Investigation of bacterial community composition in oxic and anoxic sediment cores along redox gradients of the Black Sea
Oksik ve anoksik Karadeniz sedimanlarındaki bakteri komünite kompozisyonlarının redoks gradyanı boyunca incelenmesi
- Tez No: 731768
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA YÜCEL, DR. ÖĞR. ÜYESİ ARZU KARAHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Deniz Bilimleri, Mikrobiyoloji, Biology, Marine Science, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Deniz Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Oşinografi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Biyojeokimyasal döngüler, Dünya'daki yaşamın sürdürülebilmesi için gereklidir; ancak bu döngülerin gerçekleştiği reaksiyonlar ve bu reaksiyonların değişen çevre koşullarına nasıl tepki vereceğine dair yeterince bilgimiz bulunmamaktadır. Mikroorganizmalar biyojeokimyasal döngülerde reaksiyonları, hızlarını ve ürünlerini kontrol ederek önemli rol oynarlar. Bu çalışmada, Güneybatı Karadenizdeki iki farklı sediman örneğinin (oksik ve anoksik) bakteri kompozisyonları 16S rRNA genlerinin V3-V4 bölgelerinin amplikon dizilemesi ile araştırıldı. Bakteri kompozisyonu ve çevresel parametreler arasındaki etkileşimleri anlamak için besin tuzu, CHN ve iyon kromatografisi analizleri yapıldı ve bunlar Metrik Olmayan Çok Boyutlu Ölçeklemede (NMDS) kullanıldı. Oksijen varlığının farklı bakteri komünitelerine yol açmasının yanında organic karbonun da komünite farklılaşmalarında önemli rol oynadığı ortaya konuldu. Derin sediman örnekleri H2S, NH4+, PO43+ ve majör iyonlarla ilişkilendirilirken; orta ve üst sediman katmanları NO3-, NO2-, dFe, SO42- ve TOC gibi daha enerjik moleküllerle ilişkilendirilmiştir. Analiz sonuçları su kolonunda bulunan oksijen miktarındaki azalmanın bakteri komünite yapısını anaerobik metabolizmalar yönünce değiştirebileceğini ortaya koymuştur. Bu çalışma, iklim değişikliğinin denizlerdeki oksijen ve karbon döngülerine olan etkilerinin deniz tabanında bulunan bakteri komünite yapısını doğrudan değiştirebileceğini ve iklim değişim modellerine sediman mikrobiyolojisinin eklenmesi gerektiğini önermektedir. Ayrıca Karadeniz'in şu anki ve gelecekte oksijensizleşme potansiyeli olan denizlerin mikroorganizmalarını çalışmak için uygun bir habitat olduğu görülmüştür. Bu çalışma, su kolonunda değişen redoks koşullarının sediman bakteri komünitesinde oluşturacağı değişimleri araştıran Karadeniz sedimanlarında yapılan ilk çalışmadır. Ayrıca Karadeniz sedimanında bakterilerde spesifik bir grubu veya metabolizmayı hedeflemeden amplikon dizileme ile yapılan öncü çalışmalardan birisidir. Bu çalışmanın Türkiye deniz mikrobiyolojisi çeşitliliğinin kayıt altına alınmasına önemli katkılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Biogeochemical cycles are essential for the maintenance of life on Earth. However, little is known about the underlying processes, which hinders the estimation of future states of cycles in a changing environment. Microorganisms are essential in biogeochemical cycles by controlling reactions, rates, and products. This study compared bacterial community compositions by amplicon sequencing of V3-V4 regions of the 16S rRNA genes in two sediment cores (oxic vs. anoxic) from the southwestern Black Sea. To understand the interactions between bacterial diversity and environmental parameters, nutrient, organic carbon, and major seawater ions analyses were performed and used in Non-Metric Multidimensional Scaling. Dissolved oxygen was found as the main driver of community composition. However, organic carbon became one of the main drivers of differentiating bacterial diversity after oxygen consumption. While the community composition in deeper sediments were correlated with the concentrations of H2S, NH4+, PO43+, and major ions; the microbial community in the middle and upper sediments were related to more energetic molecules such as NO3-, NO2-, and dFe, SO42-, and TOC. Results show that decreases in oxygen concentration in the water column would change the bacterial community composition through anaerobic metabolisms, producing greenhouse gases. This study suggests that climate change and anthropogenic effects related to the oxygen and carbon cycle will directly affect bacterial communities. The results suggest that sediment bacterial communities should be considered in the climate change models. The Black Sea is a suitable habitat for further analysis to study anaerobic microbial metabolisms. This is one of the first studies investigating the sediment bacteria in the Black Sea to predict the changes in bacterial communities under the redox shift from oxic to the anoxic water column. Also, whole bacterial diversity was analyzed by amplicon sequencing in the Black Sea sediments for the first time without targeting specific groups/metabolisms. This study is also a pioneer in its contribution to the overall biodiversity record in the Turkish seas.
Benzer Tezler
- Hidradenitis süpürativa hastalarında bağırsak mikrobiyomunun incelenmesi
Investigation of gut microbiome in hidradenitis suppurativa
NESLİHAN DEMİREL ÖĞÜT
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
DermatolojiHacettepe ÜniversitesiDeri ve Zührevi Hast. Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA NİLGÜN ATAKAN
- Rapid detection and identification of bacterial pathogens in drinking water sources using DNA-based methods and immunoimmobilization technology
İçme suyu kaynaklarındaki bakteriyel patojenlerin DNA'ya dayalı yöntemler ve immünoimmobilizasyon teknolojisi kullanılarak tespiti ve tanımlanması
ŞÜKRİYE ÇELİKKOL AYDIN
Doktora
İngilizce
2013
BiyoteknolojiBoğaziçi ÜniversitesiÇevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHAR İNCE
PROF. DR. RECEP AVCI
- Aksolot kol rejenerasyonunda fungus ve bakteri profillerinin boylamsal değişimlerinin incelenmesi
Investigation of longitary changes of fungus and bacteria profiles in axolotl arm regeneration
KEVSER HANNE ALTIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mikrobiyolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN YILDIRIM
- Investigation of antibacterial and antioxidant activity of equisetum Arvense L.
Equısetum Arvense L.'nin antibakteriyel ve antioksidan aktivitelerinin incelenmesi.
SARAH LUAY AL-AZZAWI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
MikrobiyolojiSakarya ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞULE BARAN
- Kompostlaştırma prosesinden kaynaklanan uçucu organik bileşiklerin açık yatak biyofiltrasyon ile arıtılması sürecinin incelenmesi
Investigation of volatile organic compounds removal in a full-scale open bed biofilter to treat composting emissions
HAKAN ÇELİKTEN
Doktora
Türkçe
2018
Çevre MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ARSLAN SARAL