Manganez toksisitesinin allium testi ile araştırılması: Fizyolojik, sitogenetik, biyokimyasal ve anatomik değerlendirme
Investigation of manganese toxicity by allium test: Physiological, cytogenetic, biochemical and anatomical assessment
Yazar: CİHAT TÜMER
Danışman: PROF. DR. KÜLTİĞİN ÇAVUŞOĞLU
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Bu çalışmada, organizmaların metabolik faaliyetlerinin devamı için mutlaka gerekli eser elementlerden biri olan manganezin (Mn) aşırı dozlarının teşvik ettiği toksisite Allium testi yardımıyla araştırılmıştır. Toksisite fizyolojik (çimlenme yüzdesi, kök uzunluğu, ağırlık kazanımı), sitogenetik (mitotik indeks=MI, mikronukleus=MN, kromozomal anormallikler), biyokimyasal (malondialdehit=MDA, süperoksit dismutaz=SOD, katalaz=KAT) ve anatomik (kök ucu meristematik hücre hasarları) parametreler yardımıyla araştırılmıştır. Allium cepa L. bulbları bir kontrol ve üç uygulama olarak, toplam dört gruba ayrılmıştır. Kontrol grubu çeşme suyu, uygulama grupları ise Mn'nin 250, 500 ve 1000 µM dozu ile çimlendirilmiştir. Çimlendirme işlemi 72 saat süresince aralıksız devam ettirilmiştir. Süre sonunda kök uçları toplanmış, distile suda yıkanmış ve rutin preparasyon teknikleri yardımıyla mikroskobik ve spektrofotometrik analizler için hazır hale getirilmiştir. Sonuçta, en yüksek çimlenme yüzdesi, kök uzunluğu, ağırlık kazanımı ve MI ile en düşük MN sıklığı, kromozomal hasar sayıları, MDA düzeyi, SOD ve KAT enzim aktiviteleri kontrol grubunda (grup I) belirlenmiştir. Mn maruziyeti ise doza bağlı olarak, fizyolojik parametre değerlerinde azalmaya, sitogenetik (MI hariç) ve biyokimyasal parametre değerlerinde ise artışa neden olmuştur. Mn maruziyeti kök ucu meristem hücrelerinde fragment, yapışkan kromozom, vagrant kromozom, kromatinin eşit olmayan dağılımı ve köprü şeklindeki kromozomal anormallikler ile epidermis hücre hasarı, yassılaşmış hücre çekirdeği, korteks hücre hasarı ve korteks hücre çeperinde kalınlaşma şeklindeki anatomik hasarları teşvik etmiştir. Sonuç olarak, eser element olan Mn'nin aşırı dozlarının fizyolojik, sitogenetik, biyokimyasal ve anatomik toksisiteye neden olduğu ve A. cepa test materyalinin ise bu toksisitenin belirlenmesinde güvenilir bir biyo-indikatör olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, the toxicity induced by excessive doses of manganese (Mn), which is one of the essential trace elements for the continuation of the metabolic activities of the organisms, was investigated with the help of the Allium test. Toxicity was investigated with the help of physiological (percent germination, root length, weight gain), cytogenetic (mitotic index=MI, micronucleus=MN, chromosomal abnormalities), biochemical (malondialdehyde=MDA, superoxide dismutase=SOD, catalase=KAT) and anatomical (root tip meristematic cell damage) parameters. Allium cepa L. bulbs were divided into four groups as one control and three treatments. The control group was germinated with tap water, and the treatment groups were germinated with 250, 500 and 1000 µM doses of Mn. The germination process was continued for 72 hours without interruption. At the end of the period, the root tips were collected, washed in distilled water and made ready for microscopic and spectrophotometric analyzes with the help of routine preparation techniques. As a result, the highest germination percentage, root length, weight gain and MI, and the lowest MN frequency, chromosomal damage numbers, MDA level, SOD and CAT enzyme activities were determined in the control group (group I). Depending on the dose, Mn exposure caused a decrease in physiological parameter values and an increase in cytogenetic (except MI) and biochemical parameter values. Mn exposure induced chromosomal abnormalities such as fragment, sticky chromosome, vagrant chromosome, unequal distribution of chromatin and bridge in root tip meristem cells, and anatomical damages such as epidermis cell damage, flattened cell nucleus, cortex cell damage and cortex cell wall thickening. As a result, it has been determined that excessive doses of the trace element Mn cause physiological, cytogenetic, biochemical and anatomical toxicity and A. cepa test material is a reliable bio-indicator in determining this toxicity.