Geri Dön

Detection of lignolytic microorganisms biochemically degrading lignin in İğneada floodplain forest and bioaugmentation in anaerobic digestion technologies

İğneada longoz ormanında lignini biyokimyasal olarak parçalayan lignolitik mikroorganizmaların tespiti ve havasız çürütme teknolojilerinde biyoartırım

  1. Tez No: 883391
  2. Yazar: İBRAHİM HALİL MİRALOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BAHAR İNCE, DOÇ. DR. ULAŞ TEZEL, DOÇ. DR. TİMUÇİN AVŞAR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Science and Technology, Biotechnology, Environmental Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 217

Özet

Sürdürülebilir enerji kaynaklarına olan artan talep, lignoselülozik biyokütlenin anaerobik çürütme yoluyla yenilenebilir enerjiye dönüştürülmesinin önemini vurgulamaktadır. Lignin, mikrobiyal ayrışmaya direnciyle bitki atıklarından metan üretiminde bir engel oluşturmakta ve mevcut ön işlem yöntemleri ekonomik olmayan çözümler sunmaktadır. Bu tez, anaerobik koşullarda lignin parçalanmasını ve biyogaz üretiminin artırılmasını, İğneada longoz ormanlarında bulunan bakteriler üzerinden incelemektedir. İlk örnekleme ve anaerobik zenginleştirme sonrası, Hamam Gölü ve Bulanık Dere'den elde edilen sedimanlar, lignin parçalayan bakteriler açısından umut verici kaynaklar olarak tespit edilmiştir. Bu örnekler, 16S rRNA metabarkodlamasıyla analiz edilerek üç ardışık zenginleştirme döngüsüne tabi tutulmuştur. Biyometan potansiyel deneyleri, biyogaz üretiminde artış sağlayan mikrobiyal toplulukları ortaya çıkarmış ve biyoarttırma başarısını göstermiştir. Metabarkodlama, lignin parçalanması ile ilişkili mikrobiyal komünite değişimlerini belirlemiştir. Hamam Gölü sedimanlarından izole edilen bir bakteri, tüm genom sekanslaması ile Citrobacter werkmanii olarak tanımlanmış devamında RNA-Seq analizleri gerçekleştirilerek lignin içeren besiyerinde bazı transkriptlerin ifadesinin belirgin bir şekilde arttığını göstermiştir. Anaerobik lignin parçalayan bakterilerin keşfi, biyokütle-biyogaz dönüşüm teknolojilerinde önemli bir ilerleme olarak kabul edilmektedir. Bu çalışma, anearobik koşullarda lignin engelini aşan mikrobiyal konsorsiyumların doğal yeteneklerini kullanarak biyogaz sistemlerinin maliyet etkinliğini ve verimliliğini artırmaya yönelik stratejiler sunmaktadır.

Özet (Çeviri)

The pursuit of sustainable energy solutions has underscored the importance of anaerobic digestion for converting lignocellulosic biomass to renewable energy and compost. However, lignin's resistance to microbial breakdown poses a significant challenge, hindering methane production from plant waste. Current pretreatment methods to address this are not practical for widespread use due to high costs and complex operations. This thesis investigates lignin degradation under anaerobic conditions to enhance biogas production, focusing on bacteria within the lignin-rich İğneada floodplain forests. Initial sampling, followed by anaerobic enrichment, identified sediment from Hamam Lake and Bulanık Stream as sources of lignin-degrading bacteria. These bacteria were further enriched and their community dynamics monitored through 16S rRNA metabarcoding. A bacterium isolated from the sediments of Hamam Lake was identified as Citrobacter werkmanii through whole genome sequencing, followed by RNA-Seq analyses which demonstrated a significant increase in the expression of certain transcripts in a lignin-containing medium. The Results from Biomethane Potential assays revealed microbial communities with increased biogas production, demonstrating successful bioaugmentation. Metabarcoding analysis provided insights into the evolution of these communities due to lignin's selective pressure. The isolation of a bacterium adept at anaerobic lignin degradation marks a significant breakthrough in this study. The identification of these bacteria marks a significant step forward in biomass-to-biogas conversion technologies. This research sheds light on the genetic and metabolic pathways that allow microbes to bypass the lignin barrier in anaerobic conditions, offering a pathway to more economical and efficient biogas systems by harnessing the natural lignin-degrading abilities of microbial consortia.

Benzer Tezler

  1. Cloning of a cDNA encoding laccase from coriolopsis polyzona MUCL 38443 and expression in Pichia pastoris

    Coriolopsis polyzona MUCL 38443'ten lakkaz kodlayan bir cDNA'nın klonlanması ve Pichia pastoris'te ifade edilmesi

    ORKUN PİNAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYTEN KARATAŞ

  2. Farklı koşullarda olgunlaştırılmış mozzarella peynirlerinde, postbiyotik metabolitlerin oluşumu üzerine tiger nut (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck). ve probiyotik bakteri ilavesinin etkileri

    The effects of addition of tiger nut (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck) and probiotic bacteria on the formation of postbiotic metabolites in mozzarella cheeses maturedunder different conditions

    GAMZE YILDIRIM

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Gıda MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN AKARCA

  3. Propolis uygulamasının füme alabalık (oncorhynchus mykiss) filetolarının raf ömrü ile organoleptik, kimyasal ve mikrobiyolojik nitelikleri üzerine etkisi

    The affect of propolis treatment on shelf life and organoleptic, chemical and microbiological properties of smoked trout (oncorhynchus mykiss) fillets

    ALPER GÜNGÖREN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Besin Hijyeni ve TeknolojisiFırat Üniversitesi

    Besin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BAHRİ PATIR

    DOÇ. DR. EMİNE ÖZPOLAT

  4. Gaziantep'te bazı süt ürünlerinde bozulmaya neden olan mayalardan ekstraselüler lipaz enzimi aranması ve lipaz aktivitesine sahip suşların genotipik identifikasyonu

    Detection of extracellular lipases and genotypic identification from yeast causing to spoilage of some dairy products produced in Gaziantep

    SEMİH TOKAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    MikrobiyolojiGaziantep Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL KILIÇ

  5. Deri tuzlamada kullanılan tuzlardaki ılımlı halofil bakterilerin saptanması

    Detection of moderately halophilic bacteria in salt samples used in hide and skin preservation

    KÜBRA KIZILKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyolojiMarmara Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MERAL BİRBİR