YEŞİLIRMAK NEHRİ (TOKAT) BAZI ALG TÜRLERİNİN İZOLASYONU VE KÜLTÜRÜ
Veysel VURAN Yüksek Lisans Tezi Biyoloji Anabilim Dalı Yrd. Doç. Dr. Köksal PABUÇCU
2012
T.C.
GAZİOSMANPAŞA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
BİYOLOJİ ANABİLİM DALI
YÜKSEK LİSANS TEZİ
YEŞİLIRMAK NEHRİ (TOKAT) BAZI ALG TÜRLERİNİN
İZOLASYONU VE KÜLTÜRÜ
Veysel VURAN
TOKAT 2012
TEZ BEYANI
Tez yazım kurallarına uygun olarak hazırlanan bu tezin yazılmasında bilimsel ahlak kurallarına uyulduğunu, başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezin içerdiği yenilik ve sonuçların başka bir yerden alınmadığını, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını, tezin herhangi bir kısmının bu üniversite veya başka bir üniversitedeki başka bir tez çalışması olarak sunulmadığını beyan ederim.
ÖZET
Yüksek Lisans Tezi
YEŞİLIRMAK NEHRİ (TOKAT) BAZI ALG TÜRLERİNİN İZOLASYONU VE KÜLTÜRÜ
Veysel VURAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı
Danışman: Yrd. Doç. Dr. Köksal PABUÇCU
Bu çalışmada, Yeşilırmak Nehri’nin Tokat sınırları içindeki bölümünden alınan su örneklerinde algler incelendi ve bazı taksonlar izole edildi. Çalışmada toplam 20 taksonun teşhisi yapılarak izole edildi. İzole edilen türler arasında Chlorophyta, Cyanophyta, Charophyta ve Ochrophyta (Heterocontophyta) sırasıyla 8, 7, 2 ve 3 taksonla temsil edilmiştir. Gelecekteki çalışmalarda kullanılmak amacıyla, izole edilen algler GOÜ Mikro Alg Kültür Koleksiyonunda saklanmıştır.
2012, 30 Sayfa
Anahtar kelimeler: Yeşilırmak Nehri, Alg kültürü, Alg izolasyonu, Chlorophyta, Cyanophyta, Charophyta, Ochrophyta,
ABSTRACT
Ms Thesis
THE ISOLATION AND CULTURE OF SOME SPECIES OF ALGAE IN YESILIRMAK RIVER (TOKAT)
Veysel VURAN
Gaziosmanpaşa University
Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Biology
Supervisor: Asst. Prof. Dr. Köksal PABUÇCU
In this study, algae were examined in water samples taken from Yeşilırmak River, within the borders of Tokat prvince and some taxa were isolated. Totally 20 taxa were identified and isolated in the study. Among isolated species Chlorophyta, Cyanophyta, Charophyta and Ochrophyta (Heterocontophyta) were represented by 8, 7, 2 and 3 taxa respectively. Isolated algae are stored in Microalgae Culture Collection of GOU for future studies.
2012, 30 Pages
Key words: Yesilirmak River, Algal culture, Algae isolation, Chlorophyta, Cyanophyta, Charophyta, Ochrophyta.
ÖNSÖZ
Yüksek lisans öğrenimimde danışmanlığımı üstlenen ve her konuda yardımı ve desteğini esirgemeyen değerli hocam Yrd. Doç. Dr. Köksal PABUÇCU’ya, değerli bölüm başkanımız Sayın Prof. Dr. Zekeriya ALTUNER’e ve son olarak her zaman yanımda olan ve desteklerini esirgemeyen aileme sonsuz teşekkürlerimi sunuyorum.
Veysel VURAN Şubat, 2012
İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET………... i ABSTRACT………... ii ÖNSÖZ……… iii İÇİNDEKİLER……….. iv SİMGE VE KISALTMALAR DİZİNİ………. v ŞEKİLLER DİZİNİ………... vi ÇİZELGELER DİZİNİ………. vii 1. GİRİŞ………... 1
2. ARAŞTIRMA ALANININ TANIMI………... 5
2.1. Coğrafik Özellikler……… 5
2.2. İklim Özellikleri……… 5
2.3. Örnek Alma İstasyonları………... 6
3. MATERYAL VE YÖNTEM………. 10
3.1. Fiziksel ve Kimyasal Analizler………. 10
3.2. Algleri İnceleme Metotları ve Teşhisleri………... 10
3.2.1. Planktonik Algler………... 11
3.2.2. Epifitik Algler……… 14
3.2.3. Epilitik Algler………. 15
3.3. Zenginleştirme Ortamı (F/2 Ortamı) ……… 15
4. BULGULAR………... 17
4.1. Suyun Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri……… 17
4.2. Algaeolojik Özellikler………... 17
5. TARTIŞMA VE SONUÇ………... 23
KAYNAKLAR……… 25
EKLER……… 27
Ek-1. İzole Edilen Bazı Alglerin Fotoğrafları……….. 28
SİMGE ve KISALTMALAR DİZİNİ Simgeler Açıklama lt Litre mg Miligram ml Mililitre mV Milivolt 0 Derece Kısaltmalar Açıklama
COD Kimyasal Oksijen İtiyacı
Epf Epifitik Epl Epilitik Plk Planktonik
ŞEKİLLER DİZİNİ
Sayfa
Şekil 2.1. Yeşilırmak (Tokat) Haritası………. 6
Şekil 2.2. I. İstasyon (Gümenek)………. 7
Şekil 2.3. II. İstasyon (Tedaş Müdürlüğü karşısı)…...………. 7
Şekil 2.4. III. İstasyon (Devlet hastanesi karşısı).……… 8
Şekil 2.5. IV. İstasyon (Hıdırlık Köprüsü)…...……… 8
Şekil 2.6. V. İstasyon (Atatürk Kültür Sarayı arkası).………. 9
Şekil 3.1. Petri kaplarında alglerin koloni oluşturması……… 12
Şekil 3.2. Steril agar plaklar üzerine ekim………... 12
Şekil 3.3. Ekim yapılan agar plakların iklim dolabına kaldırılması……… 13
Şekil 3.4. Agarda gelişen kolonilerin zenginleştirme çözeltilerine alınması…... 13
Şekil 3.5. Yeterince gelişen alglerin ağzı kapaklı plastik tüplerle kültür koleksiyonuna aktarılması………... 14
Şekil 4.1. Bölümlere göre alg oranları………..………... 22
ÇİZELGELER DİZİNİ
Sayfa Çizelge 4.1. Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri………... 17 Çizelge 4.2. İzole edilen algler ve sistematikleri………... 18 Çizelge 4.3. Tarih, istasyon ve habitatlarına göre algler………...……… 21
1
1. GİRİŞ
Yeryüzünün var oluşundan bu yana, primer prodüktivitenin temel unsuru olan ve besin zincirinin ilk halkasını teşkil eden alglerin bazı özellikleri, insanoğlunun dikkatini çekmiştir. Gerek besin olarak, gerekse endüstrinin bazı dallarında yüzyıllardır kullanılan algler, yapı ve içerik bakımından önemli özelliklere sahiptir.
