Genetic control of cellulose, lignin and glucose contents in European black poplar (Populus nigra L.) populations from Turkey
Türkiye'deki Avrupa kara kavağı (Populus nigra L.) popülasyonlarının selüloz, lignin ve glukoz içeriklerinin genetik kontrolü
- Tez No: 355316
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEKİ KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ağaç İşleri, Botanik, Wood Products, Botany
- Anahtar Kelimeler: Populus, kavak, selüloz, lignin, glukoz, genetik varyasyon, Populus, poplar, cellulose, lignin, glucose, genetic variation
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Populus nigra L. ekolojik ve evrimsel öneminin yanısıra, odun, biyokütle, kereste, kağıt hamuru, kağıt ve diğer odun kaynaklı ürünlerin üretimi açısından da en önemli ekonomik orman ağaçlarından biri olarak kabul edilmektedir. Dünyanın büyümekte olan odun ihtiyacı ve yenilenebilir enerji kaynağı gereksinimi sebebiyle, hızlı büyüyen kavak türleri önem kazanmıştır. Odun kalitesi, kağıt hamurunun mekanik dayanıklılığı ve biyokütle doğrudan yüksek selüloz içeriği ile ilişkilendirilirken, lignin hem kağıt hemde biyoyakıt üretim endüstrileri tarafından istenmeyen polimer olarak karşımıza çıkmaktadır. Hücre duvarının ana polimerleri olan selüloz ve ligninin ve ayrıca odun hücresinin toplam D-glukoz içeriğini ve birbirlerine oranlarını tahmin etmek için, Behiçbey Fidanlığı'nda (Ankara) açık havada büyümüş üç yıllık denemedeki ağaçlarım bir yıllık dallarından kapsamlı bir biyolojik örnek koleksiyonu oluşturuldu (285 klon x 3 tekrar x 2 ramet). Bu klonlar daha önce tüm Türkiye'den toplanmıştı. Ayrıca beş tane ticari olarak tescillenmiş klon ile altı yabancı klon karşılaştırma yapabilmek için çalışmaya dahil edildi. Ortalama selüloz, lignin ve glukoz içerikleri sırasıyla 21,8 ± 16,29 µg/ml, 23 ± 4,64 µg/ml, ve 35 ± 9,71 µg/ml olarak hesaplandı. Öte yandan, belirli klonlar bu karakterlerde gösterdikleri sıradışı içerikler ile tespit edildi. Selüloz, lignin ve glukoz içeriğinde klonlardan kaynaklanan varyans bileşeni bölge içinde sırasıyla 15,11 %, 3,47 %, ve 12,94 % olarak gözlendi. Pozitif korrelasyonlar selüloz ve boy (r = 0,220; p < 0,01), selüloz ve çap (r = 0,235; p < 0,01) ve ayrıca lignin ve glukoz (r = 0,314; p < 0,01) arasında gözlendi. Öte yandan beklediğimiz gibi, lignin ve çap arasında negatif korrelasyon (r = -0,121; p < 0,05) tespit edildi. Bu güncel çalışmada, kalite ve verim açısından, yüksek selüloz ve düşük lignin içeriği ile kıymetli kabul edilen klonları tespit edebilmek için tüm klonlar değerlendirildi. 62172, N91075, 62160, N03377 ve 62191 kodlu klonlar üstün klonlar olarak gözlemlenirken, 641410, N91085, 8511, N03372 ve N92169 kodlu klonlar düşük kaliteli klonlar olarak gözlemlendi. Ayrıca bu çalışma, üstün kaliteli klonları seçerek ve düşük kaliteli klonları elimine ederek, gelecek yatırımlar ve yeni uygulanabilir kavak melezleme programları için zemin hazırlamıştır.
Özet (Çeviri)
Populus nigra L. is considered as one of the most economically significant forest tree species with respect to production of wood, biomass, timber, pulp, paper and other wood-based products, besides its ecological and evolutionary importance. Because of the increased wood needs of the world and demands of renewable energy sources, fast-growing poplar has gained importance. While wood quality, pulp mechanical strength, and biomass are directly associated with high cellulose content, lignin emerges as an undesirable polymer for both pulp and biofuel manufacturing industries. To estimate the contents of the main cell wall polymers, cellulose, lignin, and total D-glucose content of wood cell, and also their proportion to each other, we established a large collection of biological samples from one year old branches of poplar trees (285 clones x 3 replicates x 2 ramets) which were grown for three years in an outdoor nursery (Behiçbey Nursery) in Ankara. These clones were originally collected from all over Turkey. Additionally, five commercially registered clones and six foreign clones were included in the study for comparison. The mean values for cellulose, lignin and glucose content were 21.8 ± 16.29 µg/ml, 23 ± 4.64 µg/ml, and 35 ± 9.71 µg/ml, respectively. However, particular clones were detected with extraordinary high values for these traits. The components of the total variance due to among clones within regions were 15.11 %, 3.47 %, and 12.94 % for cellulose, lignin and glucose, respectively. Positive correlations were observed between cellulose and height (r = 0.22; p < 0.01), cellulose and diameter (r = 0.23; p < 0.01) and also between lignin and glucose (r = 0.31, p < 0.01). On the other hand, negative correlation was detected between lignin and diameter (r = -0.121; p < 0.05) as expected. In the study, all clones were also evaluated with respect to high quality and yield to realize valuable clones with high cellulose to low lignin content. The superior clones were 62172, N91075, 62160, N03377, and 62191, whereas the inferior clones were 641410, N91085, 8511, N03372, and N92169. Also the study by choosing the superior and eliminating the inferior clones pave the way for future investments and applicable new poplar breeding programs.
Benzer Tezler
- Bacterial cellulose production using enzymatic hydrolysate of olive pomace
Zeytin küspesinin enzimatik hidrolizatından bakteriyel selüloz üretimi
CEREN SAĞDIÇ ÖZTAN
Doktora
İngilizce
2023
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER
PROF. DR. MELEK TÜTER
- Development of a new technology for delignification process
Delignifikasyon için yeni bir teknoloji geliştirilmesi
ERDEM TEZCAN
Doktora
İngilizce
2016
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OYA ATICI
- Anaerobic digestion of lignocellulosic waste usingphysico-chemical pretreatment methods interms of performance, microbial community, and cost analysis
Fizikokimyasal ön arıtım yöntemi ile lignoselülozik atıkların anaerobik çürütülmesi optimizasyonu, mikrobiyal topluluğu ve maliyet analizi
İREM GÜVEN BEYAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İNCE
- Biogas recovery during anaerobic treatment of lignocellulose-rich pollutants with high sulphate content: an investigation via innovative applications
Yüksek sülfat içerikli lignoselüloz bakımından zengin kirleticilerin havasız arıtımı sırasında biyogaz geri kazanımı: yenilikçi uygulamalarla bir araştırma
EDA YARSUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM GÖMEÇ