla önce karbon kaynağı olarak sükroz düzeyi optimize edilmiş, ardından Cu-Zn-Mn iz element aralıkları optimize edilerek süreç parametrelerinin yanıt üzerindeki birlikte etkileri değerlendirilmiştir. İz element ve sükroz koşullarında pozitif kontrol Talaromyces funiculosus ile kıyaslandığında rekabet edemeyen izolatlar/koşullar, yanıtı zayıf temsil edeceği için RSM ve CCD denemelerine dahil edilmemiştir. Elde edilen bulgular, fosfat çözme yalnızca toplam asitleşme ile açıklanmadığını; çözünen fosfat düzeylerinin organik asit kompozisyonu ve iz element dengesi tarafından birlikte şekillendiğini göstermiştir. A. niger üzerinde CCD tabanlı optimizasyon ve UHPLC sonuçları, organik asit üretimi ve fosfat çözünmesinde en belirgin yönlendirici faktörün Cu düzeyi olduğunu ortaya koymuştur. Düşük Cu aralığında (Cu≈0,01-16,22) organik asit birikimi belirgin biçimde artmış; oksalik asit 54,05-83,95, malik asit 18,71-22,29, süksinik asit 174,41-235,54 ve fumarik asit 0,856-1,192 ppm düzeylerinde ölçülmüş ve çözünen fosfat miktarı 78,71-84,00 ppm'e yükselmiştir. Buna karşılık Cu'nun yükseldiği koşullarda (Cu=40,01-80,00) organik asit profili düşük düzeyli oksalatla (6,85-9,15 ppm) sınırlı kalmış ve çözünen fosfat 0,04-0,97 ppm aralığında seyretmiştir. Ayrıca Zn ve Mn'nin tekil artışından ziyade dengeli tutulmasının kritik olduğunu göstermiş; yüksek yanıt Zn=1,35-3,27 ve Mn=0,010-0,026 aralığında birlikte yönetildiğinde elde edilmiştir. İz elementsiz koşullarda ise Fusarium oxysporum'un malat ağırlıklı çok bileşenli; T. funiculosus'un oksalat ağırlıklı daha sınırlı bir organik asit profili sergilediği ve fosfat çözme performansının organik asit spektrumu ile ilişkili biçimde farklılaştığı belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Sustainable yield increases in agriculture depend on the balanced management of plant nutrients. Phosphorus (P) is critical for root development and energy metabolism (ATP), but since it is mostly found in insoluble/mineral forms in the soil, it is only partially absorbed by plants. The low utilization efficiency and environmental burdens of chemical P fertilizers have made phosphate-solubilizing fungi, which mobilize P through acidification/chelation by producing organic acids, an important biological alternative. Within the scope of this study, the phosphate solubilization activity of stock culture isolates was screened using the NBRIP-BPB method, and the top 10 isolates with the highest performance were identified as a result of the preliminary screening. Single isolate selection was based on a weighted score comprising soluble phosphate (ppm; 0.5), specific phosphate solubilization-SPS (ppm/g; 0.3), pH (0.1), and zone diameter (mm; 0.1). To reveal the relationship between phosphate solubilization and organic acids in the selected isolate, the sucrose level was first optimized as a carbon source, then the Cu-Zn-Mn trace element ranges were optimized to evaluate the combined effects of process parameters on the response. Isolates/conditions that could not compete with the positive control Talaromyces funiculosus under trace element and sucrose conditions were excluded from RSM and CCD experiments as they would poorly represent the response. The findings indicate that phosphate solubilization cannot be explained solely by total acidification; rather, the levels of dissolved phosphate are jointly shaped by the organic acid composition and trace element balance. CCD-based optimization and UHPLC results on A. niger revealed that the most significant factor influencing organic acid production and phosphate solubility is the Cu level. In the low Cu range (Cu=0.01-16.22), organic acid accumulation increased significantly; oxalic acid was measured at 54.05-83.95, malic acid at 18.71-22.29, succinic acid at 174.41-235. 54, and fumaric acid 0.856-1.192 ppm, while the amount of soluble phosphate increased to 78.71-84.00 ppm. In contrast, under conditions where Cu increased (Cu=40.01-80.00), the organic acid profile remained limited to low levels of oxalate (6.85-9.15 ppm), and soluble phosphate ranged from 0.04-0.97 ppm. The findings also showed that it is critical to maintain Zn and Mn in a narrow window rather than increasing them individually; the high response was obtained when Zn=1.35-3.27 and Mn=0.010-0.026 were managed together. Under trace element-free conditions, Fusarium oxysporum exhibited a malate-dominant, multi-component organic acid profile, while T. funiculosus showed a more limited, oxalate-dominant profile. Phosphate solubilization performance was found to vary in relation to the organic acid spectrum.
Benzer Tezler
- Kreatin kinaz izozimlerinin sıçan kalbinden saflaştırılması kinetik özelliklerinin ve nitrozolu karsinojen bileşiklerin etkilerinin araştırılması
The Investigation on creatine kinase isozymes purfied from mouse liver kinetic properties and the effects of carcinogen nitroso compounds
YÜKSEL KOCA
- İncir işletmelerinde açığa çıkan hurda incirlerin tek hücre proteini üretiminde substrat olarak kullanımı
Başlık çevirisi yok
HÜLYA OKER
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KARAPINAR
- Karma yemin fosfor kaynağı ve düzeyinin etlik piliç performansına etkileri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
SEZEN ÖZKAN SERTER
- Batık kültür yöntemi ile melastan tek hücre proteini (THP) üretiminde morchella conica var. costata vent miselyumunun kullanılması
Başlık çevirisi yok
İSMAİL KARABOZ