Algler, besin zincirinin primer üreticileridir. Sucul ortamlarda ekosistemin temel öğelerinden olan büyük taban omurgasızları ve balıkların yaşamsal faaliyetleri açısından gerekli oksijen ve besin ihtiyacı, bu organizmalar tarafından karşılanmaktadır (Solak ve ark. 2007).
Dünyada 1800’lü yılların ortalarında başlayıp 1900’lü yılların başında gelişme gösteren alg kültür teknikleri, 1950’li yıllardan sonra büyük bir ivme kaydetmiştir. Son yıllarda ise alg kültür çalışmaları biyoteknolojinin bir yan dalı olarak çok büyük önem kazanmıştır.
Bakteriolojinin kurucusu olarak bilinen ve Almanya doğumlu Ferdinand Cohn (1850) Breslau’daki laboratuarında tek hücreli bir flagellat olan Haematococcus sp. (Chlorophyceae)’i kültüre etmeyi başardı ve bu yönteme “kültivasyon” ismini verdi. Bu, alg kültürü konusunda yayınlanmış ilk rapordur (Andersen, 2005).
Rusya’da alg kültür disiplininin kurucularından olan ve inorganik tuz solüsyonları kullanarak alg kültürü yapma girişiminde bulunan Famintzin (1871), bu alandaki ilk kişidir (Kuznetsov ve Strogonov, 1995; Krasnovsky, 2003).
Hollandalı mikrobiyolog Beijerinck (1890), aksenik (saf) kültürler konusundaki ilk raporu yayınlayan ve serbest bakteri kültürlerinden Scenedesmus ve Chlorella’ı izole eden ilk kişi oldu. Beijerinck daha sonra diyatomeleri ve Cyanobacteria bölümüne mensup bazı alglerin saf kültürlerini de yapmıştır (Andersen, 2005).
2
İsviçre Basel Üniversitesinden Klebs’in (1896) araştırmaları, belki de kültür konusunda o zamanın en etkili çalışmalarıydı. Klebs, agara izole edilmiş zoosporlar koyarak ipliksi ve sifonsu (tüpsü) alglerin saf kültürlerini yapmak için çalışmıştır. Ayrıca, kültür ortamı olarak petri kaplarını kullanmış ve agar üzerinde alg izole eden ilk kişi olmuştur (Andersen 2005).
Jacobsen (1910), Chlamydomonadaceae alglerini (Polytoma uvella Ehrenberg) izole eden ilk kişi olmuştur. Ayrıca, Spondylomorum, Chlorogonium, Chlamydomonas ve Carteria (Chlorophyceae) türü algleride izole etmiştir. Jacobsen organik zenginleştirmede peptonları ve çeşitli şekerleri kullanmıştır. Yine aynı yıllarda Allen ve Nelson (1910), deniz hayvanları yetiştirmek için alg yetiştirme çalışmalarına yönelmişler ve alg kültürüne de önemli katkılar sağlamışlardır. Allen ve Nelson, Van’t Hoff (1905) tarafından belirlenen deniz suyunun moleküler konsantrasyonuna dayalı yapay bir deniz suyu oluşturmuşlardır. Ayrıca, sularda bir iz element olarak demirin önemini tanımlamışlardır. Bununla birlikte, yapay deniz suyu içine küçük miktarlarda doğal deniz suyu ekleyerek alglerin daha iyi bir büyüme kaydettiklerini görmüşlerdir. Allen ve Nelson alglerin büyüyen toplu kültürlerinde yeni sorunlarla karşılaştılar. Büyük kültür kaplarında ışığın sınırlayıcı faktör haline geldiğini belirttiler. Bugün bile, ışığın sınırlayıcılığı toplu kültür çalışmalarının işini zorlaştırıyor. Her ikisi de “besin” ve “koruyucu” muamelenin alg büyümesinde başarı için eklenmesi gerektiğini kabul etmişlerdir (Andersen, 2005).
Pringsheim (1912), kontamine bakterilerin sayısını azaltmak için kılcal pipet yardımıyla flament ve tek hücre toplama tekniklerini geliştirdi. Ayrıca, toprak özü kullanmaya başlamış ve daha sonra iyi bir büyüme elde etmek için saf mineral ortama turba ilave etmiştir. Pringsheim, ilk olarak Halle an der Saale de ve daha sonrada Prag Alman üniversitesinde büyük bir kültür koleksiyonu oluşturdu ve 1928 yılında da yaklaşık 50 yeni tür dâhil etmiştir. Daha sonra Cambridge de Protozoa (CCAP) ve Alg kültür merkezini kurdu (Andersen, 2005).
