Su ve Toprak Sağlığı Özelinde İklim Değişikliğiyle Mücadele için Biyoteknolojik Çözüm Önerilerinin Geliştirilmesi



Su ve Toprak Sağlığı Özelinde İklim Değişikliğiyle Mücadele için Biyoteknolojik Çözüm Önerilerinin Geliştirilmesi

İstanbul Üniversitesi'nin APYK lideri Prof. Dr. Sevcan Aydın tarafından yürütülen "Su ve Toprak Sağlığı Özelinde İklim Değişikliğiyle Mücadele için Biyoteknolojik Çözüm Önerilerinin Geliştirilmesi" adlı proje, iklim değişikliğinin su ve toprak sağlığı üzerindeki zararlı etkilerini çevre ve insan sağlığı göz önünde bulundurarak biyoteknolojik mücadele yöntemleri geliştirerek çözüm arayışında bulunmayı amaçlamaktadır. Bu desteklenen proje kapsamında, iklim değişikliğiyle mücadelede biyoteknolojik ıslah yöntemleri geliştirilerek bunların toprakta sürdürülebilir olması hedeflenmektedir. Ayrıca, proje kapsamında toprağın biyoçeşitlilik potansiyelinin belirlenmesi için etkili moleküler yaklaşımlar geliştirilerek toprak verimsizleşmesi önlenerek biyolojik çeşitliliğe zarar verilmeden erken müdahale imkanı sağlanacaktır. Proje ekibinde, Erciyes Üniversitesi'nden Prof. Dr. Osman Sönmez, Prof. Dr. Semih Yılmaz ve Doç. Dr. Adem Güneş, Bingöl Üniversitesi'nden Doç. Dr. Veysel Turan yer almaktadır. Ayrıca, projenin genelinde 12 bursiyer görev almaktadır.

ALT PROJE-1: İklim değişikliği sonucu azalan toprak biyoçeşitliliğinin arttırılmasına yönelik algal biyostimülasyon ve fungal biyoaugmentasyon yöntemlerinin geliştirilmesi

Proje Özeti: Projede farklı biyokontrol ajanları geliştirilerek toprak mikrobiyotasında yer alan mikrobiyal çeşitliliğin faydalı türler yönünden optimizasyonu ve bu sayede toprak kaynaklı antibiyotik direnç gelişiminin önlenmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda seçili mikroalg türlerinden oluşan biyostimülasyonlar ve farklı prokaryotik ve ökaryotik türlerden oluşan mikrobiyal gübrelerin toprak biyoçeşitliliği üzerindeki etkileri araştırılacaktır. Oluşturulacak algal biyostimülasyonlar ve mikrobiyal gübrelerin, faydalı organizmaların artması yoluyla toprak biyoçeşitliliğine katkı sağlaması ve patojenlerle mücadelede etkinlik göstermesi değerlendirilecektir. Proje kapsamında yürütülen deneyler ile geliştirilen ürünlerin toprak biyoçeşitliliği ve bitki sağlığı üzerindeki etkileri genetik analizlerle belirlenecektir. Bu çalışmaların sonuçları, toprak biyoçeşitliliğini artırmak için algal biyostimülasyon ve biyoaugmentasyon çalışmalarında kullanılacak ve iklim değişikliğiyle mücadelede genetik mühendisliği parametreleriyle optimize edilmiş yenilikçi ve sürdürülebilir biyoteknolojik mücadele yöntemlerinin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır.
    
                                                                                   
                
                                                                               
                
                                  

                                                                                      
ALT PROJE-2: İklim değişikliğinin etkilerini azaltmak için arıtılmış atıksuların tarımsal sulamada yeniden kullanımının iyileştirilmesi

