Green microalgae are a rich source of lipids available for animal and human consumption and for an important form of bioenergy; biodiesel. Selection and genetic engineering of a microalgal strain for sustainable and low-cost biotechnological processes is of utmost importance. In this study, a novel thermo-resistant microalgae strain; Scenedesmus sp. METUNERGY1402 (ME02) was assessed for high-value lipid production via biochemical and genetic approaches.An optimized growth medium for efficient growth of Scenedesmus sp. ME02 has been developed. In terms of biochemical and physiological aspects of microalgae, temperature is critical parameter in cultivation of microalgae and temperature control presents an additional cost in outdoor bioreactors. Previously, Scenedesmus sp. ME02 was reported to survive at 25-50°C. This study showed that this strain could also withstand temperatures as low as 10°C. The effects of diurnal temperature fluctuation on biomass and lipid productivities of Scenedesmus sp. ME02 were examined and compared to other temperature regimes. Fatty acid methyl ester (FAME) profiles of Scenedesmus sp. ME02 at different temperatures was also investigated in this study. Significant changes were observed particularly in economically important FAME profiles (palmitic, stearic, oleic, linoleic and linolenic acids). In order to dissect the genetic basis of the changes in fatty acid composition, fatty acid desaturase-2 (fad2) gene was identified and partially cloned from Scenedesmus sp. ME02.Finally, Scenedesmus sp. ME02 was successfully and stably transformed via genetic engineering technology.This is the first report of such a laboratory set-up implemented in batch cultures that can provide an insight for outdoor cultivation under extreme temperatures.

Yeşil mikroalgler, hayvan ve insan tüketimine uygun yağlar ve ayrıca biyoenerjinin önemli bir formu olan biyodizel için zengin lipit kaynaklarıdır. Mikroalg suşunun seçimi ve mühendisliği, sürdürülebilir ve düşük maliyetli biyoteknolojik uygulamalar açısından son derece önemlidir. Bu çalışmada, özgün ve ısıl dirençli bir mikroalg suşu olan Scenedesmus sp. METUNERGY1402 (ME02), biyokimyasal ve genetik yaklaşımlar aracılığıyla değerli yağ üretimi açısından değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, Scenedesmus sp. ME02 suşunun etkili bir şekilde büyümesi için optimize edilmiş besiyeri geliştirilmiştir. Biyokimyasal ve fizyolojik açıdan bakıldığında, mikroalg kültürünün yetiştirilmesinde, sıcaklık kritik bir parametredir ve dış mekân biyoreaktörleri için sıcaklık kontrolü ek maliyete sebep olmaktadır. Daha önce Scenedesmus sp. ME02 suşunun 25-50°C dereceleri arasında yaşayabildiği rapor edilmiştir. Bu çalışmada buna ek olarak, bu türün 10°C kadar düşük bir sıcaklığa dahi dayanabildiği gösterilmiştir. Günlük sıcaklık değişiminin Scenedesmus sp. ME02 suşunun biyokütle ve yağ üretimine etkisi incelenmiş ve diğer sıcaklık rejimleriyle karşılaştırılmıştır. Scenedesmus sp. ME02 suşuna ait farklı sıcaklıklardaki yağ asidi metil ester (FAME) profili bu çalışmada araştırılmıştır. Ekonomik olarak önemli olan yağ asidi metil esterlerinde (palmitik, stearik, oleik, linoleik ve linolenik asitler) anlamlı değişimler gözlemlenmiştir. Yağ asidi kompozisyonundaki değişimlerin genetik temelini incelemek amacıyla, yağ asidi desatüraz-2 (fad2) geni tespit edilmiş ve bir kısmı Scenedesmus sp. ME02 suşundan başarıyla klonlanmıştır. Son olarak, Scenedesmus sp. ME02 suşuna genetik mühendisliği teknikleri kullanılarak başarılı ve kalıcı bir transformasyon gerçekleştirilmiştir. Günlük sıcaklık değişimi olan laboratuvar ölçekli kesikli kültür ortamı düzeneği ilk kez bu çalışmada rapor edilmiş ve bu sayede, aşırı uç sıcaklıklarda dış mekân kültivasyon çalışmalarına ışık tutulmuştur.