Kurşun zehirliliğinin Brassica rapa L. var. rapa`da bazı fizyolojik, biyokimyasal ve genotoksik etkileri

Abstract

Bu çalışmada, kurşunun [Pb(NO3)2] yem şalgamındaki (Brassica rapa L. var. rapa) bazı fizyolojik, biyokimyasal ve genotoksik etkileri araştırılmıştır. Yem şalgamındaki çimlenme yüzdeleri, kök ve gövde uzunlukları artan kurşun konsantrasyonu ile birlikte (0-12 mM Pb) önemli düzeyde (P<0.05) azalmıştır. ¼ MS sulu besin çözeltisinde yetiştirilen 14 günlük fideler farklı konsantrasyonlardaki (0, 0.5, 1, 3 ve 5 mM) kurşun ile 6 gün boyunca muamele edilmiştir. Bu süre sonunda indüktif eşleşmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES) ile yapılan analiz sonuçları, fidelerin kök ve toprak üstü dokularında biriken kurşun miktarının doza-bağımlı olduğunu göstermiştir. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, uygulama grubu fidelerinin yapraklarındaki fotosentetik pigment içeriği (Klo a, Klo b ve karotenoidler) ve ?-aminolevulinik asit dehidrataz (ALAD) enzim aktivitesi, yüksek kurşun konsantrasyonlarında önemli düzeyde (P<0.05) azalmıştır, bununla birlikte ?-aminolevulinik asit (ALA) seviyesinde ise bir artış belirlenmiştir. Kontrol ve uygulama grubu fidelerinin yapraklarından ekstre edilen genomik DNA'lar rastgele çoğaltılmış polimorfik DNA (RAPD) analizlerinde kullanılmıştır. 11 primer, ebatları 2928-189 bç aralığında değişen toplamda 126 DNA bandı üretmiştir. Kurşun uygulamasını takiben yaprakların RAPD profillerinde gerçekleşen değişiklikler, normal fidelerle karşılaştırıldığında; bant yoğunluğundaki değişimler, normal bantların kaybolması ve yeni bantların oluşması şeklinde sonuçlar vermiştir. Ayrıca RAPD profillerindeki bu değişikliklerin doza-bağımlı olduğu tespit edilmiştir. Kontrol grubu fidelerine göre, genomik kalıp sabitliği (GTS); fotosentetik pigment içeriği, ALAD aktivitesi ve ALA seviyesi gibi rutin göstergelerle karşılaştırılmıştır. RAPD analizi ile tespit edilen DNA polimorfizmleri, bitkilerde kurşunun genotoksik etkisinin belirlenmesi için uygun bir biyomarkör testi olarak uygulanabilir.

In this study, various physiological, biochemical and genotoxic effects of lead [as Pb(NO3)2] on forage turnip (Brassica rapa L. var. rapa) were investigated. Germination percentages, root and shoot lengths in forage turnip were significantly decreased (P<0.05) by increasing Pb concentrations (0-12 mM Pb). 14 days-old forage turnip seedlings cultured in ¼ MS liquid media were treated with different concentrations of lead (0, 0.5, 1, 3 and 5 mM ) for 6 days. The results of inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) analysis indicated that accumulation of lead in root and aerial tissues of forage turnip seedlings was dose-dependent. The content of photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids) and the activity of ?-aminolevulinic acid dehydratase (ALAD) in the leaves of treated seedlings were significantly decreased (P<0.05) at higher concentrations of lead compared to the control group, whereas an increase in the level of ?-aminolevulinic acid (ALA) was determined. The genomic DNA extracted from the leaves of control and treated seedlings were used in random amplified polymorphic DNA (RAPD) analyses. A total of 126 RAPD fragments in the range of 2928-189 bp in RAPD profiles were obtained by using 11 random primers. The changes occurring in RAPD profiles of leaf tissues following Pb treatment included variations in band intensity, loss of normal bands and appearing of new bands compared with normal seedlings. Additionally, these variations in RAPD profiles were dose-dependent. As compared to control seedlings, genomic template stability compares favourably with the traditional indices such as photosynthetic pigment content, ALAD activity and ALA level. The DNA polymorphisms detected by RAPD analysis can be applied as a suitable biomarker assay for the detection genotoxic effects of Pb contamination in plants.