3
Provasoli, önce İtalya’da ve daha sonra Amerika Birleşik Devletleri’nde Hutner, Pintner ve diğer çalışma arkadaşları ile birlikte 1930 lardan 1980 lere kadar algler için yapay kültür ortamı geliştirmek için çalıştılar. Provasoli ve arkadaşları serbest bakteri kültüründe antibiyotikleri ilk kullanan kişiler arasındadır. Alglerin vitamin gereksinimleri daha öncede bilinmesine rağmen vitamin gereksinimlerini belirlemek için kapsamlı bir araştırma yürütmüşlerdir. Deniz ortamına organik ekstrakt ve vitamin içeriği dâhil etmiş ve bu şeklide aksenik olarak büyüyen alglerin sayısı büyük ölçüde artmıştır. Provasoli, alg kültürlerinde bakterilere karşı penisilin, streptomisin ve diğer antibiyotiklerin keşfine önemli katkılar sağladı. Provasoli ve ark (1948) aksenik suşları antibiyotik kullanarak üretmek için çalışırken streptomisinin Euglena’nın renksiz mutantlarını üretmede kullanıldığını keşfetti (Andersen, 2005).
Türkiye’deki alg kültürü çalışmaları son yıllarda önem kazanmış ve artmaya devam etmiştir (Ünal, 1973; Cirik ve Gökpınar, 1993; Ercan, 1995; Dalay, 1997; Seyhaneyıldız, 2005; Pabuçcu, 2009a,b; Demiriz ve ark. 2011).
Alg izolasyonunu yaptığımız Yeşilırmak Nehri Tokat segmentinde, önceki yıllarda yapılan araştırmalarla alg florası tespit edilmeye çalışılmıştır (Altuner ve Pabuçcu, 1996; Pabuçcu ve Altuner, 1997, 1998; Pabuçcu ve ark., 1999). Ayrıca Yeşilırmak Nehrini destekleyen Çekerek Irmağı (Pabuçcu ve Altuner, 1999) ve Behzat Deresi algleri (Dağcıoğlu, 2004) de çalışılmıştır. Yeşilırmak Nehri’nin Amasya segmentinde 2003 yılında planktonik algler çalışılmıştır (Soylu ve Gönülol, 2003).
Taksonomik olarak algler, şimdiye kadar çok çeşitli şekillerde sınıflandırılmışlardır. Harvey (1896), önce algleri üç ana grupta toplamıştır, daha sonra dördüncü grubu eklemiştir. Fischer (1910), beş gruba ayırmıştır (Güner ve Aysel, 1991). Round ise Alglerin tasnifinde Engler, Fott, Cristensen, Parke ve Dixon’ın çalışmalarını da göz önünde bulundurarak bir düzenleme yapmış ve algleri 15 divisioda incelemiştir (Altuner ve ark., 2002). Lynn Margulis ve arkadaşları ise, canlıları 2 üst âlem (Prokarya, Eukarya) ve bunlara bağlı 5 alemde (Bacteria, Protoctista, Animalia, Fungi, Plantae) sınıflandırmıştır. Bu sınıflandırmada bazı algler (Cyanophyta), Monera Alemi içinde, bazı algler ise (Dinophyta, Haptophyta, Crptophyta, Flagellates, Bacillariophyta,
4
Phaeophyta, Rhodophyta, Conjugaphyta, Chlorophyta) Protoctista Alemi içinde yer almıştır (Margulis ve ark., 2001). Şimdilerde bu ve benzer sistemler, bilim dünyasında geniş bir literatürün kaynak olarak alındığı, moleküler çalışmalarla da bunun desteklendiği ve ortak bir veri tabanında toplandığı sistemler şekline dönüşmüştür. Bu çalışmada, “www.algaebase.org” veri tabanındaki sistematik kategorizasyon temel alınmıştır.
Bu tezde, Yeşilırmak Nehri’nin Tokat sınırları içindeki kısmından, bazı alg türlerinin izolasyonu ve kültürü amaçlanmış ve kültür koleksiyonuna dâhil edilmesi hedeflenmiştir. Bu şekilde koleksiyona dâhil edilen alglerin, diğer pek çok bilim dallarında kullanım imkânı sağlanmış olacaktır.
5
2. ARAŞTIRMA ALANININ TANIMI
2.1. Coğrafik Özellikler
Orta Karadeniz Bölümünün iç kesiminde ve Yeşilırmak- Kelkit Havzası içinde yer alan Tokat ili, kuzeybatıda Amasya, kuzeyde Samsun, kuzeydoğuda Ordu, güneydoğuda Sivas ve güneybatıda Yozgat ve batıda Çorum illeriyle sınır teşkil etmektedir. Tokat ili toprakları Kuzey Anadolu dağ sıralarıyla çevrilmiştir. İlin kuzey toprak şeridi, kıyı dağlarının (Canik Dağları) Kelkit Vadisi’ne inen yamaçlarıyla kaplanır. Yer yer sık ormanlarla kaplı, vadilerle yarılmış bu kesim, genellikle 1500 metreyi aşarsa da 2000 metreyi geçmez (Kapusuz, 1994).
Yeşilırmak, Köse dağının 2801 m. yükseklikteki batı kesiminden çıkar. Buradan Karacan ve Tekeli dağları arasındaki vadilerden geçer. Birçok yan derelerle birlikte 365. km’de Almus barajına ulaşır. Barajdan bırakılan nehir; kuzeyinde Dönek, güneyde Mamu dağları arasındaki 12 km’lik boğazdan geçerek Omala ovasına girer. Buradan Kazova’ya açılır. Samsun ilinin Çarşamba ilçesinden Karadeniz’e dökülür (Kapusuz, 1994).
2.2. İklim Özellikleri
Tokat ilinin iklimi, Karadeniz bölgesi iklimiyle İç Anadolu bölgesi iklimi arasında bir geçiş özelliği gösterir. Güneyde iklim daha serttir. Kıyıya yaklaştıkça bu sertlik azalır. Tokat ilinde senenin her mevsimi yağmur yağar. Senelik yağış miktarı bazı yerlerde 385 mm iken bazı yerlerde 485 mm’dir. Senenin 50 gününde sıcaklık 0°C’nin altında ve 40 gün 30 °C’nin üzerinde seyreder. Yazlar çukur vadilerde oldukça sıcak geçer. Ortalama yüksekliği 1050 m olan Tokat ilinde kara ikliminin tesiri büyüktür (Eliçalışkan, 2007).
