Sıcaklık stresi altında çimlendirilen Vicia faba L. cv. Eresen- 87 tohumlarında mitotik indeks, hücre döngüsü ve kromozom davranışları üzerine kimyasal gübrelerin etkileri
Effects of chemical fertilizers on mitotic index, cell cycle and chromosome behaviors in Vicia faba L. cv. Eresen- 87 seeds germinated under temperature stress
Yazar: SİĞNEM ÖNEY
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELMA TABUR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
Bu çalışmada gerek optimum (20°C) gerekse düşük (4°C) ve yüksek (30°C) sıcaklık stresi altında çimlendirilen Vicia faba cv. Eresen- 87 (syn. Faba vulgaris) tohumlarının kök uçlarında mitotik indeks, hücre döngüsü ve kromozom davranışları üzerine kimyasal gübrelerin etkileri araştırılmıştır.Saf su ortamında ve sıcaklık stresleri altında çimlendirilen Vicia faba tohumlarından elde edilen sonuçlar:Optimum sıcaklık olan 20°C'de saf su ortamında çimlendirilen Vicia faba tohumlarının mitotik indeks değerinin, düşük ve yüksek sıcaklıkta saf su ortamında çimlendirilen tohumların mitotik indeks değerlerinden yüksek olduğu tespit edilmiştir. Düşük ve yüksek sıcaklık stresi mitotik aktiviteyi olumsuz etkilemiş ve hücre bölünmesini baskılamıştır.Saf su ortamında çalışılan tüm sıcaklık dereceleri içerisinde hücre döngüsü periyodu üzerinde en olumlu etkiyi en yüksek G2/M fazı yüzdesi ile 20°C optimum sıcaklıkta çimlendirilen V. faba tohumları göstermiştir. Düşük ve yüksek sıcaklık hücre bölünmesini azaltarak hücrede quiescence durumunda bulunan hücre sayısının artmasına neden olmuştur.Saf su ortamında çimlendirilen V. faba tohumlarının kromozomlarında, çalışılan sıcaklık derecelerinin hiçbirinde herhangi bir anormallik gözlenmemiş ve mitotik safhaların tümü normal olarak belirlenmiştir.Farklı konsantrasyonlardaki amonyum sülfat ve potasyum sülfat uygulamalı ortamda sıcaklık stresleri altında çimlendirilen Vicia faba tohumlarından elde edilen sonuçlar:Amonyum sülfat ve potasyum sülfatın 50 µM'lık konsantrasyonları sıcaklık stresinin mitotik indeks üzerindeki olumsuz etkisini hafifletmede başarılı olmuştur. 50 µM'lık konsantrasyonların, hem düşük (4?C) hem de yüksek (30?C) sıcaklıkta kontrol gruplarına eşdeğer ya da daha yüksek bir mitotik indeks değerine sahip oldukları tespit edilmiştir. Yüksek ve düşük sıcaklık stresini indirgeme başarısı bakımından amonyum sülfat gübresi potasyum sülfat gübresine oranla daha olumlu etki göstermiştir.Hücre döngüsü üzerine amonyum sülfat ve potasyum sülfatın 50 µM'lık konsantrasyonları düşük ve yüksek sıcaklıkta en olumlu etkiyi göstermişlerdir. 50 µM'lık konsantrasyon sıcaklık stresinin mitotik aktivite üzerindeki olumsuz etkisini ortadan kaldırmak ya da azaltmak suretiyle hücre bölünmesini arttırmış ve 4?C ile 30?C'de kendi grupları içerisinde en yüksek G2/M fazı yüzdesi elde edilmiştir.Tüm sıcaklık derecelerinde kimyasal gübrelerin konsantrasyon artışına paralel olarak kromozom anormallik yüzdesi önemli ölçüde artmıştır. En yüksek konsantrasyon olan 1000 µM'lık konsantrasyonlar en yüksek kromozom anormalliği yüzdesini göstermiştir. Ayrıca tüm sıcaklık derecelerinde yapılan sitolojik incelemeler sonucunda mikronükleus, sarmalanamamış kromozomlar, yapışık kromozom oluşumu, düzensiz anafaz, anafaz ve telofaz köprüsü ile geri kalan kromozom şeklinde çok farklı tipte ve yüksek oranlarda kromozom anormalliklerine rastlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Amonyum Sülfat, Hücre Döngüsü, Kromozom Davranışları, Mitotik Aktivite, Potasyum Sülfat, Sıcaklık Stresi, Vicia faba (syn. Faba vulgaris).

Abstract:
In this work, the effects of chemical fertilizers on mitotic index, cell cycle and chromosome behaviors in root tips of Vicia faba cv. Eresen- 87 (syn. Faba vulgaris) seeds germinated under both optimal (20°C) and low (4°C) and high (30°C) temperature stresses were investigated.The results obtained in distilled water and under temperature stresses:It was determined that the mitotic index value of V. faba seeds germinated under the optimal temperature (20°C) in distilled water was higher than mitotic index value of seeds germinated under low and high temperature. Low and high temperature stress had negative effect on mitotic activity and the cell division was repressed.Considering all of the temperatures studied, V. faba seeds germinated at 20°C having the highest G2/M phase percentage showed the most positive effect on cell cycle period in distilled water. The cell division was decreased in low and high temperatures. Therefore, the cell numbers being quiescense increased.It was not observed chromosome abnormalities in V. faba seeds germinated in distilled water and the temperature degrees mentioned above. All mitotic phases were normal.The results obtained in different concentrations of ammonium sulphate and potassium sulphate and under temperature stresses:50 µM consentrations of ammonium sulphate and potassium sulphate were successful in alleviating the negative effects of temperature stress on mitotic index. It was determined that mitotic index value of the 50 µM consentrations were equal to or higher than those of the control groups both at low (at 4?C) and high (at 30?C) temperatures. In reduction of the low and high temperature stresses, ammonium sulphate was consistently more effected than potassium sulphate.50 µM consentrations of ammonium sulphate and potassium sulphate showed the most possitive effect on cell cycle at low and high temperatures. 50 µM consentration of each chemical fertilizer increased the cell division, removing or decreasing negative effects of temperature stress on mitotic activity. Compered with their own groups, the highest G2/M phase percentage was obtained at 4?C and 30?C in this concentration.In parallel with chemical fertilizer concentrations rise, the percentage of chromosome abnormalities significantly increased at all temperatures. The highest chromosome abnormality percentage was found at 1000 µM concentrations. Furthermore, as a result of cytological studies, it was observed a lot of chromosome abnormalities in various types and high rates such as micronuclei, uncoiling chromosome, adherent chromosome, disorderly anaphase, anaphase and telophase bridges and lagging chromosomes at all temperatures.Key Words: Ammonium Sulphate, Cell Cycle, Chromosome Behaviours, Mitotic Activity, Potassium Sulphate, Temperature Stress, Vicia faba (syn. Faba vulgaris).