Mısır (Zea mays Hido) fideleri üzerinde kadmiyum kaynaklı hasarlara karşı taurinin hafifletici rolünün araştırılması
Investigation of the palliative role of tauri̇ne on against cadmium damages on maize (Zea mays Hido) seedlings
Yazar: MEDİNE ŞİPAK
Danışman: PROF. DR. MUCİP GENİŞEL
Ağrı İbrahim Çeçen Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Botanik = Botany
Dizin: Antioksidan enzimler = Antioxidant enzymes ; Bitki fizyolojisi = Plant physiology ; Botanik = Botany ; Kadmiyum = Cadmium ; Lipid peroksidasyonu = Lipid peroxidation ; Mısır = Maize ; Oksidatif hasar = Oxidative damage ; Protein profili = Protein profile ; Taurin = Taurine

Özet:
Bu çalışmada, kadmiyumun (Cd) mısır fidelerinde hasar oluşturucu etkisi üzerine taurinin (T) hafifletici etkilerinin olup olmadığı araştırılmıştır. Bu amaçla hidrofonik sistemde Hogland besiyeri kullanılarak 10 gün boyunca yetiştirilen mısır fidelerine 100 µM Cd uygulanmış ve diğer deney gruplarında ise Cd ye ilave olarak 1 mM T ve 2 mM T uygulamaları yapılmıştır. Uygulamalardan 4 gün sonra fideler hasat edilerek analizler yapılmıştır. Cd stresi altındaki bitkilerde kontrole kıyasla kök ve gövde uzunlukları azalırken T uygulamaları yalnız Cd uygulamasına kıyasla, kök ve gövde uzunluklarını önemli düzeyde artırmıştır. Kadmiyum uygulaması kontrole kıyasla kök kuru ağırlığında önemli artışa neden olmuştur. Cd stresi bitkilerde çözünebilir protein içeriğinde ciddi oranda düşüşe neden olurken T uygulaması Cd grubuna kıyasla protein içeriğinde önemli artış göstermiştir. Cd ve T'nin yalnız ve kombine uygulamaları protein profilinde de gözle görülür farklılıklara yol açmıştır. Kadmiyum stresi mısır fidelerinde klorofil a,b, karotenoid ve toplam klorofil içeriğinde azalmaya neden olurken taurin bu parametrelerde önemli artışlara neden olmuştur. Kontrole kıyasla Cd stresi mısır fidelerinde POD dışındaki SOD, CAT, APX ve GR antioksidan enzim aktivitelerinin yanı sıra glutatyon ve askorbat içeriğinde ciddi düşüşe neden olmuştur. Taurin uygulaması yalnız Cd uygulamasına kıyasla antioksidan enzimerin aktivitesinde ve antioksidan maddelerin içeriğinde artış sağlamıştır. Reaktif oksijen türlerinden H2O2 ve O2•- içeriğinde Cd uygulaması artışa neden olurken taurin uygulaması bu bileşiklerin içeriğini önemli oranda düşürmüştür. Lipid peroksidasyonu seviyeleri Cd uygulaması ile ciddi derecede artarken bu artışlar taurin ilavesiyle engellenebildiği tespit edilmiştir. Taurin uygulaması Cd alınımı ve/veya taşınımını da etkilediği tespit edilmiştir. Tüm bu sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde mısır bitkisinde Cd kaynaklı hasarlara karşı taurinin hafifletici etkisi olduğu ortaya çıkarılmıştır. Taurin bu etkiyi antioksidan metabolizmayı etkilenleştirmesinin yanı sıra Cd alınımını ve/veya bitki içerisinde taşınımını düzenleyerek sağladığı söylenebilir.

Abstract:
In this study, it was investigated whether taurine (T) had mitigating effects on the damage-inducing effect of cadmium (Cd) on maize seedlings. For this purpose, 100 µM Cd was applied to maize seedlings grown for 10 days in the hydroponic system containing Hogland, and 1 mM T and 2 mM T applications were made in addition to Cd in other experimental groups. Four days after the applications, the seedlings were harvested and analyzed. While root and shoot lengths decreased in plants under Cd stress compared to control, T applications significantly increased root and shoot lengths compared to Cd application. Cadmium application caused a significant increase in root dry weight compared to control. While Cd stress caused a significant decrease in soluble protein content in plants, T application showed a significant increase in protein content compared to the Cd group. Alone and combined applications of Cd and T also led to noticeable differences in protein profile. Cadmium stress caused a decrease in chlorophyll a, b, carotenoid, and total chlorophyll content in corn seedlings, while taurine caused significant increases in these parameters. Compared to control, Cd stress caused a significant decrease in antioxidant enzyme activities of SOD, CAT, APX, and GR except for POD as well as glutathione and ascorbate content in maize seedlings. Taurine application provided an increase in the activity of antioxidant enzymes and the content of these antioxidant substances compared to Cd application alone. While Cd application caused an increase in H2O2 and O2•- content of reactive oxygen species, taurine application significantly decreased the content of these reactive substances. While lipid peroxidation levels were increased significantly with Cd application, it was determined that these increases could be prevented by the addition of taurine. It was also determined that taurine application also affected Cd uptake and/or transport. When all these results are evaluated together, it has been revealed that taurine has a mitigating effect against Cd-induced damage in maize seedlings. It can be said that taurine provides this effect by regulating Cd uptake and/or transport within the plant, as well as influencing antioxidant metabolism.