6
2.3. Örnek Alma İstasyonları
Yeşilırmak Nehri (Tokat) üzerinde algleri almak için suyun orta ve yavaş akıntı yaptığı yerler tespit edilmiş ve buralardan örnekler alınmıştır (Şekil 2.1 - 2.6). Bu yerler,
I. İstasyon (Gümenek)
II. İstasyon (TEDAŞ Müdürlüğü karşısı) III. İstasyon (Devlet hastanesi karşısı) IV. İstasyon (Hıdırlık köprüsü)
V. İstasyon (Atatürk Kültür Sarayı arkası)
7
Şekil 2.2. I. İstasyon (Gümenek)
8
Şekil 2.4. III. İstasyon (Devlet Hastanesi karşısı)
9
10
3. MATERYAL VE YÖNTEM
3.1. Fiziksel ve Kimyasal Analizler
Suyun bazı fiziksel ve kimyasal özelliklerine Tokat Atıksu Arıtma Tesislerinde bakılmıştır.
3.2. Algleri İnceleme Metotları ve Teşhisleri
Tokat ili Yeşilırmak Nehri’nin seçilen bazı bentik ve pelajik habitatlarından alınan su örnekleri, bir litrelik plastik kaplarla Gaziosmanpaşa Üniversitesi Mikro Alg Kültür Laboratuarına getirilmiş, teşhisleri yapılarak fotoğrafları çekilmiştir. Bu örnekler içinden seçilen bazı algler, ışık mikroskobu ve inverted mikroskop altında incelenerek uygun gelişme ortamlarına aktarılmıştır.
Mikroalglerin kültüründe öncelikle mekanik izolasyon yöntemi kullanılmış ve inverted mikroskop altında seçilen alg türleri eppendorf tüplerine enjekte edilerek üzerlerine gerekli zenginleştirme çözeltileri ilave edilip 26oC’de SANYO MLR 351 marka iklim dolabında, uygun ortamlarda inkübe edilmiştir. Eppendorf tüplerinde verimliliği takip edilen türler daha sonra çoğaltılarak steril şartlarda falkon tüplerine ve kapaklı kavanozlara aktarılmıştır. Çoğaltma işlemi yapılan algler, uzun süre saklanmak üzere -85 °C derin dondurucuya alınmıştır (Sukatar, 2002).
Bunun yanı sıra, herhangi bir yanılgıya maruz kalmamak için ilaveten, akuatik habitatlardan izole edilen farklı örneklerden katı besiyerlerindeki zenginleştirilmiş ortamlarda da kültürü yapılmıştır (Allen 1968; Rippka ve ark. 1988a, b). Yine sıvı kültürlerde olduğu gibi bunda da besiyerleri 26oC’de SANYO MLR 351 marka iklim dolabında uygun ışık ve ısı şartlarında inkübe edilmiş ve zaman zaman gelişimi artırmak amacıyla zenginleştirme çözeltileri ilave edilmiştir. Her iki yöntemle üretilen algler yeterli seviyede çoğaldıktan sonra ortamlarından alınarak kültür koleksiyonuna aktarılmıştır. Makroskobik algler önce musluk altında, sonra küvetlerde iyice yıkanarak
11
flamentleri üzerindeki bağımlı alglerden arındırılmıştır. Daha sonra zenginleştirme ortamına alınarak iklim dolabında aynı şartlarda inkübe edilmiştir (Lobban ve ark. 1988; Andersen, 2005).
3.2.1. Planktonik Algler
Yeşilırmak Nehri’ndeki planktonik algleri incelemek için seçilen bölgelerden plastik kaplarla her ay su örnekleri alınarak laboratuara getirilmiştir. İyice çalkalanan su örnekleri, Whatman GF/A süzgeç kağıtlarında su trompunda süzülerek kağıdın üzerinde kalan organizmalar petri kaplarında 26oC’de SANYO MLR 351 marka iklim dolabında uygun ışık ve ısı şartlarında besin ilave edilerek sıvı ortamda inkübe edilmiştir. Bu ortamlardaki alglerden iyi gelişme gösteren ve koloni teşkil edenler (Şekil 3.1), 2.5 ml ve 10 ml’lik zenginleştirme ortamlarına aktarılmış ve aynı şartlarda inkübe edilmiştir. Bazı koloniler kültürü yapılmak üzere zenginleştirme ortamından pipet ya da öze yardımıyla steril agar plaklar üzerine alınmış (Şekil 3.2) ve iklimlendirme dolabında steril şartlarda inkübe edilmiştir (Şekil 3.3). 2-3 hafta agarda gelişimi gözlenen alg kolonileri buradan tekrar 15 ml- 50 ml- 500 ml’lik zenginleştirme çözeltilerinde gelişmeye bırakılmıştır (Şekil 3.4). Yeteri derecede çoğalma sağlandıktan sonra teşhisi yapılıp, görüntülenerek -85 0C’de kültür koleksiyonuna alınmıştır (Şekil 3.5) (Andersen, 2005).
