Kurşun ve çinko metallerinin Hordeum vulgare L. cv. "Tarm" (Arpa) ve Raphanus sativus L. (Beyaz turp) tohumlarının çimlenmesine ve fide aşamasındaki yaprakların bazı anatomik, morfolojik ve fizyolojik özelliklerine etkileri
The effects of lead and zinc metals on Hordeum vulgare L. cv. "Tarm" (Barley) and Raphanus sativus L. (White radish) seed germination and leaves' some anatomical, morphological and physiological properties on seedling stage
Yazar: ASLIHAN CESUR
Danışman: PROF. DR. KUDRET KABAR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Anatomi = Anatomy ; Botanik = Botany ; Fizyoloji = Physiology

Özet:
Bu araştırmada çinko [Zn(NO3)2.4H2O] ve kurşunun [Pb(NO3)2] Hordeum vulgare L. cv. "Tarm" (arpa) ve Raphanus sativus L. (beyaz turp) tohumlarının çimlenmesi ve çimlenme sonrası oluşan fideciklerin 25±1?C sabit sıcaklık ve devamlı 8.000 lux ışık şiddeti, %60±5 nem koşullarındaki büyüme odasına transferinden 21 gün sonraki büyüme parametreleri ile yaprak anatomilerine ilişkin etkileri incelenmiştir.Çinko ve kurşun, özellikle de kurşun, her iki türde çimlenmeyi geciktirmiş ve engellemiştir. Çimlenmenin gecikmesi başta olmak üzere bu etkiler R. sativus L.?da daha dikkat çekici olmuştur. Atipik çimlenme yüzdeleri kıyaslandığında; H. vulgare L. fidecikleri R. sativus L.?a nazaran daha duyarlı davranmış, H. vulgare L. fideciklerinde özellikle de kurşun muamelesinde atipik çimlenmeler düşük seviyelerde dahi belirgin bir şekilde artmıştır. Her iki türün fideciklerinde de ağır metaller radikula çıkışını gövdecik (koleoptil/hipokotil) çıkışına göre daha fazla engellemiş ve her iki türde de taze ağırlığı azaltmıştır. Ağır metal her iki türde de taze ağırlık değerlerini düşürmüş fakat kuru ağırlıklarda istatistiksel anlamda bir farklılık görülmemiştir. Taze ağırlık değerlerindeki düşüşler nedeniyle su içerikleri azalmıştır. H. vulgare L.?de bu hassasiyetin R. sativus L.?a nazaran daha belirgin olduğu gözlenmiştir.
Fideciklerin büyüme odasına transferinden 21 gün sonra, çinko H. vulgare L. fidelerinin taze ağırlıklarını kontrole göre azaltırken; kurşun yer yer artışa sebep olmuştur. R. sativus L.?da ise taze ağırlıklar her iki ağır metal etkisi ile düşmüştür. H. vulgare L. fidelerinin kuru ağırlığında çinko azalışa sebep olurken, çinkonun aksine kurşun tüm konsantrasyonlarda artışa neden olmuştur. R. sativus L.?da ise her iki ağır metal etkisiyle kuru ağırlık kontrole göre dalgalı bir seyir izlemiştir. Ağır metal ortamında H. vulgare L.?nin fide su içeriği %?si kontrole göre düşerken, R.sativus L.?da dalgalı şekilde artışlar ve azalmalar gözlenmiştir. Ağır metaller her iki türde kök ve gövdeyi önemli derecede kısaltmış ve bu etkiyi R. sativus L.?da daha belirgin bir şekilde göstermiştir. Ağır metaller her iki türde de genellikle yaprak yüzey alanını küçültmüştür. Yaprakta taze ve kuru ağırlıklar ile yaprak su içeriği yüzdeleri her iki türde de genellikle ağır metal etkisiyle azalmıştır. H. vulgare L.?ye kıyasla R. sativus L. yapraklarında su içeriği %?si ağır metallere karşı daha duyarlı bulunmuştur.
