Marmara bölgesi iç sularındaki bazı mavi-yeşil alg türlerinin toksin üretiminin genetik yöntemlerle araştırılması
A genetic-based investigation of toxin production in some blue-green algae from freshwaters of Marmara region
Yazar: LATİFE KÖKER
Danışman: PROF. DR. MERİÇ ALBAY
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Temel Bilimleri Ana Bilim Dalı / İç Sular Biyolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Su Ürünleri = Aquatic Products
Dizin: Cyanobacteria = Cyanobacteria ; Cyanophyceae = Cyanophyceae ; Cyanophyta = Cyanophyta ; Toksinler = Toxins

Özet:
Aşırı mavi yeşil alg (Cyanophyta = cyanobacteria) artışı genellikle ötrofik tatlı ve acı sularda görülen bir sorundur. Aşırı artışlar su kalitesini olumsuz yönde etkilemekte, içme suyu kaynaklarında filtrelerde tıkanıklık, tat ve koku bozuklukları gibi birçok soruna da neden olmakta, bazı türler ise toksin üretme yeteneğinin de olması nedeniyle canlı hayatını da tehdit etmektedir. Genel olarak ?cyanotoksin? olarak adlandırılan ve en yaygın şekilde bilineni ?microcystin? olan biyotoksinler sucul ortamlarda yüksek konsantrasyon değerlerine ulaştıklarında balıklarda ve kabuklularda hastalığa ve kitle halinde ölüm olaylarına neden olmakta, insanlarda ise çeşitli sağlık sorunları yaratmakta, hatta toplu ölümler görülebilmektedir.Bu çalışmada Marmara Bölgesi'nde bulunan Küçükçekmece, Sapanca, İznik, Manyas ve Taşkısı göllerinden izole edilen mavi-yeşil alg suşlarından ve bu alanlarda aşırı artış gösteren türlerden cyanotoksin üretiminden sorumlu genlerin amplifiye edilmesi hedeflenmiştir. Ayrıca doğal ortamdaki izleme çalışmalarının laboratuvar ortamında yapılacak deneylerle desteklenmesi amacıyla real-time PCR ile Küçükçekmece gölünden izole edilen toksik suşun hangi çevresel koşulların etkisi altında artış yaptığı belirlenmeye çalışılmıştır. Aynı zamanda bu alanlarda aşırı artış gösteren alglerin tür tayinleri moleküler temelli yöntemler kullanılarak ortaya çıkarılmıştır. Örneklerden microcystin, nodularin, cylindrospermopsin ve saxitoksin üretiminden sorumlu genlerin çoğaltılması hedeflenmiştir.Yapılan bu çalışmada Küçükçekmece gölünden toplam 8 suş elde edilmiş, bunlardan 3 Microcystis aeruginosa ve 1 Microcystis flos-aquae suşundan Microcystis aeruginosa'nın toksik olduğu ancak M. flos-aquae'nin ise toksik olmadığı belirlenmiştir. Planktothrix agardhii'ye ait 4 suştan ise, 2'sinin toksik olduğu görülmüştür. Taşkısı gölünden izole edilen MicT5C suşu M. wesenbergii olup mcyE geni varlığı tespit edilmiştir. Sapanca gölü'nden alınan 5 P. rubescens suşundan 4'ünde microcystin üretiminden sorumlu mcyE geninin varlığı tespit edilmiştir.Kantitatif metodlar, göllerde microcystin üreten genusların araştırılmasında büyük önem taşımaktadır. Geliştirilen kantitafit metodlardan biri olan real-time PCR, toksik aşırı artışların oluşumlarının izlenmesi ve doğal ortamlardaki toksik suşların büyümelerini etkileyen faktörlerin açığa çıkarılmasını sağlamaktadır. Farklı N:P oranları eklenen kültür ortamlarında gelişimleri izlenen M. aeruginosa suşunda gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (real-time PCR) sonucuna göre en yüksek toksisitenin en yüksek N:P oranına sahip (16:1) ortamda gerçekleştiği görülmüştür.

Abstract:
Blooms of blue-green algae (Cyanophyta=cyanobacteria) are commonly found in eutrophic fresh and brackish waters all over the world. These blooms affect the water quality and cause various problems such as filter occlusions in drinking water resources as well as taste and smell disorders and some of species threat livestocks because of ability of toxin producing mechanism. Biotoxins are generally called `cyanotoxin? and most common type is `microcystin?. Waters containing high value of microcystin represent a lethal threat to all live organisms.Aim of this study was to amplify genes responsible for cyanotoxin biosynthesis from the cyanobacteria isolated from Lakes Küçükçekçekmece, Sapanca, İznik, Manyas and Taşkısı. The second aim of this study was to support monitoring investigations with laboratory experiments. For this reason, toxic cyanobacteria isolated from Lake Küçükçekmece was used to investigate effects of environmental factors on toxicity under culture conditions by application of real-time PCR. In the same time, identification of cyanobacterial species were examined by molecular based methods. We tried to amplify microcystin, nodularin, cylindrospermopsin and saxitoxin from culture and environmental samples.In this study, 8 strains were obtained from Lake Küçükçekmece. Microcystis flos-aquae strain was non-toxic, but Microcystis aeruginosa was. Two of four Planktothrix agardhii strains were also found toxic. Target mcyE gene was also found in M. wesenbergii which named as micT5C from Lake Taşkısı, and 4 of 5 samples from Lake Sapanca.Quantitative methods are needed in order to study the succession of the microcystin-producing genera in lakes. These methods would enable us to monitor the formation of toxic mass occurances and reveal the factors promoting the growth of toxic strains in situ. This study also investigated the effect of N and P concentrations in the medium on the growth and microcystin content of M. aeruginosa. According to real-time PCR and PP2A assay results, the highest microcystin concentration was detected at the highest N:P ratio (16:1).