Salvinia natans (L.) All. (su eğreltisi) türünde ağır metal (Pb, Cu, cd, Ni, As, Cr) stresinin, genotoksisite ve fotosentez üzerine etkisinin değerlendirilmesi

Abstract

In this study, Lead (Pb), cadmium (Cd), arsenic (As) chromium (Cr), nickel (Ni) and copper (Cu) toxic effects have been determined of Salvinia natans (L) All. (water fern) species, with the help of physiological, biochemical and molecular parameters. Salvinia natans, cultured under appropriate conditions in a laboratory environment, heavy metal application was applied in different concentrations (Ni; 1- 5-10- 20 mg L-1, Cd; 0.5-1- 4-8 mg L-1, Pb; 5-10- 25- 50 mg L-1, Cu;1- 5- 10- 20 mg L-1, Cr;1- 5- 10- 20 mg L-1 and As; 1-5-10-50 mg L-1). Plant samples were dissolved in the microwave sample preparation device, and the concentration of elements on the samples were determined by using the ICP-OES instrument. Growth rates (RGR), photosynthetic pigment quantities (kl a, kl b and carotenoid), electrical conductivities (EC) and lipid peroxidation of plants were determined. A PCR-based ISSR (İnter Simple Sequence Repeat) , one of the molecular parameters, was used to determine the genotoxic effect of heavy metal stress on plant samples. It was observed that the accumulation of the heavy metals in the plant increased as the concentration of heavy metals increased. When the effects of heavy metals on the growth rate of the plant were examined, it was observed that there was a significant decrease with increasing heavy metal concentrations. When the amount of photosynthetic pigment was examined, it was determined that there was a significant decrease in the amounts of kl a, kl b and carotenoid as concentrations increased. In terms of lipid peroxidation, the amount of MDA increased as the concentration levels vii increased, depending on the stress. When the genetic relationship dendrograms were examined, it was observed that the genomic variation of Salvinia natans was highest in Cr as a result of heavy metal accumulation, while at least genomic variation was observed in As samples.

Bu çalışmada Kurşun (Pb), Kadmiyum (Cd), Arsenik (As) Krom (Cr), Nikel (Ni) ve Bakır (Cu) ağır metallerinin Salvinia natans (L) All. (su eğreltisi) türündeki toksik etkileri, fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler parametreler yardımıyla tespit edilmiştir. Laboratuvar ortamında uygun şartlar altında kültüre alınan Salvinia natans’a farklı konsantrasyonlarda (Ni;1- 5- 10- 20 mg L-1, Cd; 0.5- 1- 4- 8 mg L-1, Pb;5- 10- 25- 50 mg L-1, Cu;1- 5- 10- 20 mg L-1, Cr;1- 5- 10- 20 mg L-1 ve As;1-5-10-50 mg L-1) ağır metal uygulaması yapılmıştır. Bitki örnekleri mikrodalga numune hazırlama cihazında çözülmüş, örneklerdeki element konsantrasyonları ICP-OES cihazında belirlenmiştir. Bitkilerin büyüme oranları (RGR), fotosentetik pigment miktarları (kl a, kl b ve karotenoid), elektrik iletkenlikleri (EC) ve lipid peroksidasyonu tayin edilmiştir. Moleküler parametrelerden biri olan PCR tabanlı ISSR (Basit Tekrarlı Diziler Arası Polimorfizm), ağır metal streslerinin bitki örnekleri üzerinde genotoksik etkisinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Çalışmamızda bitki örneklerinin maruz bırakıldığı ağır metal konsantrasyonlarının artışı ile birlikte, bitkinin akümüle ettiği metal konsantrasyonlarının da arttığı gözlenmiştir. Ağır metallerin bitki örneğindeki büyüme oranına etkisine bakıldığında, bitkiye uygulanan ağır metal konsantrasyonları arttıkça büyüme oranında belirgin bir düzeyde düşüş olduğu gözlenmiştir. Fotosentetik pigment miktarına etkisine bakıldığında uygulama konsantrasyonu arttıkça kl a, kl b ve karotenoid miktarlarında önemli derecede düşüş olduğu tayin edilmiştir. Lipid peroksidasyonu için ise maruziyet konsantrasyonunun artışı ile birlikte bitkide belirlenen MDA miktarı strese bağlı olarak v artış göstermiştir. Genetik ilişki dendogramı incelendiğinde Salvinia natans bitkisinin ağır metal akümülasyonu sonucunda genomik değişikliğin en fazla Cr da olduğu görülürken, en az genomik değişimin ise As akümüle eden bitki örneklerinde olduğu gözlenmiştir.