Yeşil sentezlenen bakır oksit nanopartiküllerinin (CuO NP) domateste tohum gücü ve fide gelişimi üzerinde etkilerinin değerlendirilmesi
Assesment of the effects of green synthesized copper oxide nanoparticles (CuO NP) on seed vigour and seedling development of tomato
Yazar: SELİN HASEKİ
Danışman: PROF. DR. LALE AKTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
CuO nanopartikülleri (CuO NP), kolay sentezlenebilmeleri ve nano boyutta etkinliklerinin önemli oranda artması sebebiyle pestisit, herbisit, gübre ve bitki büyüme düzenleyicileri olarak birçok tarımsal uygulamada kullanılma potansiyelindedir. Bu tez çalışmasının amacı, bakır oksit nanopartikülünün yeşil sentez yönteminin optimizasyonu ve karakterizasyonunu yaparak, yaygın bir tarım ürünü olan domates (Lycopersicon esculentum) bitkisine nanopriming uygulamasıyla çimlenme ve fide gelişimi üzerindeki etkilerini belirlemektir.
CuO NP'leri defne (Laurus nobilis L.) yaprak ekstraktı kullanılarak hazırlanmış ve UV/VIS spektrofotometrik, ölçümle karakteristik 210 -340 nm arasında pik değerleri ile nanopartikül oluşumu teyit edilmiştir. FT-IR analiz sonuçları nanopartiküllerin fitoiçerik ile kaplandığını, Zeta potansiyel sonuçları ise -22 mV değeri ile nanopartikülün kararlı yapıda olduğunu ortaya koymuştur. SEM-EDS görüntülemesi ile CuO NP'lerin ortalama 83 nm boyutunda ve küre şeklinde ve element yüzdesinin Cu (%45.04) olduğu belirlenmiştir. ICP MS analizi sonucuna göre, CuO NP solüsyonundaki toplam bakır konsantrasyonu 583 ppm (mg/kg) olarak belirlenmiştir.
Domates bitkilerinin priming işlemi yeşil sentezlenen CuO nanopartiküllerin 5 farklı konsantrasyonda (6.25, 12.5, 25, 50 ve 100 mg L-1) tohumlara 48 saat süre ile uygulanması ile gerçekleştirilmiştir. Çimlenme denemelerinin ardından nanopriming yapılan tohumlar, 21 gün süreyle sera koşullarında yetiştirilmiştir. 
Analiz sonuçları, 25 mg L-1 CuO NP'leri ile yapılan priming işleminin kontrole göre çimlenme yüzdesini %17.5 ve fide gücünü %26.79 oranında arttırdığını ortaya koymuştur.  Buna karşın, tohumlara yüksek konsantrasyonlarda CuO NP uygulamasının fide gelişimini baskıladığı; 100 mg L-1 CuO NP ün kontrol grubuna kıyasla kök ve gövde uzamasının sırayla %33.18 ve %35.6 düzeyinde inhibe ettiği ve yaş ve kuru ağırlıklarda sırayla %37.5 ve % 45 oranında inhibisyona neden olduğu belirlenmiştir.
Elde edilen sonuçlar, yeşil sentezlenen CuO NP'lerin, nanopriming işlemi ile tohum içerisine geçebildiğini ve tohum çimlenmesi ve fide gelişimi üzerindeki etkilerinin uygulama miktarı ile bağlantılı olarak değişebileceğini ortaya koymuştur.

Abstract:
CuO nanoparticles (CuO NP) have the potential to be used in many agricultural applications as pesticide, herbicide, fertilizer and/or plant growth regulators due to their easy synthesis and significantly increased efficiency at nanoscale. The aim of this study is green synthesis and characterization of copper oxide nanoparticle and to determine its effects on germination and seedling growth on tomato (Lycopersicon esculentum). 
CuO NPs were prepared by using laurel (Laurus nobilis L.) leaf extract and the nanoparticle formation was confirmed by UV/VIS spectrophotometric measurement with characteristic peak values between 210 -340 nm. The FT-IR analysis results showed that the nanoparticles were coated with phytocontent, and the Zeta potential results showed that the nanoparticle was stable with a value of -22 mV. SEM-EDS imaging revealed that CuO NPs were spherical in shape with an average size of 83 nm, and the element percentage of the particle was Cu (45.04%). According to the results of ICP MS analysis, the total copper concentration in the CuO NP solution was determined as 583 ppm (mg/kg).
The priming process of tomato plants was carried out by applying green synthesized CuO nanoparticles at 5 different concentrations (6.25, 12.5, 25, 50 and 100 mg L-1) to the seeds for 48 hours. After the germination trials, nanoprimed seeds were grown under greenhouse conditions for 21 days.
Results showed that priming with 25 mg L-1 CuO NPs increased germination percentage by 17.5% and seedling vigour by 26.79% compared to control. However, high concentrations of CuO NP application to seeds suppressed seedling growth; It was determined that 100 mg L-1 CuO NP inhibited root and stem elongation by 33.18% and 35.6%, respectively, and it caused 37.5% and 45% inhibition in fresh and dry weights, respectively. 
The results revealed that the green synthesized CuO NPs could penetrate into the seed by nanopriming process and their effects on seed germination and seedling growth could vary depending on the amount of application.