Mandalarda çekirdek fekal mikrobiyotanın metagenomik analizler ile araştırılması
Metagenomic investigation of core fecal microbiota in water buffaloes
Yazar: AYŞE ILGIN KEKEÇ
Danışman: PROF. DR. SERKAN İKİZ ; PROF. DR. KADİR SERDAR DİKER
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Dizi analizi = Sequence analysis ; Mandalar = Buffaloes ; Metagenomik = Metagenomics ; Mikrobiyota = Microbiota ; Veteriner hekimlik = Veterinary medicine

Özet:
Bu tez çalışmasında, Türkiye'de yetiştirilen farklı ırk, yaş ve cinsiyetteki mandaların fekal mikrobiyotalarına metagenomik analizler kullanılarak ışık tutulması amaçlandı.
Bu amaçla, İstanbul ve Kırklareli'nde bulunan 4 çiftlikten 48'i malaklardan, 48'i mandalardan olmak üzere toplam 96 dışkı örneği toplandı. Malakların ve mandaların 24'ü İtalyan Akdeniz ırkı, 24'ü Anadolu ırkı olarak seçildi. 24 Anadolu ve 24 İtalyan Akdeniz ırkı mandalarının 12'si erkek ve 12'si dişi olarak seçildi. Örnekler uygun koşullarda laboratuvara iletildikten sonra, örneklerden DNA ekstraksiyonları yapıldı. Ekstraksiyonlardan, yaş ve cinsiyete göre 4'erli 24 havuz oluşturuldu. Havuzlanan örneklerin, Oxford Nanopore MinION ile dizileme işlemleri yapıldı. Ardından biyoinformatik analizleri geçekleştirildi. 
Toplamda 180 MB veri elde edildi. Elde edilen verilere göre toplamda 489 operasyonel taksonomik birim (Operational Taxonomic Unit/ OTU) tespit edildi. Gruplara göre OTU dağılımına bakıldığında en yüksek OTU sayısı 3 aydan küçük Anadolu malakları grubunda yer alan 1.grupta 275 olarak tespit edildi. En düşük OTU sayısı ise İtalyan Akdeniz ırkına ait 2 yaşından büyük gebe dişilerde 167 olarak gözlendi. Gruplar şube bazında incelendiğinde tüm gruplarda baskın şube olan Firmicutes  (%68,3)'i, Bacteriodetes (%29,4) ve Proteobacteria (%1,8) olduğu gözlemlendi. Firmicutes/Bacteriodetes oranları incelendiğinde, Anadolu malakları arasından 3 aydan büyük olanların en yüksek orana (2,99) sahip olduğu saptandı. İtalyan Akdeniz ırkına ait 3 aydan büyük malaklarda ise en düşük oran (1,57) saptandı. Proteobacteria oranı ise 2 yaşından büyük dişi Anadolu mandalarında %9,27 ile dikkate değer oranda saptandı. Örnek grupları aile düzeyinde incelendiğinde Ruminoccaceae (%47,8) ailesi tüm gruplarda baskın aile olarak bulundu. Cins düzeyinde incelendiğinde ise Ruminnococcus (%39,6) cinsi bir grup dışında baskın cins olarak bulundu. Süt ve yem ile beslenen 3 aylıktan küçük malaklarda baskın cins Lactobacillus (%20,4) cinsi olarak saptandı.
Sonuç olarak, elde edilen bu verilerle Türkiye'de yetiştirilen her iki ırka ait mandalarda mikrobiyal kolonizasyon verileri elde edilmiştir. Bu konu hakkındaki literatür eksiğine katkı sağlanmakla birlikte farklı çalışmalarla da desteklenmesi gerekmektedir. 
Bu çalışma, İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: 32577 
Bu tez, TÜBİTAK 2211 Yurt İçi Lisansüstü Burs Programı tarafından desteklenmiştir.

Abstract:
This study was aimed to investigate the fecal microbiota of buffaloes of different races, ages, and genders reared in Turkey by using metagenomic analysis.
For this purpose, a total of 96 stool samples, 48 from buffalo calves and 48 from buffaloes, were collected from 4 farms in Istanbul and Kırklareli. Twenty-four of the buffalo calves and buffaloes were selected as Italian Mediterranean race and 24 as Anatolian race. Twenty-four buffaloes of each of Anatolian and Italian Mediterranean breeds were selected as 12 males and 12 females. After the samples were transfered to the laboratory under appropriate conditions, DNA extractions were made from the samples. The samples were poolled consisting of four samples each of them and it was total 24. From the extractions, 24 pools of 4 were created according to age and gender. The pooled samples were sequencing with Oxford Nanopore MinION. Then bioinformatics analyses were performed.
In total, 180 mb of data was obtained. According to the data obtained, a total of 489 operational taxonomic units (OTUs) were detected. Considering the OTU distribution according to the groups, the highest number of OTUs was found to be 275 in the 1st group in the Anatolian buffalo calfs group younger than 3 months. The lowest number of OTUs was observed as 167 in pregnant females older than 2 years of Italian Mediterranean breed. When the groups were examined on a phylum basis, it was observed that Firmicutes (68.3%), Bacteriodetes (29.4%) and Proteobacteria (1.8%) were the dominant phylum in all groups. When the Firmicutes/Bacteriodetes ratios were examined, it was determined that the Anatolian buffalo calfs older than 3 months had the highest rate (2.99%). The lowest rate (1.57%) was found in buffalo calfs older than 3 months of Italian Mediterranean breed. The rate of Proteobacteria was found to be a remarkable 9.27% in female Anatolian buffaloes older than 2 years of age. When the sample groups were examined at the family level, Ruminoccaceae (47.8%) family was found to be the dominant family in all groups. When examined at the genus level, Ruminnococcus (39.6%) was found to be the dominant genus except for one group. Lactobacillus (20.4%) was the dominant genus in buffalo calfs younger than 3 months old fed with milk and feed.
As a result, microbial colonization data were obtained in buffaloes of both breeds reared in Turkey with these data. While contributing to the lack of literature on this subject, it should be supported by different studies.
The present work was supported by the Research Fund of Istanbul University. Project No. 32577 
This thesis was supported by TUBITAK 2211 Domestic Graduate Scholarship Program.