Makroskobik algler ise, habitatlardan getirildikten sonra iyice yıkanmak suretiyle üzerindeki bağımlı alglerden arındırıldıktan sonra zenginleştirme ortamına alınmış, yeterli çoğalma sonucunda teşhisleri yapılıp fotoğrafları çekildikten sonra -85 0C’de
12
Şekil 3.1. Petri kaplarında alglerin koloni oluşturması
13
Şekil 3.3. Ekim yapılan agar plakların iklim dolabına kaldırılması
14
Şekil 3.5. Yeterince gelişen alglerin ağzı kapaklı plastik tüplerle kültür koleksiyonuna aktarılması
3.2.2. Epifitik Algler
Irmak kenarında bulunan bazı su bitkileri ile su içerisindeki makroskobik algler olan bazı Cladophora ve Vaucheria türleri toplandıktan sonra laboratuara getirilerek musluk altında yıkanıp bir fırça ile kazımak suretiyle bağımlı algler ayrılmış ve elde edilen su, Whatman GF/A süzgeç kağıtları kullanılarak süzülmüştür. Kağıdın üzerinde kalan organizmalar petri kaplarında iklimlendirme dolabına alınarak uygun ışık ve ısı şartlarında alıştırma ortamlarında inkübe edilmiştir. Bu ortamlardaki alglerden iyi gelişme gösteren ve koloni teşkil edenler, 2.5 ml ve 10 ml’lik zenginleştirme ortamlarına aktarılmış ve aynı şartlarda inkübe edilmiştir. Yeteri derecede çoğalma sağlandıktan sonra teşhisi yapılıp, görüntülenerek -85 0C’de kültür koleksiyonuna alınmıştır.
15
3.2.3. Epilitik Algler
Seçilen istasyon bölgelerinden alınan farklı büyüklükteki taşlar etiketli plastik torbalar içerisinde laboratuara getirilmiştir. Taşların nemli kalmalarına dikkat edilip su altında kazınarak üzerlerindeki bağımlı algler izole edilmiş ve bu su Watman GF/A kağıdıyla süzülmüştür. Kağıt üzerinde kalan algler petri kaplarına alınarak iklim dolabında inkübe edilmiştir. Bu ortamlardaki alglerden iyi gelişme gösteren ve koloni teşkil edenler, 2.5 ml ve 10 ml’lik zenginleştirme ortamlarına aktarılmış ve aynı şartlarda inkübe edilmiştir. Yeteri derecede çoğalma sağlandıktan sonra teşhisi yapılıp, görüntülenerek -85 0C’de kültür koleksiyonuna alınmıştır. Bunun dışında taşlara tutunmuş şekilde yaşayan bazı makro alglerde izole edilerek kültür koleksiyonuna dahil edilmiştir.
Algler, ”www.algaebase.org” veri tabanındaki sistematik kategorizasyona göre sıralanmıştır. Alglerin teşhisinde konu ile ilgili kaynaklardan yararlanılmıştır (Bourelly, 1968, 1970, 1972; Desikachary, 1959; Findlay ve Kling, 1979; Lund, 1998, 2002; Prescott, 1979).
3.3. Zenginleştirme Ortamı (F/2 Ortamı)
Bu çalışmada alglerin gelişiminde zenginleştirme ortamı olarak F/2 çözeltisi kullanılmıştır. F/2 Ortam Maddesinin Hazırlanışı aşağıdaki şekilde yapılmıştır:
Bileşik Miktarı
KNO3………0.075g
NaH2PO42H2O……….0.00565g
İz elementi stok solüsyonu………1 ml Vitamin stok solüsyonu……….1 ml
16
İz elementi stok solüsyonu (Şelatlanmış) 1000 ml saf suya aşağıdaki bileşikler ilave edilir.
Bileşik Miktarı (g) Na2EDTA………..4.36 FeCl34H2O………3.15 CuSO45H2O……….0.01 ZnSO47H2O……….0.022 CoCl26H2O………..0.01 MnCl24H2O……… …….0.18 Na2MoO42H2O………... 0.006
Vitamin stok solüsyonu
1000 ml saf suya aşağıdaki bileşikler ilave edilir.
Bileşik Miktarı (g)
B12 vitamini………0.0005
Tiyamin HCl………..0.1 Biyotin………...0.0005
998 ml pastörize deniz suyu çözeltisine yukarıdaki bileşik ve çözeltiler ilave edilip, 1M NaOH veya HCl ile pH 8.0 e ayarlanır (Sukatar, 2002).
17
4. BULGULAR
4.1. Suyun Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
II. istasyondan 30.09.2011 tarihinde alınan su örneğinin Tokat Atıksu Arıtma Tesislerinde yapılan su analizi sonuçları aşağıda verilmiştir (Çizelge 4.1.).
Çizelge 4.1. Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri Toplam Azot 1.42 mg/lt Amonyum 0.008 mg/lt Nitrit 0.005 mg/lt Nitrat 0.588 mg/lt COD 7.35 mg/lt Fosfat 0.011 mg/lt Fosfor 0.034 mg/lt Oksijen 7.74 mg/1t pH 8.47 İletkenlik 64.1 mV 4.2. Algaeolojik Özellikler
Yeşilırmak Nehri’nden (Tokat) toplam 20 takson izole edilmiştir. Bu taksonlardan Chlorophyta’ya ait 8, Cyanophyta’ya ait 7, Charophyta’ya ait 2, Ochrophyta (Heterokontophyta)’ya ait 3 takson yer almış ve aşağıda sistematiklerine (Çizelge 4.2.) (Şekil 4.1.) ve habitatlarına (Çizelge 4.3.) (Şekil 4.2) göre tablolar halinde verilmiştir.
18
Çizelge 4.2. İzole edilen algler ve sistematikleri Süper Alem
(Super Kingdom) EUKARYOTA Alem
(Kingdom) PLANTAE
Alt alem
(Sub Kingdom) VIRIDIPLANTAE
Divisio CHLOROPHYTA
Class Chlorophyceae
Ordo Chaetophorales
Familya Chaetophoraceae
Genus Stigeoclonium
Tür Stigeoclonium farctum Berthold
Tür Stigeoclonium tenue (C. Agardh) Kützing
Ordo Chlorococcales Familya Chlorococcaceae Genus Chlorococcum Tür Chlorococcum sp. Ordo Sphaeropleales Familya Scenedesmaceae Genus Coelastrum
Tür Coelastrum microporum Nageli
Class Siphonocladophyceae Ordo Cladophorales
Familya Cladophoraceae Genus Cladophora
Tür Cladophora fracta (O. F. Müller ex Vahl) Kützing Tür Cladophora insignis (C. Agardh) Kützing
19 Çizelge 4.2. (Devam) Class Trebouxiophyceae Ordo Chlorellales Familya Oocystaceae Genus Oocystis Tür Oocystis sp.
