Mikroalgler ve funguslar arasındaki etkileşimlerin mikroplastik biyobozunması üzerindeki etkileri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Fakültesi Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HALİME ERCAN
Danışman: Sevcan Aydın
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sentetik polimerlerin parçalanmasıyla oluşan mikroplastikler, çevresel sistemlerde giderek daha fazla dikkat çeken bir kirletici sınıfı hâline gelmektedir. Boyutlarının küçük olmasına rağmen geniş alanlara yayılabilmeleri, bu partikülleri hem karasal hem de sucul ortamlarda kalıcı hâle getirmektedir. Atmosferden toprak ve su ekosistemlerine kadar çeşitli habitatlarda tespit edilen mikroplastikler, biyolojik döngülere müdahale etme potansiyeli taşımakta ve ekosistem hizmetleri üzerinde olumsuz etkilere yol açabilmektedir. Bu yaygınlık ve kalıcılık, mikroplastiklerin çevresel risk değerlendirmelerinde öncelikli kirleticiler arasında ele alınmasını gerekli kılmaktadır. Bu nedenle, mikroplastiklerin doğada parçalanma yollarının araştırılması ve özellikle biyolojik bozunma süreçlerinin anlaşılması, çevresel sürdürülebilirlik açısından büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda bazı mikroorganizmaların, özellikle fungus türlerinin, mikroplastiklerin biyolojik olarak parçalanmasında potansiyel taşıdığı gösterilmiştir. Ancak mevcut çalışmalar, çoğunlukla belirli mikroorganizma türleriyle sınırlı kalmakta ve bu durum biyobozunma mekanizmalarının daha geniş ölçekte değerlendirilmesini kısıtlamaktadır. Özellikle fungus ve mikroalg türleri arasındaki etkileşimin mikroplastik bozunma kapasitesi üzerindeki etkisini doğrudan inceleyen herhangi bir çalışmaya rastlanılmamaktadır. Bu tez çalışması kapsamında esas olarak, farklı trofik düzeylerde yer alan Bracteacoccus sp. ile plastik kirliliği tespit edilmiş tarım arazilerinden izole edilecek fungus türlerinin oluşturduğu konsorsiyumların mikroplastik biyobozunmasına olan katkılarının araştırılması hedeflenmiştir. Bu sayede, literatürdeki bilgi eksikliğinin giderilmesine ve mikrobiyal etkileşimlerin çevresel biyoremediasyon uygulamalarındaki potansiyelinin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlanması amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda, polietilen (PE) mikroplastikler kullanılarak izole edilmiş fungal suşlar, Bracteacoccus sp. mikroalgi ve oluşturulan mikrobiyal konsorsiyumlar ile biyobozunma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, mikroplastik kontaminasyonlu toprak örneklerinde, biyobozunma sürecinde bioaugmentasyon işlemlerinin mikrobiyal çeşitlilik üzerindeki etkilerini değerlendirmek amacıyla deneysel uygulamalar yapılmıştır. Biyobozunma etkinliği, yüzey morfolojisi, yapısal değişim ve kimyasal bozunma göstergeleri dikkate alınarak optik mikroskop ve alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu (FE-SEM) ve Furier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (ATR-FTIR) analizleri ile değerlendirilmiştir. Mikrobiyal topluluk yapısındaki değişimleri analiz etmek amacıyla, Oxford Nanopore Technologies platformu kullanılarak mikrobiyal çeşitlilik yüksek çözünürlükte belirlenmiş ve topluluk kompozisyonu karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Penicillium, Aspergillus ve Condenascus cinslerine ait üç farklı fungus türü, seçili arazilere ait toprak örneklerinden izole edilmiştir ve bu türlerin tanımlamaları, ITS bölgesine dayalı genetik analizlerle gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler, Bracteacoccus sp. mikroalg türü ve bu fungal izolatların polietilen (PE) mikroplastikler üzerindeki biyobozunma yetisini hem ayrı ayrı hem de konsorsiyum halinde etkili olduğunu göstermiştir. Metagenomik analizler sonucunda, bioaugmentasyon kapsamında uygulanan farklı fungal cinsler ve mikroalg konsorsiyumlarının biyobozunma süreciyle ilişkili olarak toprak mikrobiyal çeşitliliği üzerindeki etkileri detaylı biçimde ortaya konmuştur.