Farklı kirlilik potansiyellerine sahip lokalitelerde yaşayan Microtus Guentheri örneklerindeki ağır metal birikim seviyelerinin saptanması ve genetik hasarın araştırılması
Determination of heavy metal accumulation levels and genetic damage in Microtus Guentheri samples living in localities with different pollution potentials
Yazar: FATMA TURNA DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA YAVUZ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Ağır metal kirliliği = Heavy metal pollution ; Ağır metaller = Heavy metals ; Ekotoksikoloji = Ecotoxicology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Korkuteli Antalya'da taş ocağı ve madencilik faaliyetlerine yakın istasyonlarda ve temiz bir kontrol istasyonunda yaşayan tarla farelerinin (Microtus guentheri) kan lenfositlerindeki genetik hasar derecesini ve ağır metal birikiminin değerlendirilmesidir. İlkbahar, yaz, sonbahar (2017) ve kış (2018) mevsimlerinde, Korkuteli-Antalya'da seçilmiş istasyonlarda yaşayan (istasyon 1-5=kirli istasyonlar ve kontrol=temiz bölge) Microtus guentheri örneklerinin deri-keratin, kemik, kas, karaciğer ve böbrek doku ve organlarında 13 ağır metal (Fe, Al, Zn, Cu, Cr, Mn, Ni, B, Pb, As, Co Cd ve Hg)  incelenmiştir. Diğer taraftan bu çalışmanın bir amacı, comet testinde genetik hasar ile bir kirlilik biyomonitör türü olarak Tarla farelerinin (Microtus guentheri) potansiyelini ve genetik hasar ile ağır metal birikimi arasındaki ilişkiyi saptamaktır. Bu çalışmada, altı lokaliteden bireyler yakalanmıştır. Kirli alanlar olarak beş farklı istasyon seçilmiştir ve kontrol sahası olarak bir alan seçildi ve daha sonra M. guentheri örnekleri ilkbahar, yaz ve sonbahar (2017)  mevsimlerinde Sherman tuzakları ile canlı olarak yakalanmıştır (her istasyondan en az beş örnek toplandı). Kış mevsiminde (2018), iki istasyondan sadece 5 örnek toplanmıştır (istasyon 4'ten 4 birey ve kontrol istasyonundan 1 birey). Örnekler yakalandıktan sonra, comet testi ile genetik hasar değerlendirmesi için lenfosit izolasyonu amacıyla kan örnekleri alındı. Daha sonra yakalanan örneklerin deri-keratin,  kemik, kas, karaciğer ve böbrek dokuları ve organları diseksiyonla çıkarılmıştır ve ağırlıkları tartılan doku ve organ numuneleri İndüktif Eşleşmiş Plazma-Kütle Spektrometresi (ICP-MS) ile ağır metal birikimi içinanaliz edildi. İstatistiksel analiz için tanımlayıcı parametreler hesaplanmış (ortalama, standart hata) ve tüm istasyonlar için kan lenfositlerdeki genetik hasar ve ağır metal birikimi konsantrasyonları için ANOVA yapılmıştır. Ayrıca istasyonlardan yakalanan örnekler arasında lenfositlerdeki  genetik hasar düzeyleri ve deri-keratin, kemik, kas, karaciğer ve böbrek doku ve organlarında ağır metal birikimi açısından fark olup olmadığı belirlenmiştir. Öte yandan, ağır metal birikimi açısından mevsimsel farklılıklar ve  doku-organ farklılıkları kanonik diskriminant analiz ile değerlendirilmiştir. Sonuçlar, ilkbahar ve yaz mevsimlerinde, yüzde kuyruk DNA'sı açısından tüm kirlilik yükü olan bölgelerdeki (istasyonlar 1-5) kan lenfositlerindeki genetik hasarın kontrolden önemli ölçüde daha yüksek olduğunu gösterirken, sonbahar mevsiminde üç bölgenin (istasyonlar 3-5) kontrolden daha yüksek olduğunu ortaya koymuştur.