Süper Alem PROKARYOTA
Alem BACTERIA Alt Alem NEGIBACTERIA
Divisio CYANOBACTERIA Class Cyanophyceae Ordo Chroococcales Familya Chroococcaceae Genus Chroococcus Tür Chroococcus sp.
Tür Chroococcus limneticus Lemmermann Tür Chroococcus turgidus (Kützing) Nageli
Ordo Chroococcales Familya Microcystaceae Genus Microcystis
Tür Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing
Ordo Nostocales Familya Nostocaceae Genus Anabaena Tür Anabaena spp.
20 Çizelge 4.2. (Devam) Ordo Nostocales Familya Nostocaceae Genus Nostoc Tür Nostoc spp.
Tür Nostoc paludosum Kützing
Süper Alem EUKARYOTA
Alem PLANTAE Alt Alem VIRIDIPLANTAE
Divisio CHAROPHYTA Class Zygnematophyceae Ordo Zygnematales Familya Zygnemataceae Genus Spirogyra Tür Spirogyra sp.
Tür Spirogyra majuscula Kützing
Süper Alem EUKARYOTA
Alem CHROMISTA Alt Alem HAROSA
Divisio OCHROPHYTA (HETEROKONTOPHYTA) Class Xanthophyceae
Ordo Vaucheriales Familya Vaucheriaceae Genus Vaucheria Tür Vaucheria spp.
Tür Vaucheria geminata (Vaucher) De Candolle Tür Vaucheria nicholsii H. J. Brown
21
Çizelge 4.3. Tarih, istasyon ve habitatlarına göre algler
Tür Tarih İst. Plk Epf Epl
CHLOROPHYTA Chlorococcum sp. 26.04.2011 II, III +
Cladophora fracta (O. F. Müller ex Vahl) Kützing 11.10.2010 I, II, III + + Cladophora insignis (C.Agardh) Kützing 30.03.2011 II, IV + Cladophora profunda Brand 15.05.2011 I + Coelastrum microporum Nageli 26.04.2011 III +
Oocystis sp. 26.04.2011 V +
Stigeoclonium farctum Berthold 30.03.2011 III, IV + + + Stigeoclonium tenue (C. Agardh) Kützing 30.09.2011 III, IV + + CYANOPHYTA
Anabaena spp. 11.10.2010 II, IV +
Chroococcus sp. 11.10.2010 I + +
Chroococcus limneticus Lemmermann 26.04.2011 I, II, III + Chroococcus turgidus (Kützing) Nageli 11.10.2010 I, II + + Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing 11.10.2010 IV, V +
Nostoc spp. 30.03.2011 III + +
Nostoc paludosum Kützing 15.05.2011 III, IV + + CHAROPHYTA
Spirogyra sp. 30.09.2011 I, II + +
Spirogyra majuscula Kützing 30.09.2011 I + + OCHROPHYTA (HETEROKONTOPHYTA)
Vaucheria spp. 14.07.2011 I, II +
Vaucheria geminata (Vaucher) De Callonde 30.09.2011 I + + Vaucheria nicholsii H. J. Brown 11.10.2010 I, II + +
22
Şekil 4.1. Bölümlere göre alg oranları
23
5. TARTIŞMA VE SONUÇ
Bu çalışmada, Yeşilırmak (Tokat) Nehri’nden 4 Divisio’ya mensup, toplam 20 takson izole edilmiştir. Chlorophyta 8, Cyanophyta 7, Charophyta 2 ve Ochrophyta (Heterokontophyta) 3 taksonla temsil edilmiştir (Çizelge 4.2).
Yeşilırmak Nehri’nde önceki yıllarda yapılan floristik araştırmalarda fitoplanktonda Cyanophyta 14, Chlorophyta 7 ve Euglenophyta 4 (Pabuçcu ve Altuner, 1998) ve bentikte ise Cyanophyta 12, Chlorophyta 7, Euglenophyta 1 taksonla temsil edilmiştir (Pabuçcu ve ark. 1999). Yeşilırmak Amasya segmentinde Cyanophyta 6, Chlorophyta 4, Euglenophyta 6 taksonla temsil edilmiştir (Soylu ve Gönülol, 2003). Tokat merkezde Yeşilırmak Nehri’ne bağlanan Behzat Deresi’nde yapılan araştırmada ise Cyanophyta 33, Chlorophyta 31, Euglenophyta ise 10 taksonla temsil edilmiştir (Dağcıoğlu, 2004). Bu araştırmada, seçilen örnek alma istasyonlarında Cyanophyta ve Chlorophyta’ya daha fazla rastlanmış ve çoğunlukla bu divisiolara mensup algler izole edilmiştir (Çizelge 4.2) (Şekil 4.1).
Yeşilırmak Nehri planktonik habitatında yapılan floristik çalışmada, Chroococcales ordosu üyeleri diyatomeler dışında, diğerlerine nazaran daha fazla gözlenmiştir (Pabuçcu ve Altuner, 1998). Bu araştırmada da aynı ordo üyeleri, Cladophorales ve Vauchariales ile birlikte, diğerlerine nazaran daha fazla (3 taksonla) izole edilmiştir (Çizelge 4.2).
Araştırmada izole edilen bazı türler üzerine dünyada çeşitli fizyolojik ve ekolojik araştırmalar yapılmıştır. Örneğin Cladophora fracta’nın bakır, çinko, kadmiyum ve civanın etkisini % 99, 85, 97, 98 oranlarında giderme özelliği olduğu tespit edilmiştir (Li ve ark. 2011).
