İklim değişikliğinde toprak biyoçeşitliliğini yenidenkazanmak için alg ve mantar biyoaugmentasyonunincelemesi
Exploring algal and fungal bioaugmentation for soilbiodiversity restoration in climate change
- Tez No: 970579
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVCAN AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Genetik, Biology, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Toprak, yeryüzündeki en zengin mikrobiyal tür ve gen çeşitliliğine sahip habitatlardan biridir ve bu biyoçeşitliliğin sürdürülebilirliği hem doğal ekosistemlerin dengesi hem de insan sağlığı açısından hayati öneme sahiptir. Ancak, iklim değişikliğiyle birlikte artan sıcaklıklar, değişen yağış desenleri ve aşırı hava olayları, toprak mikroorganizmalarının yaşam koşullarını olumsuz yönde etkilemiş ve bu zengin biyoçeşitliliği tehdit ederek tür çeşitliliğinde belirgin azalmaya yol açmıştır. Bu durum, toprak verimliliğini düşürmüş, organik madde ayrışması ve besin döngüsü gibi temel ekosistem hizmetlerinin bozulmasına neden olmuştur. Toprak biyoçeşitliliğindeki bu azalma, bitki sağlığı ve tarımsal üretim üzerinde olumsuz etkiler yaratmış, dolayısıyla gıda güvenliğini de riske atmıştır. Bu bağlamda, toprak mikrobiyotasının yeniden yapılandırılması ve korunması, sürdürülebilir çevre yönetimi ve iklim değişikliğine dirençli tarım uygulamaları açısından kritik bir önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, iklim değişikliği nedeniyle kuraklaşmış ve mikrobiyal çeşitliliği azalmış toprakların mikrobiyal yapısının iyileştirilmesi amacıyla, algal ve fungal biyoaugmentasyon uygulamaları değerlendirilmiştir. Çalışmada, biyolojik gübre olarak bir deniz mikroalgi olan Tetraselmis striata ile Karadeniz Bölgesi'nden izole edilerek tanımlanan yerli bir fungus türü kullanılmıştır. T. striata, tuzlu su ekosistemlerine adaptasyonu sayesinde kara koşullarına uyum sağlayabilen, besin değeri yüksek bir tür olup, toprak mikrobiyal komünitesine katkı sağlama potansiyeli nedeniyle tercih edilmiştir. Deneysel süreçte, kuraklaşmış toprak örneklerine T. striata ve fungus türü hem ayrı ayrı hem de kombinasyon halinde uygulanmıştır. Uygulamalar, 30 günlük deney setleri halinde yürütülmüş; uygulama öncesi ve sonrası toprak örneklerinde mikrobiyal komünite yapısındaki değişiklikler karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Mikrobiyal çeşitliliğin belirlenmesinde Oxford Nanopore Technologies tarafından geliştirilen yeni nesil sekanslama sistemi kullanılmış; prokaryotik ve ökaryotik mikroorganizmalar sırasıyla 16S rRNA ve 18S rRNA gen bölgeleri üzerinden analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, hem T. striata'nın hem de fungus türünün toprak mikrobiyal çeşitliliğini artırmada etkili olduğunu; özellikle birlikte uygulandıklarında sinerjistik bir etki oluşturarak mikrobiyal komüniteyi daha dengeli ve zengin hale getirdiklerini göstermiştir. Bu bulgular, biyolojik gübrelemenin sürdürülebilir tarım uygulamalarındaki potansiyelini desteklemekte ve iklim değişikliğine bağlı toprak bozunmalarının önlenmesine yönelik biyoteknolojik stratejilere önemli katkılar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Soil is one of the richest habitats on Earth in terms of microbial species and genetic diversity. The sustainability of this biodiversity is critically important not only for the balance of natural ecosystems but also for human health. However, the impacts of climate change such as rising temperatures, altered precipitation patterns, and extreme weather events have negatively affected the living conditions of soil microorganisms, threatening this rich biodiversity and causing a significant decline in microbial diversity. This deterioration reduces soil fertility and disrupts essential ecosystem services, particularly organic matter decomposition and nutrient cycling. The decline in soil biodiversity also adversely affects plant health and agricultural productivity, thereby posing a threat to global food security. In this context, the reconstruction and conservation of soil microbiota are of vital importance for sustainable environmental management and climate-resilient agricultural practices. In this thesis, algal and fungal bioaugmentation strategies were evaluated to restore the microbial structure of soils that have become arid and microbiologically degraded due to climate change. For this purpose, the marine microalga Tetraselmis striata and a native fungal species isolated and identified from the Black Sea Region were employed as biological fertilizers. T. striata was selected due to its high nutrient content and its ability to adapt rapidly to terrestrial conditions, making it a promising candidate for positively influencing the soil microbial community. In the experimental phase, T. striata and the isolated fungal species were applied separately and in combination to arid soil samples. The applications were carried out over 30 days experimental sets, and microbial community changes before and after treatment were comparatively analyzed. Microbial diversity was assessed using Oxford Nanopore Technologies' next-generation sequencing platform, targeting the 16S rRNA gene for prokaryotic microorganisms and the 18S rRNA gene for eukaryotic organisms. The results demonstrated that both T. striata and the fungal species effectively enhanced soil microbial diversity. Notably, their combined application yielded a synergistic effect, leading to a more balanced and enriched microbial community. These findings support the potential of biological fertilization in sustainable agricultural practices and contribute to the development of biotechnological strategies aimed at mitigating soil degradation caused by climate change.
Benzer Tezler
- Evaluating the potential of citizen-science biodiversity data for assessing ecological restoration opportunities in Istanbul's groves and urban forests
İstanbul'un korulari ve kent ormanlarinda ekoloji̇k restorasyon firsatlarini değerlendi̇rmek i̇çi̇n vatandaş-bi̇li̇mi̇ bi̇yoçeşi̇tli̇li̇k veri̇leri̇ni̇n potansi̇yeli̇ni̇n değerlendi̇ri̇lmesi̇
SALİHA AKKAYÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH ÇORAMAN
- Assessment of urbanization history of Addis Ababa city, Ethiopia
Addıs Ababa cıty, Ethıopıa'nın kentleşme tarihinin değerlendirilmesi
ABDURAHMAN HUSSEN YIMER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Şehircilik ve Bölge PlanlamaMersin ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ CENAP YOLOĞLU
- Assessing the impacts of urban land use/land cover change on soil ecosystem services
Kentsel arazi kullanımı/arazi örtüsü değişiminin toprak ekosistem servisleri üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi
MELTEM DELİBAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİME TEZER
- Glütensiz sürdürülebilir ambalaj tasarımları için öneri düzeyinde örnek bir uygulama: Grafik tasarımcıların görüşlerine yönelik bir değerlendirme
A sample proposal for sustainable packaging designs in gluten-free products: An evaluation based on the perspectives of graphic designers
İREM NİHAN HAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Güzel Sanatlarİstanbul Arel ÜniversitesiGrafik Tasarım Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEGÜM AYLİN ÖNDER
- Küresel iklim değişikliğinin toprak, su ve tarım üzerine etkileri
Impacts of global climate change on soil, water and agriculture
MERVE AYDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
ZiraatBursa Uludağ ÜniversitesiZiraat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUMHUR AYDINALP