Bazı arpa ve buğday varyetelerinde morfolojik ve biyokimyasal yanıtlar üzerine toksik metallerin etkisi
Impacts of toxic metals on responses morphological and biochemical some of barley and wheat varieties
Yazar: CEYHAN HACIOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. ELİF ÖZTETİK
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology
Dizin: Bitkiler-toksik = Plants-toxic

Özet:
Toprakta ağır metallerin (HM) birikimi besin zinciri yoluyla hayvan ve insan sağılığı üzerinde önemli etkilere sahiptirler. Ayrıca, hücreler enzimatik veya enzimatik olmayan antioksidan savunma mekanizmalarının yardımıyla ağır metallerin oluşturduğu serbest oksijen radikallerinin (ROS) zararlı etkilerini detoksifiye edebilirler. Glutatyon S-transferaz (GST),  tripeptit glutatyon (GSH) ile elektrofilik ksenobiyotik substrastların konjugasyonunu katalizleyen bir enzim grubudur. Öte yandan GSH, ROS kaynaklı oksidatif hasara karşı hücresel savunmada için en önemli metabolitlerden biri olarak kabul edilir. Bu çalışmada Triticum aestivum L. cv. İzgi-2001, Triticum aestivum L. cv. Alpu-2001, Hordeum vulgare L. cv. Kalaycı-97 ve Hordeum vulgare L. cv. Bilgi-91 türlerinin radikula ve hipokotillerinde GST aktivitesi, protein ve GSH içerikleri, çimlenme yüzdeleri, radikula ve hipokotillerin uzunlukları ile su içeriği üzerindeki kadmiyum klorür (CdCl2) ve kurşun klorürün (PbCl2) farklı konsantrasyonlarının etkisi değerlendirilmiştir. Uygulanan ağır metaller GSH içeriğinde kontrol gruplarına göre farklılıklar göstermiştir. GST aktivite ölçümlerinin sonucunda, ağır metal uygulamalarının 1,5 mM Pb konsantrasyonunda Bilgi-91 ve Kalaycı-97 türlerinin hipokotillerinin kontrol gruplarına göre önemli bir artışa olmuş ve bu artış sırasıyla %502 ve %308 iken, 1,5 mM Cd konsantrasyonunda bu türlerin radikulalarındaki aktivite artışı kontrol grubuna göre sırasıyla %558 ve %478 olarak bulunmuştur. Bu sonuçlara göre, farklı konsantrasyonlardaki ağır metal uygulamalarının bitki türlerinde fizyolojik ve biyokimyasal süreçleri olumsuz etkilediği ve ağır metal stresine daha dayanaklı buğday ve arpa türünün Alpu-2001 ve Bilgi-91 olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Heavy metals (HM) effect on the health of animals and humans via food chains. Either directly or indirectly, HM cause oxidative damage in plants through reactive oxygen species (ROS) formation. However, cells can detoxify the harmful effects of ROS with the help of enzymatic or nonenzymatic antioxidant defense mechanisms. Of those, glutathione S-transferases (GST) are a diverse group of enzymes catalyzing the conjugation of electrophilic xenobiotic substrates with the tripeptide glutathione (GSH). On the other hand, GSH is considered as one of the most important metabolite for intracellular defense against ROS induced oxidative damage. In this study, toxic effects of lead chloride (PbCl2) and cadmium chloride (CdCl2) on germination, lenght of hypocotyl and radicle, water content, GSH contents, GST activities of wheat (Triticum aestivum L. cv. İzgi-2001 and Triticum aestivum L. cv. Alpu-2001) and barley genotypes (Hordeum vulgare L. Kalaycı-97 and Hordeum vulgare L. Bilgi-91) were investigated. The application of HMs to plants caused differences in GSH contents as compared to their control groups. As a result of GST activity measurements, the highest activities were observed in Bilgi-91 and Kalaycı-97 shoots with 3 mM Pb treatment (502 and 308% of control for Bilgi-91 and Kalayci-97, respectively) and in roots with 1,5 mM Cd treatment (558 and 478% of control, respectively). In conclusion heavy metals affects physiological and biochemical mechanisms of wheat and barley genotypes Alpu-2001 and Bilgi-91 have more tolerated to heavy metals.