Proje Özeti: Proje, iklim değişikliğine bağlı olarak artan su kıtlığı sorununa alternatif çözümler sunmak amacıyla arıtma sistemlerinin kullanımını önermektedir. Proje kapsamında arıtılan atıksular, toprak ve bitki sağlığını tehlikeye atmadan geri kazanılarak tarımsal sulama için tekrar kullanılacaktır. Bu amaçla, atıksulardaki en zorlu kirleticilerden olan ve toprak biyoçeşitliliğini etkileyen farmasötikler ve bu kirleticilere karşı oluşan direnç genleri hedef alınmaktadır. Farmasötikler, özellikle antiviral ilaçlar ve antibiyotikler, atık sulardan sucul sistemlere ve çevresel bölgelere taşınarak çeşitli canlılar üzerinde toksik etkiler oluşturabilir. Bu durum, komünite kompozisyonunu ve besin ağını değiştirerek geri dönüşümsüz etkilere yol açabilir. Ayrıca, antiviral ve antibiyotik direncinin gelişimi küresel bir sağlık sorunu haline gelmiştir. Önerilen projede, düşük maliyetli ve kolay kullanılabilir çevre dostu mikroorganizma kombinasyonları kullanılarak antibiyotik direncinin önlenmesi amaçlanmaktadır. Bu kombinasyonlar, atık sulardaki farmasötik kirleticilerin giderim verimleri ve direnç genlerinin etkileri üzerinde araştırmalar yapmak için aerobik ve anaerobik biyolojik arıtma sistemlerinde test edilecektir. Bu projenin gerçekleşmesi, farmasötiklerin, özellikle antiviral ve antibiyotik dirençlerinin gelişimini önleyerek, yüksek verimli bir biyolojik arıtılabilirlik sağlamayı hedeflemektedir.

                                        
                                                                           

                                                                            

Proje Ekibi: Projenin koordinatörlüğünü İstanbul Üniversitesi'nden Prof. Dr. Sevcan Aydın yapmakta olup, proje Erciyes Üniversitesi ve Bingöl Üniversitesi ile iş birliği içinde yürütülmektedir. İstanbul Üniversitesi'nden 1 araştırmacı, 2 doktora öğrencisi, 2 yüksek lisans öğrencisi ve 2 lisans öğrencisi olmak üzere toplamda 6 bursiyer yer almaktadır. Erciyes Üniversitesi Ziraat Fakültesi'nden 1 araştırmacı ve 1 bursiyer, Bingöl Üniversitesi'nden ise 1 araştırmacı projede yer almaktadır.


Prof.Dr. Sevcan AYDIN Proje Yürütücüsü (İstanbul Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Biyoteknoloji, Çevre Biyolojisi, Mikrobiyoloji, Moleküler Biyoloji ve Genetik



Prof.Dr. Osman SÖNMEZ Araştırmacı (Erciyes Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Ziraat, Toprak ve Bitki Besleme, Toprak Kimyası, Toprak ve Su Muhafazası ve Amenajmanı, Toprak Islahı (Fiziksel, Kimyasal Veya Biyolojik), Bitki Besleme, Topraklı Besleme Uygulamaları



Doç.Dr. Veysel TURAN Araştırmacı, (Bingöl Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Geri Dönüşüm, BİYOGAZ, Kompostlama Mikrobiyolojisi, Karbon ve Besin Döngüleri, Toprak Biyolojisi ve Biyokimyası, Mikrobiyal Gübre, Çevresel Mikrobiyoloji, Toprak Kirliliği ve Korunması



Prof. Dr. Adem GÜNEŞ Araştırmacı (Erciyes Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Tarımsal Bilimler, Ziraat, Toprak ve Bitki Besleme, Toprak Kimyası, Toprak Biyolojisi, Toprak ve Su Muhafazası ve Amenajmanı, Toprak Islahı (Fiziksel, Kimyasal veya Biyolojik), Bitki Besleme, Toprak Verimliliği ve Gübreleme, Tarla Bitkileri Uygulamaları, Bahçe Bitkileri Uygulamaları




Fatma Nur KILIÇ Bursiyer Doktora Öğrencisi (Erciyes Üniversitesi)



Gamze GÜRERK Bursiyer Doktora Öğrencisi (İstanbul Üniversitesi)



Şuheda REİSOĞLU Bursiyer Doktora Öğrencisi (İstanbul Üniversitesi)



Özge Dua ZENGİN Bursiyer Yüksek Lisans Öğrencisi (İstanbul Üniversitesi)



Halime ERCAN Bursiyer Yüksek Lisans Öğrencisi (İstanbul Üniversitesi)

ALT PROJE-3: Bacillus thuringiensis türlerinden insektisit, fungusit ve bitki büyüme teşvikine yönelik ürün geliştirilmesi

