Sentezlenmiş karbon nano noktaların Triticum aestivum L. cv. Golia'daki fizyolojik ve histokimyasal etkileri
Physiological and histochemical effects of synthesized carbon nanodots in Triticum aestivum L. cv. Golia
Yazar: MERAL DİKBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. MUHİTTİN DOĞAN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİKAİL ASLAN
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Genel Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, mandalina suyundan sentezlenen karbon nano noktaların, ülkemize ekimi yapılan ekmeklik buğday çeşitlerinden Triticum aestivum L. Golia'daki fizyolojik ve histokimyasal etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Karbon kaynağı olan mandalina suyundan hidrotermal yöntem ile nano ölçekte karbon noktaları sentezlendi. Karbon nano noktaların karekterizasyonu için XRD ve TEM analizleri yapıldı. XRD ve TEM çalışmaları karbon nano noktaların başarıyla üretildiğini gösterdi. Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) yöntemi kullanılarak karbon nano noktaların modellemesi yapılarak nano/atomik ölçekte karbon nano noktaları incelendi. Elde edilen YFT sonuçlarına göre,  DOS analizindeki tepe noktalarının fazla olması karbon nano dotun kararsız olduğunu ve bitkide tepkimeye girebilme özelliğini göstermektedir. Çimlenme deneylerine başlanılmadan önce, tohumlar %5'lik sodyumhipoklorit'te 15 dakika steril edilmiştir. Tohumlar sonra üçer defa distile sudan geçirilerek yüzeylerindeki hipokloritten arındırılmıştır. Araştırmamız steril petri kaplarında (120 mm) yürütülmüştür. Tohumlar sentezlenmiş karbon  nano noktaların farklı derişimleri (0, 25, 50, 100, 250, 500 ve 1000 mg/L) ile sulanmıştır. Kontrol olarak distile su kullanılmıştır. Uygulamalar kontrollü şartlarda 24±1 ºC'de bir iklimlendirme dolabında yürütülmüştür. Farklı karbon nano noktaların derişimlerinin etkisinde test edilen buğday fideleri yedinci günün sonunda hasat edilmiştir. Sentezlenmiş nano nokta derişimlerinin uygulanması sonucunda buğday kök ve sürgünlerinin uzunlukları artan derişimle birlikte azalmıştır. Protein olmayan sülfidril gruplar ve hidrojen peroksit miktarları karbon nano nokta derişimlerinin etkisinde artmıştır. Benzer olarak fide organlarının MDA miktarları da karbon nano nokta derişimlerinin etkisinde artmıştır. Karbon nano noktaların buğday köklerinde oksidatif strese neden olup olmadığını belirlemek amacıyla histokimyasal analizler yapılmıştır. Özellikle yüksek derişimlerin etkisinde köklerde boyanmaların olduğu açıkça görülmüştür.  Bu sonuçlar uygulanan karbon nano noktaların buğday dokularında oksidatif hasara neden olduğunu göstermiştir.

Abstract:
The aim of the present study is to evaluate the effects of synthesized carbon nanodot concentrations on some physiological and histochemical parameters in T. aestivum L. cv. Golia. We synthesized carbon nanodots from tangerine juice by using hydrothermal method. For microstructural characterization, we applied XRD and TEM analyzes. The XRD and TEM analyzes show that carbon nanodot was synthesized successfully. The modeling of carbon nanodots was done by using Density Functional Theory (DFT) method to examine the structure at the level of nano or atomic scale. According to the obtained results, the peaks in the DOS analysis are very intense. The high peaks in the DOS analysis indicate that carbon nanodots are unstable and may have ability to react with many inorganic materials in the plant. Before the experiment, the seeds were sterilized with 5% sodium hypochloride solution for 15 min, and washed with sterile water three times. Three replicas of 20 seeds for each synthesized carbon nanodot treatment, or for the control, non-treated seeds, were placed on two layers of filter paper in 120 mm sterile petri dishes. The seeds were moistened with distilled water for controls and with aqueous solutions for each treatment (25, 50, 100, 250, 500 and 1000 mg/L). The petri dishes were incubated in a growth chamber. Net findings, the applications negatively affected the root and shoot developments. Non-protein SH groups and H2O2 contents were found to increase with the applied synthesized carbon nanodot concentrations. Similarly, malondialdehyde contents showed an increase in the effect of carbon nanodot concentrations. In order to assess the existence of oxidative stress in wheat roots due to carbon nanodot application, histochemical analyses were performed. In particular, the staining in roots following high concentrations were observed. Therefore findings prove the carbon nanodot induced oxidative damage in wheat tissues.