Elde ettiğimiz sonuçlar, Fe, Al, Zn, Ni, Mn, Cr, Co, As ve Pb'nin deri-keratin dokuda biriktirdiğini, böbreklerde Cu ve Cd biriktiğini,  karaciğerde Cu, Cd ve B biriktiğini göstermiştir. Diğer taraftan M. guentheri'nin kemik dokusunda As ve Pb birikimi tespit edilmiştir. Belirlenen ağır metal birikimleri açısından, Canonical diskriminant analiz sonuçlarına göre böbrek organ ve kemik dokusu birbirine benzerken, karaciğer organ ve kas dokusun birbirine benzer ve deri-keratin dokusu ise tüm doku ve organlardan önemli ölçüde farklıdır. Belirlenen ağır metal birikimleri açısından, Canonical diskriminant sonuçlarına göre ilkbahar ve yaz mevsimleri birbirine yakın ve sonbahar mevsimi ise bu iki mevsimden değerlendirilen tüm ağır metal birikimleri açısından farklıdır. Bu çalışma, M. guentheri'nin kan lenfositlerindeki genotoksik etkilerin ve ekotoksikolojik çalışmalar için bir biyomonitör olarak hizmet eden küçük kemirgen bir tür olan M. guentheri'nin doku ve organlarındaki ağır metal birikiminin tespit edildiği ilk çalışmadır. Elde edilen sonuçlara göre maden ocakları nedeniyle (taş ve mermer vb.) ağır metal kirliliği (Fe, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Pb, As ve Co bakımından) Antalya Korkuteli'nde başlamıştır.

Abstract:
The aim of this study was to carry out genetic damage degree in blood lymphocytes  and heavy metal accumulation in Levant voles (Microtus guentheri) inhabiting the close sites stone quarry and mining activities and a clean control site in Korkuteli-Antalya, Turkey.   Thirteen heavy metals (Fe, Al, Zn, Cu, Cr, Mn, Ni, B, Pb, As, Co Cd, and Hg) were investigated from skin with fur, bone, muscle, liver and kidney of Microtus guentheri (M. guentheri) specimens, which inhiting selected localities (localities 1-5=polluted localities and control=clean locality)  in Korkuteli-Antalya in spring, summer, autmn (2017) and.winter (2018) seasons.  On the other hand, another aim of this study was determining the potential of Levant voles (M. guentheri) as a biomonitor species of pollution with genetic damage in Comet assay and the relationship between heavy metal accumulation and genetic damage. In this study, individuals were caught in 6 localities.  Five different sites were chosen as polluted sites and one site was chosen as control clean site and then M. guentheri specimens (for each localities at least five specimens were collected) were caught by Sherman traps as alive in spring, summer and autumn (2017) seasons. In winter season (2018) only 5 specimens were collected from two localities (4 individuals from locality 4 and 1 individual from control locality). After collection of specimens, blood samples were taken with the aim of isolation blood lymhopcytes for evaluating genetic damage analyses by Comet Assay.  And then, skin with fur, bone, muscle, liver and kidney tissues and organs were removed by dissection from the captured specimens and weighted tissue and organ samples were analyzed by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer (ICP-MS) for heavy metal accumulation. For statistical analyses descriptive parameters were calculated (mean, standard error) and carried out ANOVA for genetic damage of blood lymphocytes and heavy metals accumulation concentrations for all localities. Besides, it was determined whether there was any difference between the samples captured from the localities in terms of genetic damage levels of blood lymphocytes and heavy metal accumulation in skin with fur, bone, muscle, liver and kidney tissue and organs. On the other hand, seasonal and tissue and organ differences were evaluated by canonical discriminant analyse in terms of heavy metal accumulation. Results revealed that while in spring and summer seasons genetic damage of blood lymphocytes of all polluted localities  (localities1-5) are significantly higher than control, in autumn season three sites (localities 3-5) are higher than control in terms of percentage tail DNA. Our results showed that while Fe, Al, Zn, Ni, Mn, Cr, Co, As and Pb primarly deposits in the skin with fur tissues,Cu and Cd deposits in the kidney, Cu, Cd and B deposits in liver. On the other hand, As and Pb deposition were detected in bone tissue of M. guentheri. 
In terms of all determined heavy metal accumulations, according to results of Canonical discriminant analyse it was found that the kidney organ and bone tissue are similar to each other, the liver organ and muscle tissue are similar to each other, and the skinkeratin tissue is significantly different from all tissues and organs. In terms of all determined heavy metal accumulations, according to results of Canonical discriminant  Spring and Summer seasons are close to each other and fall season is different from these two seasons in terms of all determined heavy metal accumulations. This study is the one of the first record of detecting the genotoxic effects in blood lymphocytes of M. guentheri and heavy metal accumulation in different tissue and organs of small rodent species, namely M. guentheri which serve a biomonitoring model for ecotoxicological studies. According to results, the heavy metal pollution (in terms of Fe, Cu, Zn, Ni, Mn, Cr, Pb, As ve Co) from mines (etc. stone and marble) began at Korkuteli, Antalya.