Stoma sayısı, stoma indeksi, stoma genişliği ve stoma uzunluğu parametreleri H.vulgare L. fidelerinde genellikle ağır metallere karşı benzer tepkiler vermiştir: stoma sayısı, çinko ve kurşun ortamlarında neredeyse tüm yaprak yüzeylerinde, çinko ortamındaki yaprak alt yüzeyi hariç, kontrole göre genellikle dalgalı seyir izlemiştir. Her iki ağır metal de stoma indeksinde hem üst hem alt yüzeyde düşüşe neden olmuştur. Stoma genişliği ve stoma uzunluğu, çinko ortamındaki yaprak alt yüzeyi stoma uzunluğu hariç, çinko ve kurşun etkisinde geri kalan tüm yaprak yüzeylerinde kontrole göre dalgalı sonuçlar ortaya koymuştur. R. sativus L. fidelerinin bahsi geçen parametreleri çinko ve kurşun ortamlarında H. vulgare L.?ye nazaran farklı tepkiler vermiştir: stoma sayısı, çinko ve kurşun varlığında alt yüzeylerde genel olarak düşerken, üst yüzeylerde çinko ortamında dalgalı, kurşun ortamında ise 4 mM?dan itibaren artışlar şeklindedir. Stoma indeksi ise çinko ortamında her iki yüzeyde de azalış gösterirken, kurşun varlığında her iki yüzeyde de dalgalı bir seyir izlemiştir. 
Stoma genişliği her iki yüzeyde, çinko ortamında genel olarak düşüş gösterirken, kurşun varlığında dalgalı bir seyir izlemiştir. Stoma uzunluğu çinko ortamında üst yüzeyde dalgalı bir seyir izlerken alt yüzeyde genellikle artmıştır. Kurşun varlığında stoma uzunluğunda ise üst yüzeyde düşüş olurken alt yüzeyde dalgalı bir seyir gözlenmiştir. Çinkonun her iki türde meydana getirdiği tek ortak etki stoma indeksini hem alt hem de üst yüzeyde azaltmasıdır. Epidermis hücre sayısı, epidermis hücre genişliği, epidermis hücre uzunluğu, yaprak kalınlığı ve iletim demetleri arası mesafe  parametreleri her iki türde de çinko ve kurşun ortamlarında benzer tepkiler vermiştir: Ağır metaller, epidermis hücre sayısında her iki türün üst yüzeylerinde artışa sebep olurken, H. vulgare L.?nin alt yüzeylerinde artışa, R. sativus L.?un alt yüzeylerinde ise azalmaya sebep olmuşlardır. Her iki türde de ağır metaller etkisiyle epidermis hücre genişliği değerleri yaprağın her iki yüzeyinde de azalmıştır. Çinko ortamında her iki türde de epidermis hücre uzunluğunda düşüşler gözlenirken, Kurşun ortamında, H. vulgare L. üst yüzey epidermis hücre uzunluğu haricinde, dalgalanmalar gözlenmiştir. Her iki ağır metal de H. vulgare L.?de yaprak kalınlığı değerlerinde düşüşe neden olurken, R. sativus L.?da genel olarak dalgalı sonuçlara neden olmuştur. Her iki türde de iletim demetleri arası mesafe çinko ve kurşuna benzer tepkiler vermiş ve azalmıştır.

Abstract:
In this work, the effects of various concentrations of zinc [Zn(NO3)2.4H2O] and lead[Pb(NO3)2] on the germination of barley (Hordeum vulgare L. cv. "Tarm") and whiteradish (Raphanus sativus L.) seeds and on the various anatomical particularities of leaves and some growth parameters of the seedlings grown for 21 days in growth chamber under conditions of 25±1ºC constant temperature, continuous fluorescent light (8.000 lux) and 60%±5 moisture were studied.
