Doku kültürü teknikleri ile çoğaltılan Ceratophyllum demersum L. tarafından arsenik ve civanın uzaklaştırılması üzerine ışık yayan diyotların etkileri
The effects of light emitting diodes on the removal of arsenic and mercury by Ceratophyllum demersum L. propagated with tissue culture techniques
Yazar: KÜBRA UĞUR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET DOĞAN
Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Hidrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Hidrobiyoloji = Hydrobiology ; LED ışığı = LED lights ; Moleküler biyoloji = Molecular biology ; Sürdürülebilir çevre = Sustainable environment

Özet:
Bu çalışmada, doku kültürü teknikleri ile çoğaltılan Ceratophyllum demersum L. tarafından arsenik (As) ve civanın (Hg) uzaklaştırılması üzerine ışık yayan diyotların (LED) etkileri araştırılmış ve metal toksisitesi altındaki bitkilerin biyokimyasal ve fizyolojik parametleri incelenmiştir. Doku kültürü çalışmaları için C. demersum'un boğum eksplantları, Murashige ve Skoog (MS) basal tuz ve vitaminleri ve %3 sükroz içeren kültür ortamına aktarılmıştır. Besin ortamına bitki büyüme düzenleyici olarak 1,0 mg/L Benzilaminopurin (BAP) ilave edilmiştir. İn vitro çoğaltılan bitkiler, dış koşullara başarılı şekilde alıştırıldıktan sonra fitoremediasyon çalışmalarına geçilmiştir. Fitoremediasyon deneylerinde As (0, 0,01, 0,1 ve 1,0 mg/L) ve Hg (0, 0,002, 0,02 ve 0,2 mg/L) kullanılmıştır. As için Na2HAsO4·7H2O ve Hg için HgCl2 kimyasalları tercih edilmiştir. Uygulama süresi 1, 7, 14 ve 21 gün olarak belirlenmiştir. Fitoremediasyon çalışmalarında beyaz, kırmızı ve mavi LED'ler ve beyaz flouresan ışık kullanılmıştır. Tüm denemeler sonunda bitkilerdeki As ve Hg içerikleri, biyokonsantrasyon faktörü, taze ve kuru ağırlıkları, fotosentetik pigment içerikleri, protein içerikleri ve lipit peroksidasyonları incelenmiştir. Ağır metal konsantrasyonu ve uygulama süresi arttıkça bitkilerde biriken metal seviyeleri artmıştır. En yüksek ağır metal birikim seviyesi kırmızı LED ışık altında, en düşük birikim seviyesi beyaz flouresan ışık altında belirlenmiştir. Sonuçlar, kırmızı ve mavi LED ışıkların fotosentetik pigment içeriği, protein içeriği ve lipit peroksidasyonu bakımından daha iyi sonuçlar verdiğini ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, ileride bitkiler ile yürütülecek fitoremediasyon çalışmalarına yeni bir katkı sunabilir.

Abstract:
In this study, the effects of light emitting diodes (LED) on the removal of arsenic (As) and mercury (Hg) by Ceratophyllum demersum L. propagated by tissue culture techniques were investigated and the biochemical and physiological parameters of the plants under metal toxicity were examined. For tissue culture studies, nodal explants of C. demersum were transferred to culture medium containing Murashige and Skoog (MS) basal salts and vitamins and 3% sucrose. 1.0 mg/L 6-Benzylaminopurine (BAP) was added to the nutrient medium as a plant growth regulator. After the in vitro propagated plants were successfully acclimatized to external conditions, phytoremediation studies were started. As (0, 0.01, 0.1 and 1.0 mg/L) and Hg (0, 0.002, 0.02 and 0.2 mg/L) were used in phytoremediation experiments. Na2HAsO4·7H2O for As and HgCl2 for Hg were preferred. The application period was determined as 1, 7, 14 and 21 days. In phytoremediation studies, white, red and blue LEDs and white fluorescent light were used. At the end of all trials, As and Hg contents in the plants, bioconcentration factor, fresh and dry weights, photosynthetic pigment contents, protein contents and lipid peroxidations were investigated. As the heavy metal concentration and application time increased, the metal levels accumulated in the plants increased. The highest heavy metal accumulation level was determined under red LED light and the lowest accumulation level was determined under white fluorescent light. The results revealed that red and blue LED lights gave better results in terms of photosynthetic pigment content, protein content and lipid peroxidation. These results may provide a new contribution to phytoremediation studies to be carried out with plants in the future.