Geri Dön

Mikroalgler ve funguslar arasındaki etkileşimlerin mikroplastik biyobozunması üzerindeki etkileri

The effects of interactions between microalgae and fungi on microplastic biodegredation

PDF İndir

  1. Tez No: 970594
  2. Yazar: HALİME ERCAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEVCAN AYDIN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mikrobiyoloji, Genetik, Biyoteknoloji, Microbiology, Genetics, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Sentetik polimerlerin parçalanmasıyla oluşan mikroplastikler, çevresel sistemlerde giderek daha fazla dikkat çeken bir kirletici sınıfı hâline gelmektedir. Boyutlarının küçük olmasına rağmen geniş alanlara yayılabilmeleri, bu partikülleri hem karasal hem de sucul ortamlarda kalıcı hâle getirmektedir. Atmosferden toprak ve su ekosistemlerine kadar çeşitli habitatlarda tespit edilen mikroplastikler, biyolojik döngülere müdahale etme potansiyeli taşımakta ve ekosistem hizmetleri üzerinde olumsuz etkilere yol açabilmektedir. Bu yaygınlık ve kalıcılık, mikroplastiklerin çevresel risk değerlendirmelerinde öncelikli kirleticiler arasında ele alınmasını gerekli kılmaktadır. Bu nedenle, mikroplastiklerin doğada parçalanma yollarının araştırılması ve özellikle biyolojik bozunma süreçlerinin anlaşılması, çevresel sürdürülebilirlik açısından büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda bazı mikroorganizmaların, özellikle fungus türlerinin, mikroplastiklerin biyolojik olarak parçalanmasında potansiyel taşıdığı gösterilmiştir. Ancak mevcut çalışmalar, çoğunlukla belirli mikroorganizma türleriyle sınırlı kalmakta ve bu durum biyobozunma mekanizmalarının daha geniş ölçekte değerlendirilmesini kısıtlamaktadır. Özellikle fungus ve mikroalg türleri arasındaki etkileşimin mikroplastik bozunma kapasitesi üzerindeki etkisini doğrudan inceleyen herhangi bir çalışmaya rastlanılmamaktadır. Bu tez çalışması kapsamında esas olarak, farklı trofik düzeylerde yer alan Bracteacoccus sp. ile plastik kirliliği tespit edilmiş tarım arazilerinden izole edilecek fungus türlerinin oluşturduğu konsorsiyumların mikroplastik biyobozunmasına olan katkılarının araştırılması hedeflenmiştir. Bu sayede, literatürdeki bilgi eksikliğinin giderilmesine ve mikrobiyal etkileşimlerin çevresel biyoremediasyon uygulamalarındaki potansiyelinin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda, polietilen (PE) mikroplastikler kullanılarak izole edilmiş fungal suşlar, Bracteacoccus sp. mikroalgi ve oluşturulan mikrobiyal konsorsiyumlar ile biyobozunma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, mikroplastik kontaminasyonlu toprak örneklerinde, biyobozunma sürecinde bioaugmentasyon işlemlerinin mikrobiyal çeşitlilik üzerindeki etkilerini değerlendirmek amacıyla deneysel uygulamalar yapılmıştır. Biyobozunma etkinliği, yüzey morfolojisi, yapısal değişim ve kimyasal bozunma göstergeleri dikkate alınarak optik mikroskop ve alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve Furier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (ATR-FTIR) analizleri ile değerlendirilmiştir. Mikrobiyal topluluk yapısındaki değişimleri analiz etmek amacıyla, Oxford Nanopore Technologies platformu kullanılarak mikrobiyal çeşitlilik yüksek çözünürlükte belirlenmiş ve topluluk kompozisyonu karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Penicillium, Aspergillus ve Condenascus cinslerine ait üç farklı fungus türü, seçili arazilere ait toprak örneklerinden izole edilmiştir ve bu türlerin tanımlamaları, ITS bölgesine dayalı genetik analizlerle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler, Bracteacoccus sp. mikroalg türü ve bu fungal izolatların polietilen (PE) mikroplastikler üzerindeki biyobozunma yetisini hem ayrı ayrı hem de konsorsiyum halinde etkili olduğunu göstermiştir. Metagenomik analizler sonucunda, bioaugmentasyon kapsamında uygulanan farklı fungal cinsler ve mikroalg konsorsiyumlarının biyobozunma süreciyle ilişkili olarak toprak mikrobiyal çeşitliliği üzerindeki etkileri detaylı biçimde ortaya konmuştur.

