Echinodorus amazonicus Rataj türünün antioksidan enzim sistemi üzerine arsenit (As+3) ve arsenat (As+5) iyonlarının etkilerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışma kapsamında sucul bir makrofit olan Echinodorus amazonicus Rataj türü üzerine inorganik arsenik formlarından As+3 ve As+5'in 17 gün boyunca farklı konsantrasyonlarda (0, 6, 18 ve 54 µM) yol açtığı etkiyi ortaya koymak amacıyla, toplam protein miktarları, enzimatik antioksidan olan peroksidaz (POX) ile katalaz (CAT) aktiviteleri ve lipit peroksidasyonunun bir göstergesi olan melondialdehit (MDA) miktarı araştırılmıştır. Aynı zamanda fotosentetik pigment içerikleri de incelenmiştir. Yapılan bu araştırma sonucunda 6 µM As+3 ve As+5 ile muamele edilen grupta POX ve CAT aktivitelerinin arttığı ve bu artışın As+3'e kıyasla As+5'te daha fazla olduğu, 18 ve 54 µM uygulanan gruplarda ise düşüşler olduğu gözlenmiştir. MDA miktarında ise artan konsantrasyonlarla beraber arttığı ve bu artışın As+3 uygulanan grupta daha fazla olduğu belirlenmiştir. Fotosentetik pigment içeriklerinden klorofil a, b, toplam klorofil ve karotenoid miktarlarının artan konsantrasyonlarla düşüş gösterdiği ve bu düşüşün özellike 54 µM As+3 uygulanan grupta daha fazla olduğu ayrıca klorofil b'nin klorofil a'ya göre daha çok etkilendiği görülmüştür. Protein miktarının artan konsantrasyonlarla beraber özellikle As+3 ile muamele edilen gruplarda azalış gösterdiği saptanmıştır. Bu çalışma ile As+3 ve As+5 iyonlarının sucul bitkiler üzerine yaptığı oksidatif stres etkisi yapılan biyokimyasal analizlerle belirlenmiş olup özellikle bu etkinin uzun süreçte yüksek konsantrasyonlarda bitkide hem fizyolojik hem de biyokimyasal açıdan ciddi hasarlara yol açtığı düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Ağır metal stresi, Arsenik, Sucul makrofitler, Echinodorus amazonicus, Antioksidan enzimler, Fotosentetik pigmentler, Melondialdehit.

Within the scope of this research, to investigate the effect of inorganic arsenic, As+3 and As+5 at different concentrations for 17 days (0, 6, 18 ve 54 µM) on one of the aquatic macrophytes Echinodorus amazonicus, total protein amounts, enzymatic antioxidant peroxidase (POX) and catalase (CAT) activities, also melondialdehyde (MDA) amount which is a marker of lipid peroxidation were determined. Also photosynthetic pigment content were investigated. As a result of this work, it was observed that POX and CAT activities increased in the group treated with 6 µM As+3 and As+5, this increase was more in group treated with 6 µM As+5 than group treated with 6 µM As+3, and decreased in high concentrations. MDA levels were increased with increasing concentrations and it was determined that this increase was more in the group of treated with As+ 3. From the photosynthetic pigments chlorophyll a, b, total chlorophyll and carotenoid amounts decreased significantly with increasing concentrations and it has been observed that this decrease was more especially in the group treated with 54 µM As+3, also chlorophyll b was more affected than chlorophyll a. Protein concentrations decreased with increasing concentrations, especially in groups treated with As+3. It has been determined that photosynthetic pigment contents and protein amount were decreased with increasing concentrations, especially in groups treated with As+3. With the present work, the oxidative stress effect of As+3 and As+5 ions on aquatic plants was determined by biochemical analyzes and it has been seen that this effect leads to serious damage in terms of both in physiological and biochemical in plants at high concentrations with prolonged time.Keywords: Heavy metal stress, Arsenic, Aquatic macrophytes, Echinodorus amazonicus, Antioxidant enzymes, Photosnythetic pigments, Melondialdehyde.