Sanayi bölgelerinde yetişen bazı hiperakümülatör bitkilerin metal içerikleri ile histidin düzeyleri arasındaki ilişkinin incelenmesi
Investigation of correlation between histidine levels and metal concentrations of some hyperaccummulator plants grown around industrial area
Yazar: ŞÜKRAN AKKUŞ ÖZEN
Danışman: PROF. DR. MEHMET YAMAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÖZETBazı bitkiler, yaprak ve dal gibi toprak üstü dokularına zarar vermeden, metallerin yüksek konsantrasyonlarını toplayabilirler. Hiperakümülatör olarak adlandırılan bu bitkilerde, metallerin tutma mekanizmalarının histidin, sistin ve sitrat gibi ligandlarla ilgili olabileceği belirtilmiştir.Bu çalışmanın amacı, literatürde hiperakümülatör olarak belirtilen bitkilerdeki metal ve histidin konsantrasyonları arasındaki ilişkiyi araştırmaktır. Bu amaçla, Gaziantep ve Bursa sanayi bölgeleri ile kontrol bölgelerinden toplanan hiperakümülatör potansiyeline sahip karaçam (Pinus nigra L), zakkum (Nerium oleander L.), yalancı akasya (Robinia pseudoacacio L), asma (Vitis vinifera L.), dut (Morus L.), çınar (Platanus L.), ceviz (Juglans regia L.), iğde (Angustifolia L.), kavak ağacı (Populus nigra L.), mavi servi (Cupressus arizonica L.) bitkilerindeki Pb, Cd, Ni ve Cu konsantrasyonları ICP-MS ve histidin miktarları HPLC-MS ile tayin edildi. HPLC-MS ile histidin tayini için yapılan optimizasyon çalışmalarından, optimum akış hızının 0.2 mL/dk, fragmentasyon voltajının 70 V, enjeksiyon hacminin 15 µL ve kolon sıcaklığının 20 ºC olduğu bulundu. Bitki örneklerinin ekstraksiyonu için yapılan optimizasyon çalışmalarında en iyi çözücünün su olduğu ekstraksiyon süresi olarak 30 dk, çözücü/katı oranı olarak 20/1 (v/w) değerlerinin optimum olduğu gözlendi. Sonuçların güvenilirliğinin tayini için standart ekleme metodu uygulandı. Bulunan sonuçlardan, Pb konsantrasyonu 0.5 ile 375 mg/kg arasında, Cd konsantrasyonu 11 ile 605 µg/kg arasında, Cu konsantrasyonu 2.6 ile 11.7 mg/kg arasında ve Ni konsantrasyonu 0.6 ile 9.9 mg/kg aralığında değiştiği görülmektedir. Yine, çalışılan bitkilerdeki histidin konsantrasyonlarının 0.9 ile 32.7 mg/kg arasında değiştiği gözlenmiştir. Bulunan sonuçlar istatistiksel olarak değerlendirildiğinde, dut yapraklarında Ni (p<0.05) ile histidin arasındaki ilişki istatistiksel olarak anlamlı bulunurken, Pb, Cd ve Cu ile histidin arasında ilişki istatistiksel olarak anlamlı değildir (p>0.05). Benzer olarak, yalancı akasya türünde Ni (p<0.05) ve Cd (p<0.05) ile histidin arasında ve mavi servi türündeki Pb ile histidin arasındaki ilişkinin (p<0.05) anlamlı olduğu gözlendi.Anahtar Kelimeler: Histidin, HPLC-MS, kurşun, kadmiyum, nikel, bakır, hiperakümülatör bitki.

Abstract:
SUMMARYINVESTİGATİON OF CORRELATİON BETWEEN HİSTİDİNE LEVELS AND METAL CONCENTRATİONS OF SOME HYPERACCUMMULATOR PLANTS GROWN AROUND İNDUSTRİAL AREASome plants can accumulate high concentrations of metals without damaging to the above-ground tissues such as leaves and twig. In these plants called as hyperacummulators, it was described that the absorption mechanisms of metals by plants can be interested to ligands such as systein, histidin and citrate. The aim of this study is to examine the correlation between metal and histidin in the plants reported as hyperaccumulator in literature. In the study, Pb, Cd, Ni and Cu concentrations and histidin levels of plants such as Pinus nigra L., Nerium oleander L., Robinia pseudoacacio L., Vitis vinifera L., Morus L., Angustifolia L., Juglans regia L., Platanus L., Populus nigra L. Cupressus arizonica L., collected from industrial areas in Gaziantep and Bursa and control sites were determined by ICP-MS and HPLC-MS, respectively. From the optimization studies for histidine determination by HPLC-MS, optimum conditions were found to be the flow rate: 0.2 mL/min, injection volume:15 ?L, column temperature:20 ºC and fragmentor potential:70 V. From the optimization studies for extraction of the plant samples, optimum conditions was found to be water as the best solvent, the optimum extraction period: 30 min and the optimum ratio of solvent/solid: 20/1 (v/w). To determine the reliability of results, standard additions metod was applied. From the results, it was found that Pb concentrations between 0.5-375 mg/kg, Cd concentrations between 0.011-0.605 mg/kg, Cu concentrations between 2.6-11.7 mg/kg and Ni concentrations between 0.6-9.9. Concentrations of histidine in plant samples were found to be in range of 0.9-32.7 mg/kg. When the obtained results were evaluated statistically, the correlation between Ni and histidine (p<0.05) in mulberry plant was found to be meaningful statistically while correlation between histidine and metals including Pb, Cd and Cu for the same plant species was meaningless. Similarly, correlation between histidine and the Ni and Cd in Robinia pseudoacacio L. (p<0.05) and Pb in Cupressus arizonica L. (p<0.05) were found to be meaningful statistically.Key Words: Histidine, HPLC-MS, lead, cadmium, nickel, cupper, hyperaccumulator plant.