AQUAMEB Kültür Koleksiyonunda Yer Alan Türlerin Filogenetik Karakterizasyonları ve Biyoteknolojide Kullanım Potansiyelleri

https://www.aquameb.org/

İzmir il merkezinin batısında yer alan Kuş Cenneti ve Homa Dalyanı dahil geniş bir alanı kaplayan Çamaltı Tuzlası, Büyük Tuz Gölü’yle birlikte Türkiye’nin en önemli tuz üretim alanlarından. Buharlaştırma havuzlarındaki farklı tuz yoğunlukları pembeden maviye, yeşile kadar birbirinden farklı renklere bürünüyor.

Dünyanın farklı bölgelerinde binlerce farklı türü barındıran alg kültür koleksiyonları mevcuttur. Ülkemizde ise kültür koleksiyonlarında bulunan tür sayıları kısıtlıdır. Bu alandaki eksiklere katkıda bulunmak üzere tatlı ve tuzlu su ortamlarından mikroalg izolasyonlarina başlanmıştır. Izole edilen türler arasında halofilik yeşil algler, diatomlar, dinofilagellatlar ve siyanobakteriler vardır. Kültür koleksiyonuna dahil edilen türler klasik morfolojik taksonominin yanında ökaryotlar için 18S rRNA geninin, prokaryotlar için ise 16S rRNA geninin dizilenmesiyle karakterize edilmiştir.

Bilimsel yöntemler kullanılarak, canlıların bireysel benzerlik ve farklılıklarının geniş bir bakış açısı ile incelenmesi ve sınıflandırılması, asırlar önce başlamış ve günümüzde de devam eden bir süreçtir. Hayatın çeşitliliği ve yayılımıyla ilgili olayların modelini ortaya çıkaran ve ilgili ağacın yeniden yapılandırılmasını içine alan biyoloji sahası taksonomi olarak adlandırılır (Quicke, 1993).

Amacı, organizmalar arasındaki evrimsel geçmişin ve birbirleriyle olan ilişkilerin belirlenmesi (filogeni) ve daha sonra organizmaların sınıflandırılmasında bu bilgilerin kullanılmasıdır.

Moleküler sistematik, canlıların benzerlik ve birbirleriyle evrimsel ilişkilerini DNA, RNA ve protein düzeyinde inceler. İnceleme sonucuyla elde edilen genomik bilgileri biyoinformatik bilimiyle anlamdırıp yorumlar, filogenetik ilişkileri belirler.

Kültür koleksiyonlarına dâhil edilen türler geleneksel olarak morfolojik özelliklerine göre sınıflandırılmıştır. Genetik yöntemlerin ortaya çıkması ve yaygınlaşması ile diğer canlılarda olduğu gibi, mikroalglerde de bazı gen bölgelerine dayalı (Ör: rRNA küçük alt ünite bölgesi) moleküler sistematik yaygınlaşmaya başlamıştır (Hamby ve Zimmer, 1992). Ancak moleküler yöntemlerin kullanımı ile mikroalg sistematiğinde yeni problemler ortaya çıkmıştır. Bu çalışmalarla, klasik taksonomik yöntemlere göre sınıflandırılması yapılmış pek çok kültür koleksiyonu türü için genetik sınıflandırma ile klasik taksonominin uyuşmadığı ortaya çıkmıştır (Borowitzka ve Siva, 2007). Bunun başlıca sebepleri arasında mikroalglerin morfolojik esnekliğe sahip olması, farklı çevresel koşulların mikroalg morfolojisi ve fizyolojisini değiştirmesi, sistematikte kullanılan gen bölgelerinin evrimsel olarak korunmuş olması (değişmemiş olması) gibi faktörler sayılabilir (González ve diğ., 1998).

Günümüzde de mikroalg taksonomisi ile sistematiği arasındaki problemler devam etmektedir. Güncel yaklaşım, mikroalgleri sadece morfolojik özelliklerine göre değil; fizyolojilerini ve genetik özelliklerini de inceleyen polifazik bir yaklaşımla inceleyip sınıflandırmaları yapmaktır (Cifuentes ve diğ., 2001).

Fizyolojik özelliklerin belirlenmesi için izole edilmiş mikroalglerin büyüme özelliklerinin belirlenmesi, tolerans aralıklarının tespiti, pigmentlerinin karakterizasyonu önerilen güncel yaklaşımlar arasındadır (Oren, 2005). Moleküler sistematikte ise rRNA büyük ve küçük alt ünitelerinin nükleotid dizilerinin karşılaştırılması farklı cinsler arasında ayrım yapmayı sağlasa da, aynı cinse veya türe ait suşlar arasında ayrımı zorlaştırmaktadır (Hamby ve Zimmer, 1992). Bu sebeple, daha değişken gen bölgeleri (Ör: ITS) kullanılmalı ve mümkünse genom dizilemeleri yapılmalıdır.

Sistematikte en çok tercih edilen bölge ribozomal RNA (rRNA) birimi içinde yer alan 18S rRNA’dır.

Bunun yanısıra Internal Transcribed Spacer (ITS) de kullanılmaktadır.

Kodlanmayan bölge olan ITS daha hızlı evrim geçiren bir bölge olup bir tür içindeki suşların yada bir cins içindeki türlerin karşılaştırılması için kullanışlıdır.

ITS bölgesi, Şekil'de gösterildiği gibi ITS1, ITS2 ve 5.8S rRNA genlerini içerir. ITS, 18S rRNA ve 26S rRNA genleri arasında yer alır. Bu bölge, 18S ve 26S rRNA genlerine göre daha değişken olduğu için, filogenetik çalışmalarda sıkça kullanılmaktadır (Baldwin ve diğ., 1995).

