Ağır metal stresinin sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) bitkisinde fide gelişimi ve antioksidan sistem üzerine etkileri
Effects of heavy metal stress on seedling growth and antioxidant system in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)
Yazar: BÜŞRA ÇEVİK
Danışman: PROF. DR. DENİZ EKİNCİ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Bitkiler fizyolojik dönemlerini tamamlamak için ihtiyaç duydukları maddeleri topraktan kökleri aracılığıyla alırlar. Bitkiler, bitki besin elementlerini alırken çevresel olumsuzluklar ile  karşılaşmaktadır. Bu olumsuzluklar bitkilerin büyüme ve gelişmelerinde sınırlamalara neden olmaktadır. Çevresel veya herhangi bir organizmanın bitkiyle etkileşimi, bitki hücresinde birkaç yolun aktivasyonuna neden olabilir. Aktive olan bu yollar bitkinin strese tepki göstermesine yol açan biyolojik süreçlerdir. Bitkilerin normal büyüme ve gelişimlerini engelleyen etmenler ''stres''olarak tanımlanır ve bitkide verim kaybına neden olur. Stres faktörleri biyotik ve abiyotik stres faktörleri olarak iki gruba ayrılabilir. Virüs, böcek, mantar, yabani ot, nematod ve parazitler bitkinin hasar görmesine neden olan biyotik stres faktörlerindendir. Çevresel değişikliklerin yol açtığı, cansız etmenlerden kaynaklanan stres faktörleri abiyotik stres denir. Yüksek tuzluluk oranı, sıcaklık, kuraklık, ağır metal, fotoperiyottaki değişiklikler, ışık yoğunluğu ve kalitesi,  besin bolluğu ve açlık, hava ve toprak kirliliği, abiyotik stres faktörleri grubunda yer alabilirler.  Ağır metalde bitkide strese neden olan abiyotik stres faktörlerinden biridir. Ağır metaller ve toksik düzeyleri ROS türlerinin ortaya çıkmasına neden olarak fizyolojik ve biyokimyasal süreçleri etkileyebilmektedir. Bu amaçla Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) bitkisine HgCl2 ve CdN2O6 ağır metal dozlarını (3, 6, 9, 12 ve 15 ppm) uygulamak suretiyle ağır metallerin Sorgum bitkisinde bazı fizyolojik ve biyokimyasal özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Sorgum bitkisinde enzim aktivitesi (SOD, POX), klorofil içeriği, yaş ağırlık, kuru ağırlık ve prolin içeriğine etkileri araştırılmıştır.
Bu amaçla ticari Öğretmenoğlu 77 çeşidi kullanılmıştır. Saksılara ekilen tohumlar 33 gün boyunca yetiştirildikten sonra ikişer gün arayla ağır metal solüsyonu uygulanmıştır. Yetiştirme süresi sonunda yapraklardan alınan örneklerle analizler yapılmıştı.
Araştırma sonuçlarına göre, civa ve kadmiyum uygulamaları POX ve SOD enzim aktivitelerinde ilk önce artışa daha sonra azalışa neden olmuştur. Ağır metal uygulaması sonucunda klorofil içeriği önce artmış daha.sonra azalmıştır. Prolin içeriğine bakıldığında civa ve kadmiyum uygulaması sonucunda prolin içeriğinde azalma gözlemlenmiştir. Çalışma sonucunda yaş ve kuru ağırlıkta azalmalar gözlemlenmiştir.

Abstract:
Plants take the substances they need to complete their physiological period from the soil through their roots. Plants encounter environmental negativities while taking plant nutrients. These negativities cause limitations in the growth and development of plants. The interaction of the environment or any organism with the plant can cause the activation of several pathways in the plant cell. These activated pathways are biological processes that cause the plant to react to stress. The factors that prevent the normal growth and development of plants are defined as "stress" and cause yield loss in the plant. Stress factors can be divided into two groups as biotic and abiotic stress factors. Viruses, insects, fungi, weeds, nematodes and parasites are biotic stress factors that cause plant damage. Stress factors caused by environmental changes and caused by non-living factors are called abiotic stress. They can be included in the group of high salinity, temperature, drought, heavy metal, changes in photoperiod, light intensity and quality, nutrient abundance and starvation, air and soil pollution, abiotic stress factors. Heavy metals and their toxic levels can affect physiological and biochemical processes by causing the emergence of ROS species. For this purpose, the effects of heavy metals on some physiological and biochemical properties of Sorghum were investigated by applying HgCl2 and CdN2O6 heavy metal doses (3, 6, 9, 12 and 15 ppm) to Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench). The effects of enzyme activity (SOD, POX), chlorophyll content, wet weight, dry weight and proline content of sorghum plant were investigated.
For this purpose, Öğretmenoğlu 77 variety was used. After the seeds sown in the pots were grown for 33 days, heavy metal solution was applied at two-day intervals. At the end of the growing period, analyzes were made with the samples taken from the leaves.
According to the results of the research, mercury and cadmium applications caused first increase and then decrease in POX and SOD enzyme activities. As a result of heavy metal application, chlorophyll content first increased and then decreased. As a result of the study, decreases were observed in fresh and dry weights.