Proje Özeti: Çalışmamızın temelini oluşturan ve tarımda tür spesifik biyopestisit etkeni olarak sıklıkla kullanılan Bacillus thuringiensis (Bt) türü bakteri suşları gram pozitif, spor oluşturabilme özelliği ile doğa dostu, insana ve diğer hedef olmayan türlere zarar verebilecek kimyasal ürünlerden çok daha faydalı alternatif bir organizmalardır. Aynı zamanda biyoteknolojik çalışmalarda kullanılabilecek en önemli organizmaların başında gelmektedir. Bt suşlarının bir kısmı Cry, Vip, Sip gibi insektisidal proteinlerinin yanı sıra kitinaz, thuricin, zwittermisin gibi antifungal ve fitaz, fosfataz, deaminaz, siderofor, absisik asit, jasmonik asit gibi bitki büyümesini teşvik edici özellikte olan protein ve sekonder metabolit üretebilmektedir. Bu çalışmada stok kültürlerimizde bulunan Bt suş ve izolatlarında tüm genom dizileme işleminin ardından vip, fitaz, nitrogenaz ve thuricin kodlayan gen ürünlerinin aynı Bt suşu üzerinde birleştirilmesi ve ifadesinin artırılmasına yönelik araştırmaların ardından bitki türleri üzerinde bu etkilerin teyit edilmesine yönelik uygulamaların yapılması hedeflenmektedir. Sonuç elde edilmesi durumunda gübre, insektisit ve fungusit tarımsal girdilerinin en az %20 azaltılmasının sağlanması öngörülmekte olup yeşil mutabakat bakımından çıktıları çok daha fazla olacaktır. Bu kapsamda stok kültürümüzde bulunan Bt kurstaki, Bt aizawai, Bt israelensis, Bt sotto gibi birçok alt tür üzerinde gen taraması ve geliştirme işlemleri yapılacaktır. Bu ve beALT PROJE-3: Bacillus thuringiensis türlerinden insektisit, fungusit ve bitki büyüme teşvikine yönelik ürün geliştirilmesi Proje Özeti: Çalışmamızın temelini oluşturan ve tarımda tür spesifik biyopestisit etkeni olarak sıklıkla kullanılan Bacillus thuringiensis (Bt) türü bakteri suşları gram pozitif, spor oluşturabilme özelliği ile doğa dostu, insana ve diğer hedef olmayan türlere zarar verebilecek kimyasal ürünlerden çok daha faydalı alternatif bir organizmalardır. Aynı zamanda biyoteknolojik çalışmalarda kullanılabilecek en önemli organizmaların başında gelmektedir. Bt suşlarının bir kısmı Cry, Vip, Sip gibi insektisidal proteinlerinin yanı sıra kitinaz, thuricin, zwittermisin gibi antifungal ve fitaz, fosfataz, deaminaz, siderofor, absisik asit, jasmonik asit gibi bitki büyümesini teşvik edici özellikte olan protein ve sekonder metabolit üretebilmektedir. Bu çalışmada stok kültürlerimizde bulunan Bt suş ve izolatlarında tüm genom dizileme işleminin ardından vip, fitaz, nitrogenaz ve thuricin kodlayan gen ürünlerinin aynı Bt suşu üzerinde birleştirilmesi ve ifadesinin artırılmasına yönelik araştırmaların ardından bitki türleri üzerinde bu etkilerin teyit edilmesine yönelik uygulamaların yapılması hedeflenmektedir. Sonuç elde edilmesi durumunda gübre, insektisit ve fungusit tarımsal girdilerinin en az %20 azaltılmasının sağlanması öngörülmekte olup yeşil mutabakat bakımından çıktıları çok daha fazla olacaktır. Bu kapsamda stok kültürümüzde bulunan Bt kurstaki, Bt aizawai, Bt israelensis, Bt sotto gibi birçok alt tür üzerinde gen taraması ve geliştirme işlemleri yapılacaktır. Bu ve benzeri diğer alt türlerin suşları üzerinde insektisidal etkilerine yönelik çalışmalar yapılmış olmasına rağmen bu organizmaların fungusidal etkileri ve bitki büyümesini teşvik edici özelliklerinin araştırılması ve aynı türde birleştirilmesine yönelik çalışma bulunmamaktadır. Çalışmanın başarılı olması durumunda Vip proteini, hormon üretimi ve azot fiksasyonundaki artış sayesinde zararlıların kontrolü ve besin elementlerinin daha iyi alımı sayesinde patojenlere karşı duyarlı zamanı kısaltmakla dolaylı büyüme etkilerinin yanında kök gelişimi ve sürgün büyümesi gibi doğrudan etkileri ile verim artışı sağlanmış olacaktır. Mutant ve yabanıl tip Bt suşlarının bitkiler üzerindeki etkisi toprak, tohum, fide, yaprak, kök gibi noktalardan sıvı halde ve/veya katkı maddesi olarak uygulama suretiyle araştırılacaktır. Bitki denemeleri buğday, patlıcan, ıspanak bitkileri üzerinde tohum, toprak, kök daldırma uygulamaları şeklinde yapılacak ve prototip geliştirilecektir. Bu ve benzeri diğer alt türlerin suşları üzerinde insektisidal etkilerine yönelik çalışmalar yapılmış olmasına rağmen bu organizmaların fungusidal etkileri ve bitki büyümesini teşvik edici özelliklerinin araştırılması ve aynı türde birleştirilmesine yönelik çalışma bulunmamaktadır. Çalışmanın başarılı olması durumunda Vip proteini, hormon üretimi ve azot fiksasyonundaki artış sayesinde zararlıların kontrolü ve besin elementlerinin daha iyi alımı sayesinde patojenlere karşı duyarlı zamanı kısaltmakla dolaylı büyüme etkilerinin yanında kök gelişimi ve sürgün büyümesi gibi doğrudan etkileri ile verim artışı sağlanmış olacaktır. Mutant ve yabanıl tip Bt suşlarının bitkiler üzerindeki etkisi toprak, tohum, fide, yaprak, kök gibi noktalardan sıvı halde ve/veya katkı maddesi olarak uygulama suretiyle araştırılacaktır. Bitki denemeleri buğday, patlıcan, ıspanak bitkileri üzerinde tohum, toprak, kök daldırma uygulamaları şeklinde yapılacak ve prototip geliştirilecektir.