Özet (Çeviri)

Microplastics resulting from the degradation of synthetic polymers have increasingly become a class of contaminants of concern in environmental systems. Despite their small size, their ability to disperse widely renders these particles persistent in both terrestrial and aquatic environments. Detected in diverse habitats ranging from the atmosphere to soil and aquatic ecosystems, microplastics have the potential to interfere with biological cycles and adversely affect ecosystem services. This widespread occurrence and persistence necessitate the consideration of microplastics as priority pollutants in environmental risk assessments. Therefore, investigating the degradation pathways of microplastics in nature, particularly understanding biological degradation processes, is of great significance for environmental sustainability. In recent years, certain microorganisms, especially fungal species, have been shown to possess potential in the biological degradation of microplastics. However, existing studies are mostly limited to specific microbial species, which restricts broader evaluations of biodegradation mechanisms. In particular, there is a notable lack of studies directly investigating the impact of interactions between fungal and microalgal species on microplastic degradation capacity. Within the scope of this thesis, the primary aim was to investigate the contributions of microbial consortia composed of Bracteacoccus sp., a microalga occupying a different trophic level, and fungal species isolated from agricultural soils contaminated with plastic pollution, to the biodegradation of microplastics. In doing so, this study aims to address the existing knowledge gap in the literature and contribute to a better understanding of the potential of microbial interactions in environmental bioremediation applications. To achieve these objectives, biodegradation experiments were conducted using polyethylene (PE) microplastics, isolated fungal strains, the Bracteacoccus sp. microalga, and the microbial consortia formed by these organisms. In addition, experimental applications were carried out to assess the effects of bioaugmentation treatments on microbial diversity in microplastic-contaminated soil samples during the biodegradation process. The biodegradation efficiency was evaluated using optical microscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), and Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR), based on surface morphology, structural changes, and indicators of chemical degradation. To analyze changes in microbial community structure, microbial diversity was determined at high resolution using the Oxford Nanopore Technologies platform, and community composition was evaluated comparatively. Three different fungal species belonging to the genera Penicillium, Aspergillus, and Condenascus were isolated from soil samples collected from selected agricultural sites, and their identification was performed through genetic analyses based on the ITS region. The obtained data demonstrated that both the Bracteacoccus sp. microalga and the fungal isolates were effective in the biodegradation of polyethylene (PE) microplastics, both individually and as part of microbial consortia. Metagenomic analyses revealed in detail the effects of different fungal genera and microalgal consortia applied within the scope of bioaugmentation on soil microbial diversity in relation to the biodegradation process.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    842215

    Farklı lokasyonlardaki sucul ortamlardan (Bostancı-İstanbul, İnegöl-Bursa, merkez-Çanakkale) izole edilen mikroorganizmaların biyoteknolojik proseslerde değerlendirilmesi

    Evaluation of microorganisms isolated from aquatic environments (Bostancı-Istanbul, İnegöl-Bursa, centre-Çanakkale) in different locations in biotechnological processes

    GİZEM BAYAZIT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyoteknolojiBilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜLKÜYE DUDU GÜL

  2. Tez No

    940855

    Mikroalgler kullanılarak perovskit güneş pillerinin verim ve kararlılık performansının iyileştirilmesi

    Enhancement of performance and stablity of perovski̇te solar cells with microalgae

    TUĞBA DEMİRBAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERAP GÜNEŞ

  3. Tez No

    973781

    Integrated biorefinery approach for wastewater treatment and resource recovery using mixotrophic microalgae

    Miksotrofik mikroalgler kullanılarak atıksu arıtma ve kaynak geri kazanımı için entegre biyorafineri yaklaşımı

    İREMSU KAYAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Çevre MühendisliğiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN AYMAN ÖZ

  4. Tez No

    654575

    Integrated waste management for sustainable livestock and aquaculturing systems using microalgae

    Sürdürülebilir hayvancılık ve su ürünleri sistemleri için mikroalgler ile entegre atık yönetimi

    DUYGU ÖZÇELİK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    MikrobiyolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Çevre Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BERAT ZEKİ HAZNEDAROĞLU

  5. Tez No

    644793

    Mikroalg aracılı altın nanopartiküllerinin biyosentezi, karakterizasyonu ve antifungal etkilerinin değerlendirilmesi

    Biosynthesis, characterization of and microalgae mediated gold nanoparticles and evaluation of their antifungal effects

    NURBANU GÜRSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    BiyoteknolojiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Biyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKNUR DAĞ

Geri Dön