Metabarkodlamanın tür seviyesinde diatom biyoizlemeye In vitro ve in silico entegrasyonu
In vitro and in silico integration of metabarcoding into species-level diatom biomonitoring
Yazar: BERKAY GÜLEN
Danışman: DOÇ. DR. EMRE KESKİN
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Su Ürünleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: DNA barkodlama = DNA barcoding ; DNA dizileme = DNA sequencing ; Diatomlar = Diatoms

Özet:
Dünya üzerinde her ekosistemde yaygın bir şekilde bulunan diatomlar, habitatların en önemli indikatör türleri arasındadır. Biyolojik besin piramidinde üreticiler kısmında yer alan diatomlar bu bağlamda ekosistem içerisindeki çeşitliliklerinde, sayısında ve dağılımında gerçekleşecek farklılıklar ile ekosistemdeki diğer bütün canlıları direkt veya dolaylı olarak etkileyeceklerinden dolayı, oldukça önemli bir fitoplanktonik gruptur. Diatomlarda tür düzeyinde belirleme yapmak ciddi uzmanlık gerektiren bir alan olduğundan dolayı, konvansiyonel yöntemlere göre metabarkodlama yöntemi ile ortamda bulunan türlerin biyoçeşitliliğini daha kısa sürede, daha az maliyetle ve daha az iş gücüyle belirlemek mümkündür. Ekosistemdeki diatom biyoçeşitliliğinin ve bolluğunun belirlenmesi amacıyla metabarkodlama yöntemi ve devamında Yeni Nesil Dizileme (NGS) teknolojisinin kullanımı ile maksimum tür sayısının elde edilmesi sağlanmıştır. Kloroplasta sahip organizmalarda barkod bölgesi olarak en yoğun kullanılan bölge, ribuloz-1,5-bifosfat karboksilaz-oksijenaz (rbcL) bölgesidir. Bu tez çalışmasında, diatomlar için spesifik tasarlanmış rbcL primeri ve metabarkodlama yönteminin kullanımı ile hem diğer bitki gruplarından hem de kendi içerisindeki fitoplanktonik gruplar arasında ayrıma gidilerek tür düzeyinde tespit edilmesi sağlanmıştır. Birbirinden farklı üç istasyonda gerçekleştirilen çalışmada OTU listeleri oluşturulmuştur, birinci istasyonda 106 cins ve 259 tür, ikinci istasyonda 105 cins 239 tür, üçüncü istasyonda ise 67 cins 139 tür ile eşleşme sağlanmıştır. Bütün bir süreç, araziden, laboratuvara ve son olarak bilgisayarda verilerin işlenmesine kadar bir sonraki çalışmalara da yardımcı olması açısından bir iş akışı oluşturulmuştur.

Abstract:
Diatoms, which are widespread all over the world, are among the most important indicator species of habitats. Diatoms, which are located as the primary producers of the biological food pyramid, are among the most important phytoplanktonic groups due to the differences in the diversity, number and distribution of diatoms in the ecosystem and their direct or indirect effects on all other living things in the ecosystem. Since identification of diatoms at the species level is an area that requires serious expertise, it is possible to determine the biodiversity of the species in the environment in a shorter time, with less cost and with less labor, with the integration of metabarcoding method as a supporting tool to conventional methods. In order to determine the diatom biodiversity and abundance in the ecosystem, the maximum number of species was obtained by using the metabarcoding method and then the New Generation Sequencing (NGS) technology. The most commonly used region as a barcode region in organisms with chloroplasts is the ribulose-1,5-biphosphate carboxylase-oxygenase (rbcL) region. In this thesis, by using the rbcL primer designed specifically for diatoms and the metabarcoding method, it was determined at the species level by distinguishing both from other plant groups and phytoplanktonic groups within itself. OTU lists were created in the study carried out at three different stations, 106 genera and 259 species were matched at the first station, 105 genera and 239 species were matched at the second station, and 67 genera and 139 species were matched at the third station. A workflow has been created in order to assist the next work, from the whole process, from the field to the laboratory and finally the processing of the data on the computer.