Vaucheria geminata gibi temiz suların indikatörü bazı türler (Güler ve Çobanoğlu, 1997) de çalışma alanından izole edilmiştir. Bu türün izole edildiği I. İstasyon şehir
24
dışında kaldığı ve evsel atıklarla fazla kirletilmediği için, ırmak suyu diğer istasyonlara göre daha temizdir.
İzole edilen türler arasında toksik alglerden Microcystis aeruginosa da bulunmaktadır. Bu alg türünün toksititesi üzerine ışık yoğunluğunun, sıcaklık ve besinlerin etkisi ile ilgili çeşitli çalışmalar yapılmış ve ışık yoğunluğu, sıcaklık ve fosfordaki ufak değişikliklerin toksititeyi etkilediği tespit edilmiştir (Mariyo ve Oishi, 1985).
Yapılan su kirliliği çalışmalarında, Stigeoclenium, Euglena ve Oscillatoria gibi türlere, suyun kirli olduğu bölümlerde yoğun olarak rastlanmıştır (Atıcı, 1997). Bu çalışmada da, özellikle Hıdırlık Köprüsü civarından alınan örneklerde Stigeoclonium türlerine bolca rastlanmıştır (Çizelge 4.3). Bölgenin şehir merkezinde kalmış ve deşarj nitelikli atıklarla kirletilmiş olmasından dolayı, bu türün artış göstermiş olabileceği düşünülmektedir.
Nehir, şehrin içinden geçtiği için nispeten kirlenmeye maruz kalmakta ve bu kirlilik ırmakta yaşayan organizmalara; dolayısıyla besin zincirine etki etmektedir (Pabuçcu ve ark., 1999). Yeşilırmak arıtma tesisinden önceki segmentlerden alınan su örneğinde (II. İstasyon) pH’nın alg gelişimini sınırlayıcı düzeyde olmadığı, ancak elektriksel iletkenlik ve çözünmüş oksijen değerlerine bakıldığında bu segmentte kirlilik oluşumlarının gözlendiği tespit edilmiştir (Çizelge 4.1). Kirlilik parametreleri dikkate alındığında, kontrol edilmezse canlılar üzerinde olumsuz bir etki oluşturabilecek düzeydedir. Fiziksel ve kimyasal parametrelere bakıldığında su kalite sınıflandırmasında nehir suyu, nitrit, fosfor ve oksijen parametreleri itibariyle II. sınıf su kalitesi sınıfına girmektedir. pH bakımından ise, I. ve II. sınıf su kalitesinin her iki sınıfına da dahil olmaktadır (Çizelge 4.1)(Güler ve Çobanoğlu, 1997). Irmağın, Taşlı Çiftlik Arıtma bölgesinden sonraki segmentleri nispeten temizdir. Ancak Yeşilırmak’ın sonraki segmentleri üzerine de arıtma tesisleri kurulması gereği ırmağın korunması açısından önem arz etmektedir.
İleride yapılacak spektroskopik ve analitik çalışmalarla kültür koleksiyonuna kazandırdığımız bu alglerin pek çok özelliklerinin araştırılması mümkün olacak ve belki de önemli bulgulara ulaşılacaktır.
25
KAYNAKLAR
Allen, M.M., 1968. Simple conditions for growth of unicelular blue-green algae on plates, J. Phycol., 4, 1-4.
Altuner, Z. ve Pabuçcu, K. 1996. Yeşilırmak Nehri (Tokat) Diyatome Florası, XIII. Ulusal Biyoloji Kongresi , İstanbul.
Altuner, Z., Pabuçcu, K. ve Türkekul, İ., 2002. Tohumsuz Bitkiler Sistematigi. Atlan Matbaacılık, 1.cilt, 77,105, Tokat.
Andersen, R. A., 2005. Algal Cultiring Techniques. Elsevier Academic Press, page: 589, Burlington, USA.
Atıcı, T., 1997. Sakarya Nehri Kirliliği ve Algler. Gazi Üniversitesi, Biyoloji bölümü, Ekoloji Çevre Dergisi, sayı 24.
Bourelly, P., 1972, Les Algues D’eau Douce, Initiation a la Siystematique Tome I Bourelly, P., 1968, Les Algues D’eau Douce, Initiation a la Siystematique Tome II Bourelly, P., 1970, Les Algues D’eau Douce, Initiation a la Siystematique Tome III Cirik, S. ve Gökpınar, Ş., 1993. Plankton Bilgisi ve Kültürü. Ege Üniversitesi Su
Ürünleri Fakültesi Yayınları No: 47, Ege Üniversitesi Basımevi, İzmir.
Dağcıoğlu, Y., 2004. Behzat Deresi (Tokat) Alg Florası, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, S. 105, Yüksek Lisans Tezi.
Dalay, M.C., 1997. İzole Edilmiş Spirulina sp.’nin Kültür Otamlarında Yetiştirilmesi ve Besin Kalitesi Değişimleri Üzerine bir Araştırma. (Doktora Tezi), Ege Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
Demiriz, T., Çökmüş, C. ve Pabuçcu, K., 2011. Antimicrobial Activity of Some Algal Species Belonging to Cyanobacteria and Chlorophyta. Asian Journal of Chemistry, Vol. 23, No:3, 1384-1386.
Dere, S., Karacaoglu, D. ve Dalkıran, N., 2002. A Study on the Epipyhtic Algae of the Nilüfer Stream (Bursa). Tr. J. of Botany, 26, 219-233.
Desikachary, T.V., 1959. Cyanophyta. Indian Council of Agricultural Reserch New Delhi, p.686, New Delhi.
Eliçalışkan, M., 2007. İklim ve Bitki Örtüsü. Coğrafya Dünyası,
http://www.cografya.gen.tr/tr/tokat/iklim.html (20.12.2011).
Ercan, F., 1995. İzmir Körfezi'nde kırmızı makroalglerin (Rhodophyta) Kültürü. (Yüksek Lisans Tezi) Dokuz Eylül Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Anabilim Dalı, İzmir.
