Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.) Kök, Gövde ve Yaprak Büyümesi Üzerine Kad

bilimsel · #1 11.04.08, 14:30

Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.) Kök, Gövde ve Yaprak Büyümesi Üzerine Kadmiyum(Cd++) ve Civa (Hg++)’nın Etkileri

Toprak, su ve havada değişik oranlarda bulunabilen ağır metaller belirli konsantrasyonun üzerinde kirliliğe yol açarlar. Ağır metallerin çevrede yaygın bir şekilde birikmesi, tüm canlılar için boyutları giderek artan bir tehlike oluşturmaktadır. Çevreyi kirleten bütün unsurlar bitkilerde strese neden olur. Stres ise bitkilerin fizyolojisini etkiler, onları genetik potansiyellerini değiştirir, verimliliklerini kısıtlar ve ölümlerine yol açarak büyük oranlarda ürün kayıpları meydana getirir. Ağır metal kirliliğinin çeşitli nedenleri vardır. Bunlar antropojenik veya doğal kaynaklı olabilir. Endüstriyel faaliyetler, motorlu taşıtların egzoz gazları, maden yatakları ve işletmeleri, volkanik faaliyetler, tarımda gübreleme ve ilaçlama gibi pek çok etken ağır metal kirliliğinin nedenleri arasında yer alır.
Ağır metallerin özellikle belirli dozlardan itibaren bitkilerdeki fizyolojik fonksiyonları ve biyokimyasal olayları direkt veya dolaylı olarak etkilediği bilinmektedir. Bitki dokularında ağır metal birikimi fazla olursa mineral besin alımı [1], transpirasyon [2], fotosentez [3], enzim aktivitesi [4], nükleik asit yapısı [5], klorofil biyosentezi [6] ve çimlenme [7] gibi çok sayıda olay olumsuz yönde etkilenir. Bunlara membranlarda hasar [8], hormon dengesinin bozulması, su ilişkisinin değişmesi gibi fizyolojik olaylar da eklenebilir.
Ağır metallerin kök, gövde ve yaprak büyümesi üzerine önemli etkiler yaptığı çok sayıda çalışmayla tespit edilmiştir. Mesela Phaseolus vulgaris bitkisine 48 saat süreyle 3 μM Cd uygulanmış ve yaprak hücrelerinde genişlemenin engellendiği, hücre duvarı elastikiyetinin azaldığı görülmüştür [2]. Ağır metaller içerisinde sınıflandırılmayan, fakat bitkilerde önemli toksik etkileri olduğu bilinen alüminyumun hücre duvarındaki pektinin karboksil gruplarına bağlanarak hücre duvarının uzama kabiliyetini ve elastikiyetini azalttığı bildirilmiştir [9]. 4000 μg Cu L-1 uygulanan 2 yıllık Pinus resinosa bitkilerinde solgunluk ve köklerde kahverengileşme olduğu, lateral kök gelişiminin engellendiği ve kontrollere göre kuru ağırlıklarının %30 azaldığı rapor edilmiştir [10]. 4000 μg Cu uygulanan Lonicera tatarica fidelerinin ağırlıklarında kontrollere göre %75 oranında azalma görülmüştür [11]. Yüksek konsantrasyonda çinko katyonu bitkilerin kök uzamasını engellemiş [12], klorozis ve nekrozise sebep olmuştur [13]. Kadmiyumun nekrosize, krom ve çinkonun ise klorozise yol açtığı [13] belirlenmiştir. Mangan Glycine wightti bitkisinin gelişen genç yapraklarında şekil bozukluklarına, yaprak yüzeyinde nekrotik bölgelerin oluşmasına, özellikle yaprak yüzeyinin üst kısmındaki orta ve yan damarların sertleşerek kahverengileşmesine ve nekrozise sebep olmuştur [14].
Ağır metal stresinin bitkilerdeki metabolik olayları nasıl etkilediğini açıklığa kavuşturmak, ayrıca bitkilerin bu kirleticilere karşı hangi tepkiler verdiğini ve hangi uyum mekanizmalar geliştirdiğini belirlemek oldukça önemlidir. Problemin boyutu bu durumda daha iyi anlaşılabilir. Bu da alınacak önlemlerin ve gelecekle ilgili yapılacak planlamaların daha sağlıklı olmasını sağlar. Bu çalışmada fasulye (Phaseolus vulgaris L.) fidelerine klor tuzları şeklinde uygulanan civa ve kadmiyum gibi ağır metal katyonlarının (HgCl2 ve CdCl2.H2O) kök, gövde ve yaprak büyümesi üzerindeki etkileri belirlenmeye çalışıldı. Ayrıca bu iki ağır metalin belirtilen parametreler açısından birbiriyle karşılaştırma yapılarak toksisite dereceleri tespit edildi.

