Biyojenik çinko nanopartikülün farklı buğday türlerinde çimlenme üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of biogenic zinc nanoparticles on germination in different wheat species
Yazar: YÜKSEL DURAKLI
Danışman: DOÇ. DR. ELİF YÜZBAŞIOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
Bu tez çalışmasında bitki metabolizmasında yer alan mikro elementlerden biri olan çinkonun nanopartikül formunun farklı buğday türlerinde çimlenme üzerine etkisi incelenmiştir. Çinko nanopartikülünün sentezi, çevre dostu, güvenli ve biyolojik temele dayalı bir yöntem olan yeşil sentez yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. 
Farklı konsantrasyonlara sahip ZnO-NP priming yöntemi ile siyez (Triticum monococcum, 2n=2x=14), kavılca (Triticum dicoccum, 2n=4x=28) ve ekmeklik buğday (Triticum aestivum, 2n=6x=42) tohumlarına uygulanmıştır. Yapılan ön çalışmalar ile nano-priming süresi 18 saat, kurutma işlemi ise 48 saat olarak belirlenmiştir. Petri kaplarına ekilen tohumlar belirli şartlar altında bitki büyütme kabininde çimlenmeye bırakılmış ve ekimin 7. gününde fideler hasat edilmiştir. ZnO nanopartikülünün buğday tohumlarının çimlenmesi üzerine morfolojik ve fizyolojik etkileri incelenmiştir. Aynı zamanda bitkilerin kök ve gövdelerinden klorofil ve total protein miktarı, hidrojen peroksit (H2O2) içeriği ve lipid peroksidasyonunun son ürünü olan malondialdehit (MDA) içeriği, çimlenme sürecinde önemli olan antioksidan enzimlerden katalaz (CAT) ve peroksidaz (POD) aktivitesi belirlenmiştir.
Bu tez çalışmasının sonuçları incelendiğinde, yeşil sentez yöntemiyle üretilen 15-18 nm büyüklüğündeki biyojenik çinko nanopartiküllerinin siyez, kavılca ve ekmeklik buğdayda bir dizi önemli etkiye sahip olduğu görülmüştür. Bu etkiler arasında çimlenme, tohum gelişimi, bitki büyüme ve gelişimi, biyokütle artışı, kök ve sürgün gelişimi, klorofil ve protein sentezi gibi temel fizyolojik süreçlerde artış sağlanması yer alırken, aynı zamanda lipid peroksidasyonunu azaltma ve oksidatif stresin yönetimini iyileştirme gibi koruyucu mekanizmaları harekete geçirdiği gözlemlenmiştir. Bu çalışma, nanoteknolojinin tarımsal uygulamalarına yeni bir potansiyel sunmuştur.

Abstract:
In this study, the effect of zinc, one of the microelements involved in plant metabolism, in nanoparticle form on germination in different wheat species was examined. The synthesis of zinc nanoparticle was carried out by the green synthesis method, which is an environmentally friendly, safe and biologically based method.
ZnO-NPs with different concentrations were applied to einkorn (Triticum monococcum, 2n=2x=14), kavılca (Triticum dicoccum, 2n=4x=28) and bread wheat (Triticum aestivum, 2n=6x=42) seeds by priming method. With the preliminary studies, the nano-priming duration was determined as 18 hours and the drying process was determined as 48 hours. The seeds planted in Petri dishes were allowed to germinate in the plant growth chamber under certain conditions, and the seedlings were harvested on the 7th day of planting. The morphological and physiological effects of ZnO nanoparticle on germination of wheat seeds were examined. At the same time, the amount of chlorophyll and total protein in the roots and stems of plants, the content of hydrogen peroxide (H2O2), which is a free oxygen radical, and the content of malondialdehyde (MDA), which is the end product of lipid peroxidation, and the activity of catalase (CAT) and peroxidase (POD), which are antioxidant enzymes that are important in the germination process has been determined.
When the results of this study were examined, it was seen that 15-18 nm biogenic zinc nanoparticles produced by the green synthesis method had a number of important effects on einkorn, kavılca and bread wheat. While these effects include an increase in basic physiological processes such as germination, seed development, plant growth and development, biomass increase, root and shoot development, chlorophyll and protein synthesis, it has also been observed that it activates protective mechanisms such as reducing lipid peroxidation and improving the management of oxidative stress.  This study offers new potential for agricultural applications of nanotechnology.