Tütün çeşitlerinin (Nicotiana tabacum L.) Kadmiyum (Cd) toksisitesine dayanıklılıklarının belirlenmesi

Abstract

Kadmiyum (Cd) biyolojik fonksiyonlar açısından gerekli bir element olmayıp, diğer ağır metallere göre insan, hayvan ve bitkiler için 2-20 kat daha fazla toksik etkiye sahip bir elementtir. Tütün (Nicotiana tabacum L.) çok yüksek düzeylerde Cd biriktirebilmektedir. Bununla birlikte, Cd alımındaki tütün çeşitlerinin genotipik farklılıkları ve Cd toksisitesine cevapları net olarak belirlenememiştir. Bu çalışma, sera koşullarında farklı tütün çeşitlerinin (Özbaş, Canik-190/5, Xanthi/81 ve Birlik/124) Cd toksisitesine (0, 5, 10 ve 20 mg Cd kg-1, (CdS04)3.8H20 formu)) karşı tepkisini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Tütün çeşitleri kontrollü koşullar altında yetiştirilmiş ve artan Cd dozları ile birlikte gerekli makro (N, P ve K) ve mikro (Fe ve Zn) besinleri denemenin başında toprağa uygulanmıştır. Toprağa artan dozlarda Cd uygulaması ile 4 farklı tütün bitkisinin yeşil aksam kuru madde verimlerinde istatiksel olarak önemli (p<0.01) düzeyde azalmalara, buna karşın yeşil aksam Cd konsantasyonu ile içeriğinde ise önemli (p<0.01) artışlara neden olduğu olduğu ortaya çıkmıştır. En yüksek Cd uygulaması (Cd20) koşullarında kuru madde veriminde meydana gelen azalma en fazla Özbaş (%58.5 azalma), Birlik/124 (%52.4 azalma) ve Canik (%51.1 azalma) çeşitlerinde, en az ise Xanthi/81(%44.6 azalma) çeşitinde meydana gelmiştir. Bitkilerin topraktan kaldırdıkları Cd bakımından çeşitler arasından önemli farklılıkların olduğu, Cd20 uygulamasında topraktan Cd alımı en fazla Xanthi/81 (395.2 µg Cd plant-1), en az ise Canik (232.6 µg Cd plant-1) çeşitlerinde olmuştur. Toksik Cd uygulamaları çeşitlerin yeşil aksam Zn konsantrasyonlarında azalmaya neden olurken, Cu konsantrasyonlarında önemli artışlara neden olmuş, Fe ve Mn konsantrasyonlarında ise önemli bir değişim olmamıştır. Sonuç olarak, Canik çeşitinin diğer çeşitlerden daha az düzeyde topraktan Cd kaldırdığı, buna karşın Xanthi/81 çeşitinin daha fazla Cd aldığı ve bu çeşitin diğer tütün çeşitlerine göre Cd toksisitesine karşı daha dayanıklı olduğu ortaya çıkmıştır. 2019, 30 SAYFA

Cadmium (Cd), a heavy metal, is not needed for biological functions and has 2-20 times more toxic impacts for human, animal, and plants compared to the other heavy metals. Tobacco (Nicotiana tabacum L.) can accumulate higher concentrations of Cd. However, the genotypic differences of tobacco cultivars (Özbaş, Canik-190/5, Xanthi/81 and Birlik/124) in Cd uptake and the responses to Cd toxicity have not been clearly determined. This study was conducted to determine the resistance of different tobacco cultivars to Cd toxicity under greenhouse conditions. Four different doses of Cd (0, 5, 10 and 20 mg Cd kg-1 soil, (CdS04)3.8H20 form)) were used to test the resistance of four tobacco cultivars. Macro (N, P and K) and micro (Fe and Zn) nutrients required for tobacco plants were applied to soils. Increasing the Cd application doses significantly (P<0.01) decreased the shoot dry matter yields of 4 different tobacco plants, while shoot Cd concentration and contents significantly (P<0.01) increased. The highest decrease in dry matter yield under the highest Cd (Cd20) treatment was occurred in Özbaş (58.5% reduction), Birlik/124 (52.4% reduction) and Canik (51.1% reduction) cultivars, while the lowest decrease was in Xanthi/81 (44.6% reduction) cultivar. The amount of Cd removed from soil was significantly different among the tobacco cultivars. The highest Cd uptake was obtained in Cd20 treatment, while the lowest was in Xanthi/81 (395.2 g Cd plant-1) and Canik (232.6 g Cd plant-1) cultivars, respectively. Toxic Cd treatments resulted in a significant decrease in the shoot Zn concentrations, in contrast, to increase in Cu concentrations of the cultivars. However, the Fe and Mn concentrations have not significantly varied between cultivars. The results revealed that Canik cultivar removes lower Cd from soil compared to the other cultivars, whereas Cd uptake of Xanthi/81 cultivar is higher, thus is considered more resistant to Cd toxicity than other cultivars.2019, 30 PAGES