İnvestigation of chromosal and plasmid DNA profiles of Lactococcus lactis ssp. lactis

Abstract

Adı-Soyadı: Burcu OKUKLUOkul: zmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: BiyolojiProgramı: Biyoloji (Yüksek Lisans)Lactoccocus lactis ssp. lactis'in Kromozomal ve Plazmit DNATez Ba lı ı:Profillerinin Ara tırılması.ÖZETPeynir ve di er fermente süt ürünlerinin üretiminde kullanılan laktik asitbakterileri ?starter kültür? olarak bilinir. Starterler istenilen kalite kriterlerinietkileyen laktik asit üretimi ile fermente süt ürünlerinin duyusal özelliklerinde önemlirol oynarlar. Süt ve süt ürünleri endüstrisinde Lactococcus lactis starter su larınınçe itlili i sınırlıdır. Teknolojik olarak istenen özellikteki yeni starterler için önemliölçüde talep duyulmaktadır. Laktoz fermentasyonundan sorumlu gen ürünleriplazmit DNA üzerinde kodlanır. Bu nedenle, laktik asit bakterilerinin plazmitstabilitesi starter kültürler için önemli bir endüstriyel özelliktir.Önceki çalı mada, , Lc. lactis ssp. lactis su ları Kapodokya bölgesi artisanal?çömlek peynirinden? izole edildi ve bu su lar iyi asit üreticileri olarak seçildi. Buçalı manın amacı, 54 Lc. lactis ssp. lactis su unun kromozomal ve plazmit profilleri ileintraspesifik çe itlili ini ara tırmaktır. Buna ek olarak, 35 artisanal starterin plazmitstabilitesi -galaktozidaz aktivesitesinin incelenmesi ile belirlendi. lk olarak, öncedenLc. lactis ssp. lactis olarak tanımlanan izolatların do rulanması için 16S rRNAgenlerinin kısmi DNA dizi analizleri gerçekle tirildi. Kısmi DNA dizi analizleri veblast ara tırma sonuçları temsili izolatların Lactococcus lactis ile % 90 homolojiyesahip oldu unu gösterdi. Kromozom ve plazmit profil sonuçlarına göre iyi asitaktivitesi gösteren 35 Lactococcus lactis artisanal starteri 10 farklı genotip ve 9 farklıplazmit gruplarına ayrıldı. Lactococcus lactis ssp. lactis, Lc. lactis ssp. cremoris ve Lc.lactis ssp. lactis biovar. diacetylactis referans su ları bu genotip ve plazmit gruplarıiçinde yer almadı. Teknolojik yöntemlerle dü ük asit aktivitesine sahip oldu ubelirlenen di er 17 izolat 13 farklı genotip ve 7 plazmit grubuna ayrıldı. Plazmitstabilitesi çalı maları ile sadece dört izolatın stabil plazmit içerdi i ve bu izolatlarınsürekli kültürleme süresince laktaz aktivitelerini korudu u bulundu.Sonuç olarak, kromozom ve plazmit DNA profili analizleri artisanal startersu larının belli gruplara ayrılmasını sa ladı. Stabil ve stabil olmayan plazmit içerensu lar ileriki çalı malarda artisanal starterlerin teknolojik özelliklerini karakterizeetmek ve geli tirmek için kullanılacaktır.

Name: Burcu OKUKLUSchool: zmir Institute of TechnologyDepartment: BiologyMajor: Biology (Master)Title of Thesis: Investigation of Chromosomal and Plasmid DNA Profiles ofLactococcus lactis ssp. lactisABSTRACTLactic acid bacteria used in the manufacturing of cheese and otherfermented milk products are known as starter cultures. Starters play an importantrole in the sensory properties of fermented milk products by lactic acid productionwhich influences desirable quality characteristics. In dairy industry, diversity ofstarter strains of Lactococcus lactis is very limited. There is a considerable demandfor novel starters with technologically desirable properties. Gene productsresponsible for lactose fermentation are encoded on plasmid DNA. Therefore, theplasmid stability of lactic acid bacteria is an important industrial property for starterculture.In the previous study, Lc. lactis ssp. lactis strains were isolated from anartisanal ?comlek peyniri? from Cappodocia and these strains were selected as goodacid producers. The aim of this study was to investigate intraspecific diversity of 54Lc. lactis ssp. lactis by choromosomal and plasmid profiling. In addition, the plasmidstability of 35 artisanal starters was determined by the examination -galactosidaseactivity. First of all, partial DNA sequencing of the 16S rRNA genes was carried outin order to confirm that the previously identified isolates were Lc. lactis ssp. lactis.The partial DNA sequencing and blast search results indicated that representativeisolates showed 90 % homology with Lactococcus lactis. Based on chromosome andplasmid profiling results, 35 Lactococcus lactis artisanal starters exhibiting goodacidifying activities were classified into ten different genotypes and nine plasmidgroups. None of the reference strains of Lactococcus lactis ssp. lactis and Lc. lactis ssp.cremoris and Lc. lactis ssp. lactis biovar. diacetylactis were included into thesegenotypes and plasmid groups. The rest of the 17 isolates which were defined as lowacid producers by technological methods were clustered into thirteen uniquegenotypes and seven plasmid groups. Only four of the isolates were found to containthe most stable plasmids by instability studies and these kept their lactase activitiesduring prolonged subculturing.As a result, chromosome and plasmid DNA profiling allowed us to classifyartisanal starter strains in certain groups. The strains with stable and instableplasmids will serve us to characterize and improve technological features of theseartisanal starter strains in future studies.