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

Abstract

Bu çalışmada Kurşun (Pb), Kadmiyum (Cd), Arsenik (As) Krom (Cr), Nikel (Ni) veBakır (Cu) ağır metallerinin Salvinia natans (L) All. (su eğreltisi) türündeki toksiketkileri, fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler parametreler yardımıyla tespit edilmiştir.Laboratuvar ortamında uygun şartlar altında kültüre alınan Salvinia natans'a farklıkonsantrasyonlarda (Ni;1- 5- 10- 20 mg L -1 , Cd; 0.5- 1- 4- 8 mg L -1 , Pb;5- 10- 25- 50 mgL -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 metaluygulaması yapılmıştır. Bitki örnekleri mikrodalga numune hazırlama cihazındaçözülmüş, örneklerdeki element konsantrasyonları ICP-OES cihazında belirlenmiştir.Bitkilerin büyüme oranları (RGR), fotosentetik pigment miktarları (kl a, kl b vekarotenoid), elektrik iletkenlikleri (EC) ve lipid peroksidasyonu tayin edilmiştir.Moleküler parametrelerden biri olan PCR tabanlı ISSR (Basit Tekrarlı Diziler ArasıPolimorfizm), ağır metal streslerinin bitki örnekleri üzerinde genotoksik etkisininbelirlenmesinde kullanılmıştır.Çalışmamızda bitki örneklerinin maruz bırakıldığı ağır metal konsantrasyonlarının artışıile birlikte, bitkinin akümüle ettiği metal konsantrasyonlarının da arttığı gözlenmiştir.Ağır metallerin bitki örneğindeki büyüme oranına etkisine bakıldığında, bitkiyeuygulanan ağır metal konsantrasyonları arttıkça büyüme oranında belirgin bir düzeydedüşüş olduğu gözlenmiştir. Fotosentetik pigment miktarına etkisine bakıldığındauygulama konsantrasyonu arttıkça kl a, kl b ve karotenoid miktarlarında önemliderecede düşüş olduğu tayin edilmiştir. Lipid peroksidasyonu için ise maruziyetkonsantrasyonunun artışı ile birlikte bitkide belirlenen MDA miktarı strese bağlı olarakartış göstermiştir. Genetik ilişki dendogramı incelendiğinde Salvinia natans bitkisininağır metal akümülasyonu sonucunda genomik değişikliğin en fazla Cr da olduğugörülürken, en az genomik değişimin ise As akümüle eden bitki örneklerinde olduğugözlenmiştir.

In this study, Lead (Pb), cadmium (Cd), arsenic (As) chromium (Cr), nickel (Ni) andcopper (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- 20mg L -1 and As; 1-5- 10-50 mg L -1 ). Plant samples were dissolved in the microwavesample preparation device, and the concentration of elements on the samples weredetermined by using the ICP-OES instrument. Growth rates (RGR), photosyntheticpigment quantities (kl a, kl b and carotenoid), electrical conductivities (EC) and lipidperoxidation of plants were determined. A PCR-based ISSR (İnter Simple SequenceRepeat) , one of the molecular parameters, was used to determine the genotoxic effect ofheavy metal stress on plant samples.It was observed that the accumulation of the heavy metals in the plant increased as theconcentration of heavy metals increased. When the effects of heavy metals on thegrowth rate of the plant were examined, it was observed that there was a significantdecrease with increasing heavy metal concentrations. When the amount ofphotosynthetic pigment was examined, it was determined that there was a significantdecrease in the amounts of kl a, kl b and carotenoid as concentrations increased. Interms of lipid peroxidation, the amount of MDA increased as the concentration levelsincreased, depending on the stress. When the genetic relationship dendrograms wereexamined, it was observed that the genomic variation of Salvinia natans was highest inCr as a result of heavy metal accumulation, while at least genomic variation wasobserved in As samples.