Assessment of toxicity of various carbon and boron nanotubes on wheat and barley germination

Abstract

Evvelki çalışmalarda farklı karbon nanotüp çeşitleri ve konsantrasyonlarıyla, nanotüplerin tohum çimlenmesi, kök uzaması, gövde uzunluğu, bitkisel biyokütle kriterleri incelenmiştir. Bu çalışmaların bazılarında çoklu duvarla çevrili karbon nanotüplerin kök sistemindeki hücre uzamasını teşvik ederek, hızlı kök büyümesi ve yüksek biyokütle üretiminde etkili olduğu iddia edilmektedir. Bunun yanı sıra diğer çalışmaların bazılarında ise çoklu duvarla çevrili karbon nanotüplerin bitkiler üzerinde toksik etkilerinin olduğu öne sürülmektedir. Bu çalışma, boron nanotüplerin bitkiler üzerine etkileri ve toksisitesini inceleyen ilk araştırma olması açısından çok büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada geçmiş araştırmaların ortalama konsantrasyonu olan 80 mg/L konsantrasyonunda tek duvarla çevrili karbon nanotüp (SWCNT), çoklu duvarla çevrili karbon nanotüp (MWCNT), karboksil grubu eklenmiş çoklu duvarla çevrili karbon nanotüp (MWCNT-COOH) ve çoklu duvarla çevrili bor nitrit nanotüp (MWBNNT) kullanılarak, bunların arpa (Hordeum vulgare L.) ve buğday (Triticum aestivum L.) türlerinin çimlenme parametreleri üzerine olası toksik etkileri incelenmiştir. Elde edilen çimlenme sonuçları, test edilen çeşitli karbon ve bor nanotüplerinin, uygulama yapılmamış kontrol gruplarıyla karşılaştırıldığında, arpa ve buğday çimlenmesi üzerine herhangi bir yan etkilerinin bulunmadığını göstermiştir.

In previous studies nanotubes effects on seed germination, root elongation, stem length, and vegetative biomass criterias have been examined with different carbon nanotubes and concentrations. In some of these studies it is claimed that multi-walled carbon nanotubes can significantly promote cell elongation in the root system resulting in faster root growth and higher biomass production. Additionally, in some of other studies it is claimed that multi-walled carbon nanotubes have toxic effects on plants. This study has a crucial importance about to be the first study of measuring the boron nanotubes effects and toxicity on plant germination. In literature we couldn't find any study that measuring boron nanotubes effects on plants. In this study, it was assessed possible toxic effects of 80 mg/L (the average concentration in previous experiments) concentration of single-walled carbon nanotubes (SWCNT), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), carboxylated multi-walled carbon nanotubes (MWCNT-COOH) and multi-walled boron nitride nanotubes (MWBNNT) on barley (Hordeum vulgare L.) and wheat (Triticum aestivum L.) germination parameters. The obtained germination results showed that there were no adverse effects on barley and wheat germination in the tested various carbon and boron nanotubes compared to the untreated control group.