Asid maden drenaj göllerindeki prokaryotik çeşitliliğin geleneksel ve moleküler yöntemler ile belirlenmesi ve biyoteknolojik uygulamaları
Identification of prokaryotic diversity in acid mine drainage by conventional methods in combination with culture independent methods and biotechnological applications
Yazar: BELMA NURAL YAMAN
Danışman: PROF. DR. AHMET ÇABUK
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Biyogüvenlik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Asidofilik bakteriler = Acidophilic bacteria ; Biyoçeşitlilik = Biodiversity ; Kültürel çeşitlilik = Cultural diiversity

Özet:
Ülkelerin yeraltı zenginlikleri arasında maden yatakları yanında artık mikrobiyal çeşitlilik unsurları da değerlendirilmektedir. Mikrobiyal çeşitliliğe katkı sağlayacak her yeni veri, ekonomik bir değer olarak düşünülmektedir. Bu tez çalışmasının amacı mikrobiyal komunitesi belilerlenen asidik çevreden elde edilecek izolatlar ile maden derenaj sahalarının ıslahına biyoteknolojik yaklaşım ile çözüm olabilmektir. 
Tez çalışmasında asid maden derenajından 3 mevsimde yedi örneklem alanından su örneği alınmıştır. Alınan örneklerin pH ve sıcakık değerleri ölçülmüş, kimyasal içeriği belirlenmesi amacıyla metal analizi yapılmışır. Kültüre bağlı ve kültürden bağımsız yöntemler birlikte uygulanmıştır. Kültürden bağımsız yöntemler arasında DGGE, 16S rRNA klon kütüphanesi, FISH ve metagenomik analiz yer almaktadır. Metagenomik ve diğer yöntemlerde elde edilen mikrobiyal komunite verilerine göre seçici besiyerleri de kullanılarak izolasyon çalışmaları devam ettirilmiştir. Elde edilen izolatlardan Fe+2 oksidasyon seviyelerinin takibi yapılmıştır. 
Alınan su örneklerinin demir, altın, alüminyum, manganez, sülfür ve çinkoca zengin olduğu tespit edilmiştir. Kültüre bağlı çalışmalar sonucunda Acidiphilium, Acidithiobacillus ve Leptospirillum cinsi bakteriler izole edilmiştir. DGGE ve klon kütüphanesi sonuçlarına göre baskın olarak Acidiphilium, Metallibacterium, Acidithiobacillus, Leptospirillum cinsi bakteriler yer aldığı gösterimiştir. 16S Amplikon dizileme ile elde edilen ham verilerin biyoinformatik analizi sonucunda baskın olan mikroorganizmaların Acidiphilium, Metallibacterium, Aciditerrimonas, Acidithiobacillus, Leptospirillum; Ferroplasma, cinslerine ait olduğu tespit edilmiştir. Fe+2 oksidasyon seviyelerinin belirlenmesi sonucunda, üçüncü sezon alınan örnekten izole edilen Leptospirillum sp.'nin %81 oranında oksidasyon yaptığı bulunmuştur.  Bu tez çalışmas ıile heterotrof besiyerinde izole edilen yeni türe aday mikoorganizma izole edilmiş. Türkiye'de ilk kez asid maden drenajının prokaryotik çeşitliliği metagenom yaklaşımla belirlenmiş ve yüksek oranda Fe+2 oksidasyon yeteneğine sahip Leptospirillum ferrooxidans ile biyomadencilik çalışmalarının devam edilebileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Microbial diversity elements have been evaluated among the underground riches of the countries like mineral deposits.  New data related microbial diversity is thought as an economical value. The aims of this thesis are to be a solution in biotechnological approach of  breeding of mine drainage sites and isolates from acidic environment.
In the thesis, acid mine drainage samples were taken in three seasons whose pH, temperature were measured and metal analysis were performed to determine the chemical content. Both culture-independent and culture-dependent analysis of the samples were performed. Culture independent techniques, DGGE, 16S rRNA clone library, FISH and metagenomics, were applied. According to the microbial community data obtained by metagenomics and other methods, isolation studies were continued by using selective media. Fe +2 oxidation screening study was carried out among the isolates.
Water samples were rich in iron, gold, aluminium, manganese, sulphur and zinc. As a result of culture-related studies, Acidiphilium, Acidithiobacillus and Leptospirillum were isolated. The dominant bacteria are found to be Acidiphilium, Metallibacterium, Acidithiobacillus, Leptospirillum, according to the results of DGGE analysis and clone libraries. Metagenomics approach has been exhibited Acidiphilium, Metallibacterium, Aciditerrimonas, Acidithiobacillus, Leptospirillum, Ferroplasma. According to Fe+2 oxidation screening, Leptospirillum was selected with 81% oxidation in reaction. The candidate microorganism grown on the heterotroph medium was isolated in this thesis. Prokaryotic diversity of the acid mine drainage in Turkey have been determined for the firtst time by metagenomics approach and an isolate with high oxidation of Fe+2 has been shown to be ability for biomining studies.