Antarktika Horseshoe Adası'ndaki kriyokonit habitatlarının mikrobiyal biyoçeşitliliğinin kültürden bağımsız yaklaşımlarla araştırılması
Investigation of microbial biodiversity of cryoconite habitats on Horseshoe Island (Antarctica) with culture-independent approaches
Yazar: YUSUF GÜLŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET KARADAYI
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Amaç: Antarktika yer yüzünün en izole ve ekstrem koşullarını barındırmasıyla biyoçeşitlilik çalışmaları için eşsiz bir kaynak sunar. Bu kapsamda hazırlanan tez çalışmamızda Antarktika Horseshoe Adası'ndaki Türk Bilimsel Araştırma Kampı çevresinden ve Shoesmith buzulundan toplanan kriyokonit örneklerinin mikrobiyal biyoçeşitliliğinin kültürden bağımsız yöntemlerle araştırılması amaçlanmıştır. 
Yöntem: Altıncı Ulusal Antarktika Bilim Seferi'ne (TAE-6) kapsamında gerçekleştirilen saha çalışmalarında Horseshoe Adası'ndan kriyokonit örnekleri aseptik teknikle toplanmış ve soğuk zincir protokolü ile önce Türkiye'ye sonra da Atatürk Üniversitesi Biyoloji Bölümü Araştırma Laboratuvarları'na taşınmıştır. Daha sonra her bir numuneden çevresel DNA izolasyonları yapılmış, evrensel primerler ile barkod bölgeleri çoğaltılmış ve yeni nesil DNA dizileme tabanlı analizlerin yapılması ile numunelerin kültürden bağımsız mikrobiyal biyoçeşitlilikleri belirlenmiştir.
Bulgular: Çalışma sonucunda 10 Antarktik tip kriyokonit örneği başarıyla örneklenerek laboratuvar ortamına taşınmıştır. Bu örneklerin kültürden bağımsız araştırmaları sonucunda prokaryotik biyoçeşitliliğin Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria ve Cyanobacteria şubeleri, ökaryotik mikrobiyal biyoçeşitliliğin ise Ascomycota ve Basidiomycota şubeleri tarafından domine edildiği tespit edilmiştir. Ayrıca yapılan ileri biyoinformatik analizler ile her bir kriyokonit örneğindeki 1283 prokaryotik ve 56 ökaryotik mikrobiyal türün dağılımları raporlanmıştır.
Sonuçlar: Yapılan tez çalışması ile Antarktika Horseshoe Adası kriyokonitlerinin mikrobiyal biyoçeşitliliği ilk kez belirlenerek literatüre kazandırılmıştır. Ayrıca ulusal ve uluslararası arenada gerçekleştirilecek yeni çalışmalara kaynak sağlayacak önemli bir mikrobiyal biyoçeşitlilik raporu hazırlanmıştır. Bu bilgi gelecekteki mikrobiyal kültür ve biyoteknoloji çalışmalarına ışık tutacak niteliktedir.
Anahtar Kelimeler: Antarktika, Horseshoe Adası, Metagenomik, Mikrobiyal Biyoçeşitlilik, Psikrofiller.

Abstract:
Purpose: Antarctica offers a unique resource for biodiversity studies as it contains the most isolated and extreme conditions on earth. In this context, our thesis study aimed to investigate the microbial biodiversity of cryoconite samples collected from the vicinity of the Turkish Scientific Research Camp on Horseshoe Island in Antarctica and from the Shoesmith Glacier using culture-independent methods.
Method: In the field studies carried out within the scope of 6th Turkish Antarctic Science Expedition (TAE-6), cryoconite samples from Horseshoe Island were collected with aseptic technique and transported to Turkey with cold chain protocol and then to Atatürk University Biology Department Research Laboratories. Then, environmental DNA was isolated from each sample, barcode regions were amplified with universal primers and culture-independent microbial biodiversity of the samples was determined by performing next-generation DNA sequencing-based analyses.
Findings: As a result of the study, 10 Antarctic type cryoconite samples were successfully sampled and transported to the laboratory environment. As a result of the culture-independent studies of these samples, it was determined that the prokaryotic biodiversity was dominated by the Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria and Cyanobacteria phyla, while the eukaryotic microbial biodiversity was dominated by the Ascomycota and Basidiomycota phyla. In addition, the distributions of 1283 prokaryotic and 56 eukaryotic microbial species in each cryoconite sample were reported with advanced bioinformatics analyses.
Conclusions: With this thesis, the microbial biodiversity of Antarctic Horseshoe Island cryoconites was determined for the first time and introduced to the literature. In addition, an important microbial biodiversity report was prepared that will provide resources for new studies to be carried out in the national and international arena. This information will shed light on future microbial culturing and biotechnology studies. 
Keywords: Antarctica, Horseshoe Island, Metagenomic, Microbial Biodiversity, Psychophiles.