Buğday (Triticum aestivum L. cv. gün 91) fidelerinde bazı ağır metallerin ve ağır metal hormon etkileşimlerinin fizyolojik ve biyokimyasal etkileri

Abstract

ÖZET Doktora Tezi BUĞDAY {Triticum aestivum L. ev. Gün 91) FİDELERİNDE BAZI AĞIR METALLERİN VE AĞIR METAL HORMON ETKİLEŞİMLERİNİN FİZYOLOJİK VE BİYOKİMYASAL ETKİLERİ Nuray ERGÜN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Işıl ÖNCEL Bu çalışmada, buğday fidelerinde kurşun (Pb), çinko (Zn) ve kadmiyum (Çd) ağır metalleri ve bu ağır metallerle birlikte uygulanan ABA ve GA3 hormon etkileşimlerinin kök, sürgün ve bayrak yaprak boyu, kök ve sürgün kuru ağırlığı, yüzde su miktarı, kök/sürgün kuru ağırlık oranı, ortalama nisbi büyüme oranı ve oransal su içeriği, klorofil (a,b,toplam,a/b), çözünür karbonhidratlar, nişasta, çözünür protein, çözünür fenolik ve serbest prolin miktarları üzerine olan etkileri zamana bağlı olarak (5. ve 10. gün) araştırılmıştır. Her üç ağır metalin yüksek konsantrasyonları ve bu ağır metallerle birlikte uygulanan ABA ve GA3 fidelerin kök, sürgün ve bayrak yaprak büyümesini engellemiştir. Kök ve sürgün kuru ağırlığının en fazla Zn, en az Cd uygulanan fidelerde olduğu bulunmuştur. Oransal su içeriği 100,200 ve 300 uM Pb ve Zn uygulanan fidelerin 5. gün örneklerinde artmıştır. 200 ve 300 uM Pb, Zn ve Cd ağır metalleri ve bu ağır metallerle birlikte ABA ve GA3 uygulanan fidelerde klorofil (a, b ve toplam) miktarı uygulama süresinin artışına bağlı olarak azalmıştır. Cd uygulanan fidelerde klorofil a/b oranı azalmıştır. Ortalama nisbi büyüme oranı, düşük konsantrasyonlarda ağır metal uygulanan fidelerin 10. gün örneklerinde artmış ancak ağır metal ile birlikte ABA ve GA3 uygulanan fidelerde azalmıştır. Ağır metaller ve ağır metallerle birlikte ABA ve GA3 uygulanan fidelerde çözünür karbonhidrat, serbest prolin ve çözünür fenolik miktarı artmış, nişasta miktarı azalmıştır. Çözünür protein miktarı, Pb ve Cd uygulanan fidelerde artmış, Zn ve Zn +GA3 uygulanan fidelerin 10. gün örneklerinde azalmıştır. Çalışılan parametreler üzerinde genel olarak en toksik etkiyi Cd göstermiş, Cd'u, Pb ve Zn izlemiştir. 2005, 363 sayfa ANAHTAR KELİMELER: Buğday, ağır metal, kurşun, çinko, kadmiyum, klorofil, çözünür karbonhidrat, nişasta, serbest prolin, çözünür protein, çözünür fenolik.

ABSTRACT Ph.D. Thesis PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL EFFECTS OF SOME HEAVY METALS AND HEAVY METAL - HORMONE INTERACTIONS ON WHEAT (Triticum aestivum L. ev. Gün 91) SEEDLINGS Nuray ERGÜN Ankara University Graduate School of Natural and Appliced Sciences Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Işıl ÖNCEL In this study, effects of heavy metals which are lead (Pb), zinc (Zn) and cadmium (Cd), alone, and their interactions with abscsic acid (ABA) and gibberellin (GA3) hormones on the root, stem and flag leaf lenght, the dry weight of the stem and root, amount of water percentage, root/stem and ratio, the average growth rate, the relative water content, chlorophyll (a, b, total, a/b), soluble carbohydrates, starch, soluble proteins, soluble phenolics and the amount of free proline have been investigated with respect to time (5th and 10th) days in wheat seedlings. All the three heavy metals at high concentrations and interactions of ABA and GA3 hormones with them inhibited the growth of root, stem and flag leaf lenght. The least amount of root and stem dry weight were found at seedlings on which Cd was applied. Whereas the highest values of root and stem dry weight were found at seedlings on which Zn was applied. Relative water content increased at the 5th day samples of seedlings that 100, 200 and 300 uM Pb and Zn applied. In seedlings that were applied with 200 and 300 uM Pb, Zn and Cd alone and in combination with ABA and GA3, chlorophyll (a, b and total) concentration decreased as the treatment time increased. Chlorophyll a/b ratio has decreased at seedlings on which amount of Cd was applied. The average of the mean relative growth ratio has increased at the 10th day samples on which heavy metals were applied at low concentrations, but has decreased at the same day on which ABA and GA3 was applied with these heavy metals. At seedlings on which heavy metals and heavy metals+hormones applied, the amount of soluble carbohydrate, free proline and soluble phenolics have increased whereas the amount of starch has decreased. Amount of soluble protein has increased at the seedlings on which Pb and Cd applied but has decreased at the 10th day samples of the seedlings on which Zn and Zn+GA3 was applied. Among the parameters worked with, Cd has shown the most toxic effects and lead and zinc followed. 2005, 363 pages Key Words: Wheat, heavy metal stress, chlorophyll, soluble carbohydrate, starch, free proline, soluble protein, soluble phenolic.