Arsenik ve kadmiyum streslerine maruz bırakılan marul bitkisinde K3 vitamininin (menadione) su düzenlemesi ve antioksidan enzim sistemi üzerine etkileri
Effects of vitamin K3 (menadione) on water regulation and antioxidant enzyme system in lettuce plant exposed to arsenic and cadmium stress
Yazar: RÜMEYSA ZEYNEP ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. CEYDA ÖZFİDAN KONAKÇI
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Çalışmada arsenik ve/veya kadmiyum stresleri uygulanan marul yapraklarında dışarıdan uygulanan vitaminin olası olumlu rolleri araştırılmıştır. Marul tohumları çimlendirildikten sonra hidroponik ortama alınmıştır. Marul fidelerine kadmiyum (Cd, 100 mM) ve arsenik (As, 100 mM) stresleri uygulanmıştır. Strese eş zamanlı olarak dışarıdan menadione (K3 vitamini, V1:5 mM ve V2:25 mM) uygulaması 96 saat süresince yapılmıştır. Stres uygulanan marul yapraklarında su içeriği (RWC) değerleri azalırken, protein miktarı değişmemiştir. Arsenik stresi uygulanan gruplarda prolin miktarı artmıştır. As ve Cd uygulanan marul yaprakları yüksek süperoksit dizmutaz (SOD) aktivitesi göstermiştir (As+V2 dışında). SOD aktivitesiyle oluşan H2O2 miktarında, katalaz (CAT) ve peroksidaz (POX) yetersiz aktiviteleri nedeniyle stres altında artış izlenmiştir. Dışarıdan menadione uygulaması, ağır metal streslerine karşı RWC ve protein miktarını artırmıştır. Özellikle As ve As+Cd gruplarında prolin miktarı artmıştır. Her iki stres faktörü altında yetişen marul yapraklarında menadione uygulamasıyla SOD, CAT ve POX aktivitelerinde artışlar gözlenmiştir. Böylece artan enzim aktiviteleriyle H2O2 ve TBARS miktarlarında azalmalar izlenmiştir. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde menadione uygulaması, kadmiyum ve arsenik streslerine karşı su içeriğini, prolin miktarını ve antioksidan sistemi iyileştirmiştir. 

Anahtar Kelimeler: Antioksidan, Arsenik, Kadmiyum, Lactuca sativa, Menadione

Abstract:
In the study, the possible positive roles of externally applied vitamin in lettuce leaves that were subjected to arsenic and/or cadmium stresses were investigated. Lettuce seeds were taken into hydroponic environment after germination. Cadmium (Cd, 100 mM) and arsenic (As, 100 mM) stresses were applied to lettuce seedlings. Simultaneously with stress, external menadione (vitamin K3, V1:5 mM and V2:25 mM) was applied for 96 hours. While the water content (RWC) values decreased in lettuce leaves under stress, the protein content did not change. The amount of proline increased in the arsenic stressed groups. Lettuce leaves treated with As and Cd showed high superoxide dismutase (SOD) activity (except As+V2). The amount of H2O2 formed by SOD activity increased under stress due to insufficient activities of catalase (CAT) and peroxidase (POX). External application of menadione increased the amount of RWC and protein against heavy metal stresses. In particular, the amount of proline increased in the As and As+Cd groups. Increases in SOD, CAT and POX activities were observed with menadione application in lettuce leaves grown under both stress factors. Thus, decreases were observed in the amounts of H2O2 and TBARS with increasing enzyme activities. When all the results were evaluated, menadione application improved the water content, proline amount and antioxidant system against cadmium and arsenic stresses.

Keywords: Antioxidant, Arsenic, Cadmium, Lactuca sativa, Menadione