Pseudomonas putida'nın Arabidopsis thaliana ve Nicotiana tabacum bitkileri ile in vitro biyotizasyonu ve 2,4-dinitrotoluen'in biyotransformasyonu

Abstract

Bu çalışmada patlayıcı sanayinde ve poliüretan köpük yapımında kullanılan ksenobiyotik bir bileşik olan 2,4-dinitrotoluen'in (2,4-DNT) in vitro koşullarda biyotransformasyonu incelenmiştir. Arabidopsis thaliana L. (A. thaliana), genomuna Burkholderia cepacia R34 bakterisine ait dnt degradasyonunundan sorumlu genler aktarılmış Pseudomonas putida (P. putida) KT.DNT bakterisi ile inoküle edilmiştir. Bitki köklerinde kolonize olan bakteri aracılığı ile 2,4-DNT'nin in vitro biyodegradasyonu gerçekleştirilmiştir. Öncelikle bitki-bakteri etkileşimi çalışmaları yapılarak, P. putida'nın A. thaliana ve N. tabacum tohum çimlenmesi, bitki gelişimi ve büyümesine etkileri; farklı inokülasyon yöntemleri ve P. putida'nın farklı konsantrasyonları denenerek incelenmiştir. Böylece P. putida ile inokülasyon için bitkilerin optimum fizyolojik evresi belirlenmiştir. Bitki-bakteri birlikteliği sonrasında, bitki köklerine tutunan ve 2,4-DNT'yi degrade edebilen bakteriler tarafından 2,4-DNT'nin degradasyonu değerlendirilmiştir. 2,4-DNT'nin degradasyonu sonucunda, ortamdaki 2,4-DNT miktarındaki azalma ve oluşan degradasyon ürünleri spektrofotometrik ve kromatografik yöntemlerle analiz edildi. Elde edilen veriler bitki köklerine tututan KT.DNT bakterisinin 2,4-DNT biyotransformasyonunu etkin bir şekilde yapabildiğini göstermiştir.

In this study, biotransformation of 2,4-dinitrotoluene (2,4-DNT), a xenobiotic compound used in explosive industry and polyurethane foam production, was investigated. Arabidopsis thaliana L. (A. thaliana) inoculated with Pseudomonas putida (P. putida) KT.DNT carrying the genes necessary for 2,4-DNT degradation from Burkholderia sp. R34. In vitro biodegradation of 2,4-DNT was carried out by bacteria colonizing plant roots. First of all, the effects of P. putida on A. thaliana and N. tabacum seed germination, plant growth and development were investigated by using different inoculation methods and different concentrations of P. putida. Thus, the optimal physiological stage of the plants was determined for inoculation with P. putida. Afterwards, the 2,4-DNT degradation activity of the bacteria attached to the roots of the plant and capable of degrading DNT was evaluated. As a result of degradation of 2,4-DNT, the decrease in the amount of 2,4-DNT and the resulting degradation products were analyzed by spectrophotometric and chromatographic methods. The obtained data showed that DNT-degrading bacteria, which attach to plant roots, can efficiently perform 2,4-DNT biotransformation.