Allium cepa L.'da parakuat toksisitesine karşı yeşil çayın koruyucu rolü: Fizyolojik, genetik, biyokimyasal ve anatomik değerlendirme
Protective role of green tea against paraquat toxicity in Allium cepa lL.: Physiological, genetic, biochemical and anatomical assessment
Yazar: FERHAT YİRMİBEŞ
Danışman: PROF. DR. KÜLTİĞİN ÇAVUŞOĞLU
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Allium cepa = Allium cepa ; Paraquat = Paraquat ; Toksisite = Toxicity ; Yeşil çay = Green tea

Özet:
Bu çalışmada, Parakuatın toksik etkileri ve bu etkilere karşı yeşil çay yaprak ekstraktının koruyucu rolü araştırmıştır. Araştırma materyali olarak Allium cepa L. bulbları (n=16) kullanılmıştır. Parakuat toksisitesi fizyolojik (çimlenme yüzdesi, kök uzunluğu ve ağırlık kazanımı), sitogenetik (mitotik indeks=MI, mikronukleus=MN ve kromozomal hasarlar), biyokimyasal (malondialdehit=MDA, süperoksit dismutaz=SOD ve katalaz=KAT) ve anatomik (meristematik hücre hasarları) parametreler yardımıyla araştırılmıştır. A. cepa bulbları 1 kontrol ve 5 uygulama olmak üzere 6 gruba ayrılmıştır. Kontrol grubu çeşme suyu, uygulama grupları ise Parakuat (100 mg/L) ve yeşil çay ekstraktının iki farklı dozu (190 ve 380 mg/L) ile çimlendirilmiştir. Çimlenme işlemi oda sıcaklığında 72 saat süresince gerçekleştirilmiştir. Süre sonunda A. cepa bulbları rutin preparasyon teknikleri kullanılarak fizyolojik, sitogenetik, biyokimyasal ve anatomik analizler için hazır hale getirilmiştir. Sonuçta Parakuat uygulaması fizyolojik parametrelerde azalmaya, sitogenetik (MI hariç) ve biyokimyasal parametrelerde ise artışa neden olmuştur. Parakuat fragment, yapışkan kromozom, kromatinin eşit olmayan dağılımı, köprü, vokuollü nukleus, nukleus tomurcuğu ve ters kutuplaşma şeklindeki kromozomal hasarları teşvik etmiştir. Parakuat uygulanan kök uçlarının meristematik hücrelerinde belirgin olmayan iletim doku, yassılaşmış hücre çekirdeği epidermis ve korteks hücre deformasyonu gözlenmiştir. Parakuat ile birlikte yeşil çay ekstrakt uygulaması ise fizyolojik parametre değerlerinde tekrar bir artışa, sitogenetik (MI hariç) ve biyokimyasal parametre değerlerinde ise tekrar bir azalmaya sebep olmuştur. Ayrıca kök ucu meristematik hücrelerinde Parakuat tarafından teşvik edilen hasarların şiddetinde iyileşmeye de gözlenmiştir. Tüm bu parametrelerde gözlenen iyileşmelerin uygulanan yeşil çay ekstraktının dozu ile ilişkili olduğu belirlenmiştir. Yeşil çay ekstraktının 380 mg/L dozu, 190 mg/L dozuna göre daha fazla koruma sağlamıştır. Sonuç olarak, 100 mg/L dozundaki Parakuat uygulaması A. cepa bulblarında fizyolojik, sitogenetik, biyokimyasal ve anatomik toksisiteye sebep olmuştur. Yeşil çay ekstrakt uygulaması ise doza bağlı olarak, Parakuat tarafından teşvik edilen bu toksisitenin şiddetinde iyileşmelere neden olmuştur. Bu nedenle, yeşil çay ekstraktı pestisitler gibi kimyasal yapılı çevresel ajanların neden olduğu toksisitenin azaltılmasında yâda toksisiteden korunmada etkili bir besin takviyesi olarak kullanılabilir.

Abstract:
In this study, the toxic effects of Paraquat and the protective role of green tea leaf extract against these effects were investigated. Allium cepa L. bulbs (n=16) were used as test material. Paraquat toxicity was investigated with the help of physiological (percent germination, root length and weight gain), cytogenetic (mitotic index = MI, micronucleus = MN and chromosomal damage), biochemical (malondialdehyde = MDA, superoxide dismutase = SOD and catalase = CAT) and anatomical (meristematic cell damage) parameters. A. cepa bulbs were divided into 6 groups as 1 control and 5 applications. The control group was germinated with tap water, and the application groups were germinated with Paraquat (100 mg/L) and two different doses (190 and 380 mg/L) of green tea extract. Germination was carried out at room temperature for 72 hours. At the end of the period, A. cepa bulbs were prepared for physiological, cytogenetic, biochemical and anatomical analyzes using routine preparation techniques. As a result, Paraquat application caused a decrease in physiological parameters and an increase in cytogenetic (except MI) and biochemical parameters. Paraquat application caused chromosomal damage in the form of fragment, sticky chromosome, unequal distribution of chromatin, bridge, nucleus with vacuoles, nucleus bud and reverse polarization. In the meristematic cells of the root tips applied paraquat, indistinct vascular tissue, flattened cell nucleus, epidermis and cortex cell deformation were observed. The application of green tea extract together with paraquat caused an increase in the physiological parameter values and a decrease in the cytogenetic (except MI) and biochemical parameter values. An improvement in the severity of damages induced by Paraquat was also observed in root tip meristematic cells. It was determined that the improvements observed in all these parameters were related to the dose of green tea extract applied. The 380 mg/L dose of green tea extract provided more protection than the 190 mg/L dose. In conclusion, Paraquat administration at a dose of 100 mg/L caused physiological, cytogenetic, biochemical and anatomical toxicity in A. cepa bulbs. Green tea extract application, on the other hand, resulted in improvements in the severity of this toxicity induced by Paraquat, depending on the dose. Therefore, green tea extract can be used as an effective nutritional supplement to reduce or prevent the toxicity caused by environmental agents such as pesticides.