Allium cepa L. (Amaryllidaceae)'da potasyum bromatın potansiyel toksik etkilerinin araştırılması
Investigation of the potential toxic effects of potassium bromate in Allium cepa L. (Amaryllidaceae)
Yazar: GÖKÇE YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. KÜLTİĞİN ÇAVUŞOĞLU
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics

Özet:
Çeşitli endüstrilerde farklı amaçlarla kullanılan katkı maddeleri pek çok sağlık ve çevre sorunlarını da beraberinde getirmektedir. Bu sorunların çözümü oldukça zaman alıcı ve maliyetlidir. Bununla birlikte ikincil sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu nedenle katkı maddelerini kullanmadan önce yapılacak toksisite testleri ön plana çıkmakta ve bu testlerle oluşabilecek sorunlar ön görülebilmektedir. Bu noktadan hareketle, bu çalışmada gıda sektöründe özellikle ekmek üretiminde kullanılan ve insanlara beslenme yoluyla kontamine olan Potasyum bromat'ın (KBrO3) toksik etkileri Allium cepa L. model sistemi üzerine test edilmiştir. Doza bağlı toksik etkiyi araştırabilmek için 25, 50 ve 100 mg/L dozlarında KBrO3 kullanılmıştır. Toksik etki fizyolojik, sitogenetik, biyokimyasal ve anatomik parametreler kullanılarak değerlendirilmiş ve doza bağlı olarak ciddi hasarlar tespit edilmiştir. Sitogenetik parametre olarak test edilen mikronukleus (MN) ve kromozomal anormallik sıklığının 100 mg/L KBrO3 uygulanan grupta kontrol grubuna kıyasla oldukça yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca bu grupta mitotik indeks (MI) yüzdesinin oldukça azaldığı da tespit edilmiştir. KBrO3 uygulama gruplarında fragment ve yapışkan kromozom oluşumları en sık rastlanan kromozomal anormallik türleridir. Lipid peroksidasyonu göstergesi olan malondialdehit (MDA) düzeyeninin KBrO3 uygulama dozu arttıkça arttığı ve 10 µmol/g FW oranı ile maksimum düzeye ulaştığı tespit edilmiştir. KBrO3 tarafından indüklenen lipid peroksidasyonuna karşı antioksidan enzimlerden katalaz (KAT) ve süperoksit dismutaz (SOD) aktivitelerinin de değiştiği saptanmıştır. Fizyolojik, sitogenetik ve biyokimyasal değişimlerle birlikte A. cepa kök hücrelerinde anatomik değişimlerde saptanmıştır. KBrO3 uygulamasına karşı özellikle nekroz, hücre deformasyonu, yassılaşmış hücre çekirdeği, korteks hücrelerinde madde birikimi ve hücre duvarı kalınlaşması gibi anatomik değişimler saptanmıştır ve bu değişimlerin 100 mg/L KBrO3 dozunda maksimum düzeye ulaştığı tespit edilmiştir. Sonuç olarak, KBrO3 uygulamasının ökaryotik model bir canlı olan A. cepa hücrelerinde çeşitli toksik etkilere ve anatomik değişimlere neden olduğu ve bu etkilerin doza bağımlı olarak değiştiği tespit edilmiştir.

Abstract:
Additives used in various industries for different purposes bring many health and environmental problems. The solution of these problems is very time-consuming and costly. However brings with secondary problems. Therefore, the application of toxicity tests before using the additives and chemicals come to the fore and the problems that may arise can be predicted with these tests. In this study, the toxic effects of Potassium bromate (KBrO3) which is used in food sector especially in bread production and contaminated to humans by nutrition were tested on Allium cepa L. model system. KBrO3 was investigated at doses of 25, 50 and 100 mg/L in order to investigate the toxic effect and dose relationship. The toxic effect was evaluated using physiological, cytogenetic, biochemical and anatomical parameters and serious damages were determined depending on the dose. The frequency of micronucleus (MN) and chromosomal abnormalities tested as cytogenetic parameters was found to be significantly higher in 100 mg/L KBrO3 treated group compared to the control group. In addition, mitotic index (MI) percentage was significantly decreased in this group. Fragment and sticky chromosome formation are the most common types of chromosomal abnormalities in KBrO3 application groups. It was found that malondialdehyde (MDA) level, which is an indicator of lipid peroxidation, increased with increasing KBrO3 application dose and reached maximum level with a rate of 10 µmol/g FW. Catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD) activities as antioxidant enzymes were also found to be altered against KBrO3-induced lipid peroxidation. Physiological, cytogenetic and biochemical changes as well as anatomical changes in A. cepa root tissue were detected. Anatomical changes such as necrosis, cell deformation, flattened cell nucleus, substance accumulation and cell wall thickening in cortex cells were determined against KBrO3 application, and it was found that these changes reached maximum levels at 100 mg/L KBrO3 dose. As a result, it has been found that KBrO3 application causes various toxic effects and anatomical changes in A. cepa cells which is a eukaryotic model organism and these effects are dose dependent.