Bitki büyüme düzenleyicilerinden 2,4-D ve Picloram'ın genotoksik etkilerinin bitki doku kültüründe allium testi ile incelenmesi
A study on genotoxic evaluations of 2,4-d and Picloram by allium test in plant tissue culture
Yazar: MERAL ÖZKUL
Danışman: PROF. DR. DENİZ YÜZBAŞIOĞLU ; ÖĞR. GÖR. ÇİĞDEM ALEV ÖZEL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
İyi bilinen sentetik oksinlerin başında 2,4-Diklorofenoksi asetik asit (2,4-D) ve Picloram gelmektedir. 2,4-D ve Picloram, bitki doku kültürü çalışmalarında düşük konsantrasyonlarda hücre bölünmesini, köklenmeyi, hücre ve meyve gelişimini teşvik ederken, yüksek konsantrasyonlarda ise herbisit olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı Allium cepa'nın kök ucu hücreleri kullanılarak 2,4-D ve Picloram'ın genotoksik etkilerini incelemektir.  Allium cepa kök uçları bitki doku kültüründe 2,4-D ve Picloram'ın 0,67; 1,34; 2,01; 2,68; 3,35 ve 4,02 mg/L'lik  konsantrasyonları ile 24 ve 48 saat muamele edilmiştir.  Her bir konsantrasyon ve süre için mitotik indeks, mitotik faz frekansları ve mitotik anormallikler belirlenmiştir. 2,4-D uygulamasıyla mitotik indeks 24 saatlik uygulamanın en düşük üç konsantrasyonunda (0,67; 1,34; 2,01 mg/L) anlamlı oranda artmış, yüksek konsantrasyonlarda (2,68; 3,35 ve 4,02 mg/L) ise azalmıştır. Bununla birlikte 48 saatlik uygulamada tüm konsantrasyonlarda mitotik indeks anlamlı olarak artmış yalnızca en yüksek konsantrasyonda (4,02 mg/L) düşüş göstermiştir. Picloram ise en yüksek dört konsantrasyonda (2,01; 2,68; 3,35 ve 4,02 mg/L ) hem 24 hem de 48 saatlik uygulamada mitotik indeksi düşürmüştür. 2,4-D uygulaması faz frekanslarını etkilememiştir. Bununla birlikte Picloram'ın 24 saatlik uygulamasında en yüksek konsantrasyonda (4,02 mg/L) profaz frekansı anlamlı düzeyde artmış, 3,35 mg/L'lik konsantrasyonda ise telofaz frekansı önemli düzeyde azalmıştır. Her iki bitki büyüme düzenleyicisinin muamelesiyle toplam mitotik anormallikler anlamlı düzeyde artış göstermemiştir. En yaygın görülen mitotik anormallik tipleri; c-mitoz, kalgın kromozom, yapışıklık, köprü, fragment, çok kutupluluk ve poliploididir. 2,4-D ve Picloram'ın düşük konsantrasyonlarının genotoksik etkisi olmadığı görülmüştür. 2,4-D'nin 24 saat ve 48 saatlik uygulamalarında, DNA hasarının tespiti için comet testi uygulanmıştır. Comet testinde yalnızca 48 saatlik uygulamanın 4,02 mg/L'lik konsantrasyonu toksik etki göstermiş ve yeterli hücre sayısına ulaşılamamıştır. Diğer konsantrasyon ve muamelelerde kontrole kıyasla anlamlı bir fark gözlenmemiştir.

Abstract:
The most well known synthetic auxins include 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) and picloram. While 2,4-D and picloram promote rooting, cell division, cell and fruit development in lower concentrations, they are used as herbicides in higher concentrations. The aim of this study was to examine genotoxic effects of 2,4-D and picloram by using in Allium cepa root tip cells. Allium cepa roots were treated with 0,67; 1,34; 2,01; 2,68; 3,35, and 4,02 mg/L concentrations of 2,4-D and picloram for 24 and 48 hours in tissue cultures. Mitotic indices, mitotic phase frequencies, and total abnormalities were determined for each concentration and treatment period. The mitotic index increased significantly at three lower concentrations (0,67, 1,34, 2,01 mg/L) after treatment with 2,4-D for 24 h and decreased significantly at higher concentrations (2,68; 3,35 and 4,02 mg/L). Notwithstanding, mitotic index increased significantly at all concentrations in the treatment period for 48h, and it only decreased at the highest concentration (4,02 mg/L). Picloram decreased mitotic index at four highest concentrations (2,01; 2,68; 3,35 and 4,02 mg/L) for both 24 and 48 hour treatments. Phase frequencies were not effected by 2,4-D usage. However, Picloram treatment for 24 hours showed significant increas at prophase frequency at the highest concentration (4,02 mg/L)   and decreased telophase frequency at 3,35 mg/L concentration. The total percentage of mitotic aberrations did not significantly increased after the treatment with both of plant growth regulators. The most common types of mitotic abnormalities are C-mitosis, lagging chromosomes, stickiness, bridges, fragments, multi-polarity, and polyploidy. 2,4-D and picloram showed no genotoxic effect at low concentrations. On the other hand, comet assay was performed to determine the damage after using 2,4-D treatments for 24 and 48 hours. Comet assay showed only 4,02 mg/L of 2,4-D for 48 hour was toxic. However, the other concentrations did not show significant DNA damage compared to the control.