Uludağ (Bursa) buzul, Beyşehir (Konya) ve Eber (Afyon) göllerinde metagenomik çalışmalar
Metagenomics studies in Uludağ (Bursa) glacial, Beyşehir (Konya) and Eber (Afyon) lakes
Yazar: FAHRİ PAT
Danışman: PROF. DR. ERCAN ARICAN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Biyoinformatik = Bioinformatics ; Biyoçeşitlilik = Biodiversity ; Bursa-Uludağ = Bursa-Uludağ ; Metagenomik = Metagenomics ; Mikrobiyoloji = Microbiology ; Mikrobiyolojik özellikler = Microbiological properties ; Su mikrobiyolojisi = Water microbiology ; Tatlı su ekolojisi = Freshwater ecology

Özet:
Su ekosistemleri, zengin mikrobiyal çeşitliliğe sahip karmaşık yaşam alanlarıdır ve bu mikroorganizmalar, sucul ortamlardaki besin döngüleri ile enerji akışında kritik roller üstlenirler. Son yıllarda gelişen metagenomik yaklaşımlar, kültüre alınamayan mikroorganizmaları da kapsayarak bu ekosistemlerdeki mikrobiyal toplulukların daha kapsamlı incelenmesine olanak tanımıştır.
Bu tez çalışmasında, Türkiye'nin farklı bölgelerinde yer alan Beyşehir Gölü, Eber Gölü, Uludağ Buzlu Göl, Uludağ Kilimli Göl ve Uludağ Karagöl'ün mikrobiyal çeşitliliği, yeni nesil dizileme teknolojileri kullanılarak araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, göl su örneklerinden DNA izolasyonu yapılmış, 16S rRNA geninin V3-V4 bölgesi PCR yöntemiyle çoğaltılmış ve Illumina platformu aracılığıyla dizileme gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen metagenomik veriler, biyoinformatik analizlerle değerlendirilmiş ve her göl ekosisteminin mikrobiyal kompozisyonu filum ve cins düzeyinde belirlenmiştir. Sonuçlar, incelenen göllerin her birinin kendine özgü mikrobiyal topluluk yapılarına sahip olduğunu ortaya koymuştur. Baskın filumlar arasında Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria ve Cyanobacteria bulunurken, cins düzeyinde de çeşitli mikroorganizmalar tespit edilmiştir.
Bu araştırma, Türkiye'deki göl ekosistemlerinin mikrobiyal çeşitliliğine ışık tutmakta ve su kalitesi, ekolojik denge ile biyojeokimyasal döngüler açısından önemli bilgiler sunmaktadır. Elde edilen bulgular, gelecekteki su yönetimi stratejileri ve koruma çalışmalarına değerli katkılar sağlayabilir. Ayrıca, çalışma, metagenomik yaklaşımların sucul mikrobiyal ekoloji araştırmalarındaki etkinliğini ve önemini vurgulamaktadır.

Abstract:
Aquatic ecosystems are complex habitats with rich microbial diversity, where microorganisms play critical roles in nutrient cycling and energy flow. Recent advancements in metagenomic approaches have enabled comprehensive analysis of microbial communities, including those that cannot be cultured.
This thesis investigates the microbial diversity of five lake ecosystems in different regions of Turkey: Beyşehir Lake, Eber Lake, Uludağ Buzlu Lake, Uludağ Kilimli Lake, and Uludağ Karagöl. Using next-generation sequencing technologies, DNA was isolated from lake water samples, the V3-V4 region of the 16S rRNA gene was amplified via PCR, and sequencing was performed on the Illumina platform.
The resulting metagenomic data were analyzed bioinformatically to determine the microbial composition of each lake ecosystem at the phylum and genus levels. The findings revealed unique microbial community structures for each lake. Dominant phyla included Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, and Cyanobacteria, with various microorganisms identified at the genus level.
This research sheds light on the microbial diversity of lake ecosystems in Turkey, providing valuable insights into water quality, ecological balance, and biogeochemical cycles. The findings can contribute to future water management strategies and conservation efforts. Additionally, the study underscores the effectiveness and importance of metagenomic approaches in aquatic microbial ecology research.