Zinc and lead, particularly lead, delayed germination and inhibit growth of the both species. These effects, mainly delayed germination, were remarkable on R.sativus L.. When the the percentages of atypical germination was compared; H. vulgare L. was more sensitive than R. sativus L.. Atypical germination of H. vulgare L. seeds increased markedly, especially at treatment of lead, even at low levels of heavy metals. The heavy metals prevented radicle output more than plumule (coleoptile/hypocotyl) output and decreased fresh weight in seedlings of both species. The effect of heavy metal decreased fresh weight values in both species but no statistically significant difference was observed in dry weights. Due to the fresh weights were decreased, the water content values of the both species were decreased. H. vulgare L. seeds were sensitive to the heavy metal than R. sativus L. seeds. At the end of growth period of 21 days after transfer of the seedlings from germinated seeds to the growth chamber; zinc decreased fresh weights in H. vulgare L. seedling compared to the control, lead led to increase the fresh weights in some concentrations. The fresh weights in R. sativus L. were decreased by the both heavy metal. Zinc led to decreased dry weights of H. vulgare L. seedlings on the contrary
lead led to an increase of H. vulgare L. seedlings? dry weight in all of lead concentrations. 
It was fluctated on dry weights of R. sativus L. compared to the control by the effect of both heavy metals. The percentage of water content in H.vulgare L. seedlings were decreased compared to the control, in R. sativus L. seedlings were fluctuated increases/decreases was observed in the heavy metal medium. Heavy metals reduced significantly root and stem elongation of the both species, these effects were shown more apparent in R. sativus L.. In general the heavy metals led to decrease of leaf area in the both species. The fresh and dry weights of leaves and the percentages of leaf water content were decreased generally by the heavy metal effect in the both species. The percentages of water content of R.sativus L. leaves were more sensitive than H. vulgare L. to the both heavy metals. As some anatomical investigations of leaf anatomy; the number of stomata, stomatal index, the width and length of stomata parameters of H. vulgare L. seedlings often gave similar responses to heavy metals. The numbers of stomata almost all the leaf
surfaces in zinc and lead medium, except the lower surface of leaf in zinc media, was usually followed fluctuating compared to the control. Both heavy metal caused a decrease on stomatal index in both upper and lower surfaces. The width and length of the stoma, except leaf stomata length in zinc media, excluding the lower surface, remaining leaf surfaces under the effect of zinc and lead led to fluctuations compared to the control. Mentioned parameters of R. sativus L. seedlings had different reactions than H. vulgare L. in zinc and lead medium: while the number of stomata,
in the presence of zinc and lead, descreased in general in the lower surfaces, fluctuated in the upper surfaces in zinc media and increased upwards from 4 mM in lead media. 
While both surface?s stomatal index decreased in zinc medium, fluctuated in lead medium. The width of stoma; generally decreased in zinc medium, fluctuated in the presence of lead in the both surfaces. While the lenght of stoma in
zinc medium; fluctuated in the upper surface, usually increased in the lower surface. The lenght of stoma in the presence of lead, reduction in upper surface, fluctuating in lower surface was observed. The only common effect of zinc that reduced stomatal index of both species in the both lower and upper surface. The numbers?, widths and lengths of the epidermis cells, leaf thickness and distance between vascular bundles gave similar responses to zinc and lead mediums in the both species: While heavy metals led to increase of the epidermis cells on the upper surfaces of the both species,
caused an increase on H. vulgare L. and a decrease on R. sativus L.?s lower surface. The lengths of epidermis cells were decreased on the both surfaces of both species by effect of the heavy metals. While decreases of epidermis cell?s length was observed in the both species in zinc medium, fluctuations were observed in lead medium, except the lenght of epidermis cell on H. vulgare L.?s upper surface. While the both heavy metals caused a decrease in leaf thickness of H. vulgare L., they generally led fluctuating results in the R. sativus L. leaves. The both species? distance between
vascular bundles gave similar responses to zinc and lead and they decreased.