Karadeniz ve Marmara Denizi`nde aerobik heterotrofik bakterilerin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında bakteriyoplanktonun Karadeniz, İstanbul Boğazı, Marmara Denizi ve Çanakkale Boğazı'ndaki dağılımları ve ekosistemdeki rolleri incelenmiştir. İki yıl süren araştırmalarda toplam heterotrofik bakteri bolluğunun Karadeniz yüzey sularında Marmara Denizi'nden yüksek olduğu tespit edilmiştir. Öte yandan, Çanakkale Boğazı'ndan giren Akdeniz kökenli sulardaki bakteri bolluğunun Karadeniz'e ulaşana kadar yaklaşık beş kat artış gösterdiği tespit edilmiştir. Bakteri bollukları en fazla kıyı sularında, deşarj etkisi altındaki alanlarda saptanmıştır. Güneybatı Karadeniz kıyılarının bakteri bolluk değerleri, Doğu Karadeniz sınırı kıyılarından yaklaşık iki kat daha yüksek olup, kuzeybatı Karadeniz kökenli substrat bakımından zengin suların kıyılarımızda ikincil üretimi beslediği sonucuna varılmıştır. Marmara Denizi'nde bakteri bolluğunun en yüksek olduğu noktalar körfez içleri olarak tespit edilmiştir. Çevresel şartlar arasında bakteriyoplankton dağılımı etkileyen en önemli faktörün sıcaklık olduğu sonucuna varılmıştır. Sıcaklığın sabitlendiği dönemlerde bakteri bolluğu en yüksek seviyelere ulaşmakta, sıcaklığın hızlı iniş ya da çıkış gösterdiği mevsim dönümlerinde bakteri bolluk değerlerinde gerileme gerçekleşmektedir.16S rRNA dizi analizi ve standart mikrobiyolojik tayin metodları bir arada kullanılarak Karadeniz ve Marmara Denizi'nin bakteriyoplankton tür kompozisyonu ilk kez kayıt altına alınmıştır. Denizlerimizde baskın olan kültür edilebilir türlerin filogenetik çalışmaları sonucunda alfa Proteobacteria, gamma-Proteobacteria, Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides grubu ve Gram pozitif grup olmak üzere toplam dört ana gruba ait 70 tür tayin edilmiştir. Bunlardan alfa ve gamma Proteobacteria grupları çalışma alanında tespit edilen baskın gruplar olup, Karadeniz ve Marmara Denizi denizel bakteri kompozisyonunun dünya denizleri ile uyum gösterdiği saptanmıştır. Tayin edilen türlerin morfolojik ve biyokimyasal özellikleri incelendiğinde %71'inin hareket yeteneği olduğu, %81'inin nitratı indirgeyebildiği, %85'inin jelatinazı parçalayabildiği ve %33'ünün üreyi azot kaynağı olarak kullanabildiği saptanmış, bu özellikleri ile Karadeniz ve Marmara Denizi ötrofikasyon riski taşıyan sularına adaptasyon yeteneği yüksek türlerin baskın olduğu sonucuna varılmıştır.

The spatiotemporal distribution of bacterioplankton in the Black Sea, İstanbul Strait, Marmara Sea and Çanakkale Strait and their role in the marine ecosystem was studied. The heterotrophic bacterial abundance in the Black Sea was higher than the Marmara Sea during the study period. The bacterial abundance of the Mediterrenean originated water enhanced approximately five times within the Marmara Sea before reaching to the Black Sea. The bacterial abundance was highest at coastal waters and discharge areas. The surface bacterial abundance at the southwestern shelf of the Black Sea was two times higher that the eastern shelf. Therefore, it is concluded that the substrates carried from the northwestern shelf originated waters enrich the secondary production along the Turkish coastal waters. The bacterial abundance was the highest at the inner parts of the bays in the Marmara Sea. Temperature was the most important factor among the environmental parameters affecting the bacterial abundance. The bacterial abundance was the highest during the stable temperature periods whilst values decreased during seasonal changes.Bacterioplankton species composition was analyzed for the first time in the Turkish waters of the Black Sea and the Marmara Sea, using standard microbiological methods and 16S rRNA sequencing technique. According to the results obtained from phylogenetic studies, four distinct groups dominated our waters; alpha Proteobacteria, gamma-Proteobacteria, Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides group and Gram positive group. The alpha and gamm Proteobacteria groups were the most abundant groups among the cultrable species in the area, similar to the rest of the world?s oceans. Among the 70 taxa identified within the study area, 71 % were motile, 81 % were capable of nitrate reduction, 85 % were able to hydrolyse gelatin and 33 % use urea as nitrogen source. Therefore, it is concluded that the species capable of adaptation to the waters of the Black and the Marmara seas with high eutrophication risk.