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
- Tez No: 883391
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHAR İNCE, DOÇ. DR. ULAŞ TEZEL, DOÇ. DR. TİMUÇİN AVŞAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Science and Technology, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Çevre Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Bilimleri Bilim Dalı
- 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
- 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
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN KARATAŞ
- 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
2024
Gıda MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN AKARCA
- 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
2022
Besin Hijyeni ve TeknolojisiFırat ÜniversitesiBesin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHRİ PATIR
DOÇ. DR. EMİNE ÖZPOLAT
- 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
2016
MikrobiyolojiGaziantep ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM HALİL KILIÇ
- Deri tuzlamada kullanılan tuzlardaki ılımlı halofil bakterilerin saptanması
Detection of moderately halophilic bacteria in salt samples used in hide and skin preservation
KÜBRA KIZILKAYA