Bu ve benzeri diğer alt türlerin suşları üzerinde insektisidal etkilerine yönelik çalışmalar yapılmış olmasına rağmen bu organizmaların fungusidal etkileri ve bitki büyümesini teşvik edici özelliklerinin araştırılması ve aynı türde birleştirilmesine yönelik çalışma bulunmamaktadır. Çalışmanın başarılı olması durumunda Vip proteini, hormon üretimi ve azot fiksasyonundaki artış sayesinde zararlıların kontrolü ve besin elementlerinin daha iyi alımı sayesinde patojenlere karşı duyarlı zamanı kısaltmakla dolaylı büyüme etkilerinin yanında kök gelişimi ve sürgün büyümesi gibi doğrudan etkileri ile verim artışı sağlanmış olacaktır. Mutant ve yabanıl tip Bt suşlarının bitkiler üzerindeki etkisi toprak, tohum, fide, yaprak, kök gibi noktalardan sıvı halde ve/veya katkı maddesi olarak uygulama suretiyle araştırılacaktır. Bitki denemeleri buğday, patlıcan, ıspanak bitkileri üzerinde tohum, toprak, kök daldırma uygulamaları şeklinde yapılacak ve prototip geliştirilecektir.


Prof.Dr. SEMİH YILMAZ Proje Yürütücüsü (Erciyes Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Biyokimya, Biyoteknoloji, Mikrobiyal Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Bakteriyoloji, Moleküler Biyoloji ve Genetik, Mikrobiyal Genetik



Prof.Dr. Osman SÖNMEZ Araştırmacı (Erciyes Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Ziraat, Toprak ve Bitki Besleme, Toprak Kimyası, Toprak ve Su Muhafazası ve Amenajmanı, Toprak Islahı (Fiziksel, Kimyasal Veya Biyolojik), Bitki Besleme, Topraklı Besleme Uygulamaları



Prof. Dr. Adem GÜNEŞ Araştırmacı (Erciyes Üniversitesi)
Araştırma Alanları: Tarımsal Bilimler, Ziraat, Toprak ve Bitki Besleme, Toprak Kimyası, Toprak Biyolojisi, Toprak ve Su Muhafazası ve Amenajmanı, Toprak Islahı (Fiziksel, Kimyasal veya Biyolojik), Bitki Besleme, Toprak Verimliliği ve Gübreleme, Tarla Bitkileri Uygulamaları, Bahçe Bitkileri Uygulamaları