Edirne bölgesinde Holstein-Fresian sığırlarda rasyondan kaynaklı ağır metal stresinin kan dokusunda genotoksik etkileri
Genotoxic effect of heavy metal stress sources from food ration in blood tissues of Holstein-Fresian ruminants in Edirne province
Yazar: ERKAN ÖRT
Danışman: PROF. DR. OĞUZHAN DOĞANLAR
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Ağır iyonlar = Heavy ions ; Genotoksisite = Genotoxicity

Özet:
Tez kapsamında, Edirne ilinde Holstein-Fresian Ruminant Hayvanlarda rasyondan kaynaklı ağır metal stresinin kan dokusunda genotoksik etkileri araştırılmıştır. Rasyon şu an için hayvan yetiştiriciliğinde, oldukça büyük bütçeler harcanarak oluşturulan çalışmaların ve bunun yanında güncel bilimsel verilerin, hayvanların fizyolojik özellikleri ile birleştirilerek oluşturulan özel bir besleme ürünüdür. Ancak yapılan onca çalışmaya rağmen, rasyon önemli ölçüde doğada yetişen yem bitkisi ürünlerine bağımlıdır. Bu sebeple günümüzde insanlığı tehdit eden en büyük sağlık problemi olan çevre kirliliğinden önemli düzeyde etkilenmektedir. Çevre kirliliği toprak, hava, su temel bileşenleri, sonrasında birincil etkilenen grup yem bitkileri, bir sonraki aşama, bu bitkilerle beslenen birincil tüketiciler son olarak son tüketici ekseninde incelenmesi gereken bir konudur. Bu sebeple tez kapsamında ağır metal döngüsünün bu 3 kaynağına da vurgu yapılmıştır. Bu tezin amacı Edirne bölgesinde ağır metallere maruz kalmış Holstein-Fresian ırkı sığırlarda ortaya çıkabilecek antioksidanlardan sorumlu [Mn-SOD, Katalaz(CAT) ve glutatyon sentataz (GS)] ve HSP genleri gen ekspresyonlarını araştırmak ve RAPD (rastgele çoğaltılmış polimorfik DNA) yöntemiyle toplam DNA üzerine ağır metallerin genotoksik etkilerini değerlendirmektir. Tez kapsamında Edirne bölgesinde yapılan rasyonlarda tüm element içerikleri analiz ettirilmiştir. Analiz edilen rasyonların hemen tümünde düşük ya da yüksek düzeyde bir ağır metal kalıntısı belirlenmiştir. 
Çalışmamızda kullandığımız ve ekosistemde ikincil tüketici olan Holstein-Fresian Ruminant hayvanlarda metal birikimlerinin bölgelere göre farklılık gösterdiği, genellikle en fazla birikimin tarımsal faaliyetlerin yoğun olarak yapıldığı alanlarda oluştuğu gözlemlenmiştir. Tez çalışmasında kan örneklemesi yapılan hayvanlarda ağır metal miktarları analiz edilmiş ve kanda taşıdığı ağır metal miktarlarına göre hayvanlar 3 farklı gruba ayrılmıştır. Düşük-orta ve yüksek düzey olarak belirlenen bu hayvanlar, diğer çalışmalarda toksik düzey olarak gösterilen ağır metal birikimleri kullanılarak gruplanmışlardır. Yapılan gruplama sonunda genomik ve proteomik analizler gerçekleştirilmiştir.
Sonuç olarak tez bulgularımız, Edirne Bölgesi ruminantlarında, henüz akut bir tehlike yaratacak düzeyde bir ağır metal kirliliğinin oluşmadığını, ancak farklı bölgelerde yapılan yoğun tarımsal faaliyetler ve diğer antropojenik etkiler sebebiyle bu bölgelerde yaşayan hayvanlarda ağır metal birikiminin ve bu birikimin sebebp olduğu genotoksitenin dikkat çekici boyuta ulaştığını göstermektedir. Bu sebeple özellikle yem bitkilerinin temiz alanlarda yetiştirilmesine dikkat edilmesi, yem analizlerinde özellikle ağır metal pestisit gibi, bölgede yüksek risk taşıyan kirleticilerinde takip edilmesinin önemli olduğu düşünülmektedir

Abstract:
In this work, genotoxic effects of heavy metal stress in the diet of Holstein-Fresian ruminants were investigated in the province of Edirne. The ration is a special feed that combines the latest scientific data with the physiological characteristics of the animals. Despite all studies, the ration is heavily dependent on naturally grown forage crops. For this reason, ration is severely affected by pollution, which is today the biggest health problem for humanity. Pollution is the main constituent of soil, air, water, then the primary concern group of forage crops, and the next stage is the primary consumers fed by these crops, finally an issue to be explored on the latest consumer's axis. For this reason, these three sources of the heavy metal cycle are highlighted in this work. We suggest that more attention should be given to investigating the genotoxic effects of environmental pollutants. 
The aims of the present thesis will be to investigate the responses of Holstein-Fresian ruminants upon exposure to a heavy metals with reference to changes in antioxidant-responsible gene expression [Mn-superoxide dismutase (Mn-SOD), catalase (CAT), and glutathione synthetase (GS)] and HSPs family genes and to assess the genotoxic effects of a heavy metals on total DNA with random amplified polymorphic DNA (RAPD) assay in Edirne province. We analyzed all elemental content in rations in the Edirne region. We found that in almost whole ration contain low or high levels of heavy metal residues.
In our study, it has been observed that metal enrichment in Holstein-Fresian ruminants, which are the secondary consumers in the ecosystem, varies by region and, in general, the greatest heavy metal accumulation occurs in areas with intensive agricultural activities. In this study, amount of heavy metals in whole blood samples were analyzed and the animals were divided into 3 different groups according to the amount of heavy metals in blood. These animals identified as low-medium and high-grade, were grouped using heavy metal accumulation level that have been shown to be toxic in other studies. At the end of the grouping process, genomic and proteomic analyzes were performed.
In conclusion, our results indicate that there is no acute risk of heavy metal contamination in ruminants in the Edirne region, but that the heavy metal accumulation and genotoxicity caused by this accumulation in animals in these regions has reached a notable level due to intense stress on agricultural activities and other anthropogenic effects in different regions shows. For this reason, it is important to consider the cultivation of fodder crops in clean areas. And also in feed analysis, is important to monitor high risk pollutants in the region, especially heavy metal pesticides.