Klor dioksitin buğday (Triticum aestivum L.) bitkisinin fizyolojik,  biyokimyasal ve moleküler süreçleri üzerine etkisi
Effect of chlorine dioxide on physiological, biochemical and molecular processes of wheat (Triticum aestivum L.)
Yazar: ZEYNEP SEZER
Danışman: PROF. DR. NEVZAT ESİM ; DOÇ. DR. UĞUR ÇAKILCIOĞLU
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada; farklı konsantrasyonlardaki klor dioksitin CIO2 (50, 100, 250,500 ve 1000 mg/L) Gerek 79 ve kızıltan buğday (Triticium aestevum L.)   çeşitlerinin kök ve gövdeleri üzerine fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler etkileri araştırılmıştır. Yapılan ön çalışmalardan sonra tüm parametrelerde 50 ve 100 mg/L CIO2 konsantrasyonları kullanılmıştır. Fizyolojik incelemeler ile bitkilerde oluşan çimlenme oranı, kök ve gövde uzunluğu ve yaş-kuru ağırlık oranları incelenmiştir. Biyokimyasal parametreler olarak lipit peroksidasyon oranı (MDA), reaktif oksijen türleri (H2O2, O2.-), antioksidan enzim aktiviteleri, α-amilaz enzim aktivitesi, element analizi (Na+,K+), moleküler parametre olarak ise SDS-PAGE analizleri incelenmiştir. Kullanılan CIO2 konsantrasyonları bitkilerin fizyolojik parametreleri üzerine herhangi bir inhibisyona neden olmamıştır. MDA miktarının her iki çeşidin köklerinde azalırken gövde de artmıştır. H2O2 miktarı Gerek 79 çeşidinin köklerinde değişmemiş gövde kısmında ise azalırken, kızıltan çeşidinin her iki kısmında da azalmıştır. O2.-. miktarı ise her iki çeşidin kök ve gövde kısımlarında artış göstermiştir. Her iki bitki çeşidinde α-amilaz ve peroksidaz (POD) enzimlerinin aktivitesi azalmıştır, süperoksit dismutaz (SOD) enziminde ise artış olmuştur. Katalaz (CAT) enziminde ise çeşit ve bitki kısmına da bağlı olarak bazı konsantrasyonlarda artış bazı konsantrasyonlarda ise azalma olmuştur.  Element analizleri için Na/K miktarlarına bakılmıştır ve Na/K dengesinin korunduğu anlaşılmıştır. Hücresel protein analizleri için SDS-PAGE yöntemi kullanılmıştır ve her iki çeşitte de yeni bantlar oluşmuş, kızıltan çeşidinin gövde kısmında bantlar daha da belirginleşmiştir. Tüm bu sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde ClO2'nin kullanılan konsantrasyonları buğday bitkisinde önemli bir inhibisyona neden olmadığı hatta fizyolojik parametrelerde iyileştirmeler yapmıştır.

Anahtar Kelimeler: Klor dioksit, buğday, oksidatif hasar, antioksidan enzimler, reaktif oksijen türleri, SDS-PAGE.

Abstract:
In this study; the physiological, biochemical and molecular effects of different concentrations (50, 100, 250, 500 and 1000 mg/L) of chlorine dioxide (CIO2) on the roots and stems of Gerek-79 and Kızıltan varieties of wheat (Triticium aestevum L.) plants were investigated. After the preliminary studies, 50 and 100 mg/L CIO2 concentrations were used in all parameters. Germination rate, root and stem length and fresh-dry weight ratios of plants were investigated as physiological examinations. Biochemical parameters such as lipid peroxidation rate (MDA), reactive oxygen species (H2O2, O2-.), antioxidant enzyme activities (SOD, POD, CAT), α-amylase enzyme, elemental analysis (Na+,K+) and SDS-PAGE as molecular parameter analyzes were examined. The CIO2 concentrations used did not cause any inhibition on the physiological parameters of the plants. The amount of MDA decreased in the root part of both cultivars but increased in the stem. While the amount of H2O2 did not change in the root part of Gerek variety, it decreased in the stem, it decreased in both the root and the stem of the Kızıltan variety. The amount of O2-. Increased in the root and stem parts of both varieties. In both cultivars, the activity of α-amylase and POD enzymes decreased, while there was an increase in SOD enzyme. In CAT enzyme, there was an increase in some concentrations and a decrease in some concentrations. For element analysis, Na/K amounts were checked and it was understood that the Na/K balance was preserved. SDS-PAGE method was used for cellular protein analysis and new bands were formed in both plants, and the bands became more evident on the stem part of the Kızıltan variety. When all these results are evaluated together, ClO2 did not cause a significant inhibition in wheat plant and even improved physiological parameters.


Keywords: Chlorine dioxide, wheat, oxidative damage, antioxidant enzymes, reactive oxygen species, SDS-PAGE.