• Dunaliella salina AQUAMEB-4, -10, -21 β-karoten üretimi için değerlendirilebilecek suşlar olarak belirlenmiştir.
• Dunaliella viridis AQUAMEB-2 içerdiği yüksek protein ve yağ asidi kompozisyonlarıyla mikroalg biyoteknolojisinde değerlendirilebilecek suşlardandır.
• Dunaliella salina AQUAMEB-4 yapılan çalışmada kullanılan diğer türlerden yüksek oranda karbonhidrat içermektedir.

• Cryptophyceae AQUAMEB-1 içerdiğiyle farklı yağ asidi kompozisyonlarıyla ve genetik olarak tam anlamıyla tanımlanamamış bir tür olması sebebiyle üzerine çalışılması gereken suşlardandır.
• Tetraselmis sp. AQUAMEB-22 içerdiği değişik yağ asidi kompozisyonları nedeniyle mikroalg biyoteknolojisinde kullanılma potansiyeli taşıyan türlerdendir.

Dusty Rose Gölü

Double British Columbia, Kanada'daki Tweedsmuir Park'ın kuzey bölgesinde bulunan bir anoksik göldür. Adını pembe renginden alır ve bir tuzlu su gölü olmadığı için benzer bir renge sahip olan diğer göllerden farklıdır, renklendirmesini yer altından geçen suların kayalık alanlardan geçerken taşıdıkları mineraller ve tortular sayesinde kazandırdığı düşünülüyor.

Hillier Gölü

Batı Avustralya'nın güney kıyılarında, Goldfields-Esperance bölgesindeki Recherche Archipelago'yu oluşturan ada ve adaların en büyüğü olan Orta Ada'nın kenarında bulunan tuzlu bir göldür. Pembe rengi için özellikle dikkat çekicidir. Her dönem pembe görebilmek mümkündür. Uzun ve ince bir kıyı Güney Okyanusu'nu gölden ayırır.

Hutt Gölü

Batı Avustralya'nın Orta Batı bölgesinde, Hutt Nehri'nin ağzının hemen kuzeyindeki sahile yakın bir yerde bulunan tuz gölüdür. Pembe rengi yılın belirli dönemlerine göre değişkenlik göstermektedir. Sıcaklık ne kadar artarsa o kadar pembe olmaktadır.

Masazir Gölü

Bakü’nün yakınlarında, Azerbaycan’ın Karadağ bölgesinde bulunan bir tuz gölüdür. Gölün genel alanı 10 kilometre karedir. Oldukça geniş bir alana sahip olan Masazir gölü pembe renginin yanı sıra, etrafına kurulan birçok fabrikanın merkezi olmasıyla da dikkat çekiyor. Bu fabrikalar gölden her yıl milyonlarca ton tuz çıkarıyor.

Quairading Gölü

Batı Avustralya’nın 11 km doğusunda, Bruce Rock’da yer alan bu gölün içinden yol geçiyor. Bu pembe göl yerel halk tarafından doğal bir fenomen olarak kabul ediliyor. Tuz oranı diğer pembe göllere göre daha düşük kaldığından yılın belirli zamanlarında, gölün bir tarafı koyu pembe olurken, diğer tarafı açık pembe renkte kalıyor. Ancak içerdiği mikroalg ve bakteri bakımından diğer göller kadar yüksek değerlere sahip.

Retba Gölü

Retba ya da Lac Rose Gölü, Dakar’ın kuzeydoğusundaki Senegal’in Cap Vert yarımadasının kuzeyinde yer alıyor. Özellikle yaz aylarında ve kurak iklimlerde pembe renk oldukça belirginleşiyor.

Göl, aynı zamanda, İsrail’deki Ölü Deniz gibi insanların kolayca yüzmesini sağlayan yüksek tuz içermesiyle de biliniyor.

Yaklaşık olarak % 40’a yakın bir tuz içeriğine sahip olan bu gölde ayrıca küçük bir tuz toplama sanayisi bulunuyor. Birçok tuz toplayıcısı gölde günde 6-7 saat boyunca burada çalışıyor.

Salina de Torrevieja Gölü

Salina de Torrevieja ve La Salina de La Mata, İspanya’nın güneydoğusundaki bir sahil şehri olan Torrevieja’yı çevreleyen tuz gölleridir. Avrupa’nın en büyük tuz gölleri olan La Salina de Torrevieja ve La Salina de La Mata’nın oluşturduğu mikro iklim, DSÖ Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından Avrupa’da en iyi kalitede tuzun sağlandığı göller olarak ilan edilmiş.

Algler ve tuz miktarı nedeniyle Salina de Torrevieja gölü pembe renkte görünüyor. Bu gölün diğer ucundaki fabrikalar tarafından çıkarılan tuz birçok ülkeye ihraç ediliyor. Düşük tuz oranına rağmen kaliteli tuz eldesi sağlanmaktadır. Aynı zamanda birçok sayıda kuş türüne ev sahipliği yapıyor.

Kalpli Göl

Çanakkale’nin Dalyan köyünde Alexandria Troas antik kentinde bulunan bu küçük kırmızıya çalan tuz gölü, kalp şeklindeki görünümü nedeniyle halk arasında kalpli göl olarak biliniyor. Normalde mavi renktir fakat göl yılın bazı dönemleri pembeden kırmızıya değişim göstermektedir. Çanakkale’de yer alan bu tuz gölü mart ayından itibaren pembe rengini alıyor ve uzun bir süre bu şekilde kalıyor.