Findlay, D.L. ve Kling, H.J., 1979, A species List and Dictorial Referans to the Phytoplankton of Central and Northern Canada, Part I-II. Fisheries and Marine Servise Manusctript Raport No: 1503, Canada
Güler, Ç. ve Çobanoğlu, Z., 1997. Su Kalitesi. Sağlık Bakanlığı Çevre Sağlığı Temel Kaynak Dizisi No:43, 92 syf, Ankara.
Güner, H. ve Aysel, V., 1991. Tohumsuz Bitkiler Sistematiği. Ege Üniv. Basımevi,1,1, Bornova, İzmir.
Kapusuz, A., 1994. Tokat, İlçelerimiz ve Bölgelerimiz. Ayka yay.
Krasnovsky, A. A. Jr., 2003. Chlorophyll isolation, structure and function: major landmarks of the early history of research in the Russian Empire and the Soviet Union. Photosynth. Res. 76:389–403.
Kuznetsov, V. V., ve Strogonov, B. P., 1995. The patriarch of Russian plant physiology (On the 160th birthday of academician A. S. Faminzin). Russ. J. Plant Physiol. 42:297–302.
26
Li, J., Shulian, X., Jia, F., Yanhui, L. ve Le C., 2011. Heavy metal uptake capacities by
the common freshwater green alga Cladophora fracta. J Appl Phycol, DO 10.1007/s10811-011-9721
Lobban, C.S., Chapman, D.J. ve Kremer, B.P., 1988. Experimental Phycology A Laboratory Manual, Chambridge Univ.Press, P.2941.
Lund, J. W. G., 1998. Freshwater Algae Their MicroscopicWorld Explored. Biopress Ltd., British Library Cataloguing in Publication Data, p.360.
Lund, J. W. G., 2002. The Freshwater Algal Flora of the British Isles. Cambridge Universty pres, p. 720, Cambridge.
Margulis, L. ve Schwartz, K.V., 2001. Five Kingdoms: An Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth. 3rd edn, W.H. Feeman, P.520, San Francisco.
Mariyo, F, W ve Oishi, S., 1985. Effects of Environmental Factors on Toxicity of a Cyanobacterium (Microcystis aeruginosa) Under Culture Conditions. Appl. Environ. Microbiol. May 1985 vol. 49 no. 5 1342-1344
Pabuçcu, K. ve Altuner, Z., 1997. Yeşilırmak Nehri (Tokat) Bentik Diyatomeleri Mikrografisi, XIII. Uluslararası Katılımlı, Ulusal Elektron Mikroskop Kongresi, ODTÜ, Ankara.
Pabuçcu, K. ve Altuner, Z., 1998. Planctonic Algal Flora of Yesilirmak River (Tokat), Gaziosmanpasa University, Arts and Science Faculty, Biyology Department, Tokat.
Pabuçcu, K. ve Altuner, Z., Gür, M.O., 1999. Yeşilırmak Nehri (Tokat) Bentik Alg Florası, I. Uluslararası Doğal Çevreyi Koruma ve Ehrami Karaçam Sempozyumu, Kütahya.
Pabuçcu, K., 2009a. Mikrokültürü Yapılan Cyclotella comata’nın Taramalı Elektron Mikroskopta İncelenmesi. Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt/Vol.: 10-Sayı/No: 1 : 191-195.
Pabuçcu, K., 2009b. Mikrokültürü Yapılan Ntzschia palea’nın Taramalı Elektron Mikroskopta İncelenmesi. Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt/Vol.:10-Sayı/No:1 : 179-183.
Prescott, G.W., 1979. How to Known the Freshwater Algae, 3rd edition, p.293, USA. Rippka, R., 1988a. Isolation and purification of Cyanobacteria. Methods in
Enzimology, 167, 3- 27.
Rippka, R., 1988b. Recognition and identification of Cyanobacteria. Methods in Enzimology, 167, 28-67.
Seyhaneyıldız, Ş., 2005. Botryococcus braunii Kütz. Mikroalginin Farklı Besin Ortamlarında Kültürü. (Yüksek Lisans Tezi) Ege Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, Su Ürünleri Yetiştiriciliği Anabilimdalı, İzmir.
Solak, C. N., Barlas, M. ve Pabuçcu, K., 2007. Akçay 'ın (Büyük Menderes-Muğla) Bacillariophyta Dışındaki Epilitik Algleri.
Soylu, E.N. ve Gönülol, A., 2003. Phytoplankton and seasonal variations of the River Yesilirmak (Amasya), Ondokuz Mayıs University, Science and Arts Faculty, Department of Biology, 55139 Kurupelit, Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 3: 17-24, Samsun.
Sukatar, A., 2002. Alg Kültür Yöntemleri. Ege Üniversitesi Fen Fakültesi Kitaplar Serisi No: 184, 168p, Bornova, İzmir.
27
28
Ek–1. İzole edilen bazı alglerin fotoğrafları
Şekil 1.1. a. Anabaena sp. b. Chroococcus limneticus c. Chroccoccus sp. d. C. turgidus e. Cladophora fracta f. Nostoc sp. g. Nostoc paludosum
a
b c
d
e
29
Ek-1. (Devam)
Şekil 1.2. a. Oocystis sp. b. Stigeoclonium farctum c. Stigeoclonium tenue d. Vaucheria sp.
a
b
c
30
ÖZGEÇMİŞ
Kişisel Bilgiler
Adı Soyadı : Veysel VURAN
Doğum tarihi ve Yer : 12.09.1983 – TOKAT/Zile Medeni Hali : Bekar
Yabancı Dili : İngilizce Telefon : 0544 640 74 48 e-mail : veyso60@gmail.com
Eğitim
Derece Eğitim birimi Mezuniyet Tarihi Yüksek Lisans G.O.P Üniversitesi 2012
Lisans G.O.P Üniversitesi 2009 Lise Sağmalcılar Lisesi 2002
Katıldığı Projeler
1. TUBİTAK, Lisans Öğrencilerine Yönelik Proje Tabanlı Biyoloji Eğitimi Çalıştayı, Haziran 2008, AMASYA