bilimsel · #2 11.04.08, 14:31

2. Materyal ve Metot
2.1. Materyalin temini
Araştırmalarımızda bitkisel materyal olarak fasulye (Phaseolus vulgaris L.) tohumlarının çimlendirilmesiyle geliştirilen bir haftalık fideler, ağır metal olarak civa (Hg++) ile kadmiyum(Cd++)’un klor tuzları (HgCl2 ve CdCl2.H2O) kullanıldı. Fasulye tohumları Elazığ Tarım İl Müdürlüğü Çiftçi Eğitim ve Yetiştirme Şubesi’nden, ağır metaller Merck firmasından temin edildi. Ağır metallerin stok solüsyonları, pH’sı 6.8 olan musluk suyu ile hazırlandı. Stok solüsyonların seyreltilmesinde Hoagland (SIGMA) solüsyonu kullanıldı.

2.2. Fidelerin yetiştirilmesi ve ağır metal uygulanması
Fidelerin yetiştirilmesi sırasında, ilk önce saptanacak parametrenin her bir ağır metal konsantrasyonu için 300 adet fasulye tohumu alındı ve 2 dakika süreyle 0.001 M HgCl2’de bekletilerek steril edildi [12]. Daha sonra 15-20 dakika saf su ile yıkanan tohumlar 500 ml lik bir behere konularak üzerine 250 ml musluk suyu ilave edildi ve 24-25 oC lik karanlık ortamda 7 saat süreyle şişmeye bırakıldı. Bu sürenin sonunda şişme ortamından çıkarılan tohumlar, içerisine çift katlı filtre kağıdı döşenmiş ve 10 ml musluk suyu ile ıslatılmış 11 cm çapındaki petrilerin her birine 10’ar adet gelecek şekilde ekildi. Ekimden hemen sonra kapağı kapatılan petriler 24-25 oC’ lik karanlık iklim dolabına kaldırılarak çimlenmeye bırakıldı. Bu arada içleri dere kumu ile doldurulan 13,5-14 cm çapında ve 13 cm derinliğinde plastik saksılar hazırlandı. Dere kumu saksılara aktarılmadan önce elendi, çeşme suyu ile yıkandı ve içerisinde HCl bulunan küvetlerde 2 gün tutuldu. Daha sonra iki defa çeşme suyu, 1 defa da saf su ile yıkanan kum 400 oC’ lik etüvde yakılarak, tüm organik maddelerinden arındırıldı. Her bir ekim işleminde, önceki ekimden kalan kum birkaç defa çeşme suyu ve bir defa da saf su ile yıkandıktan sonra 150 oC’ de kurutuldu [15].
Etüve kaldırıldıktan yaklaşık 55 saat sonra, çimlenmiş ve radikula uzunlukları 2-2,5 cm ye ulaşmış tohumlardan bu saksılara ekim yapıldı. Ekim her bir saksıya 8 adet çimlenmiş tohum gelecek şekilde planlandı. Bundan sonra saksılar sera koşullarına alınarak fideler büyümeye bırakıldı. Sera koşulları; ışık için 3500 lüx, sıcaklık için 24-25 oC, fotoperyot 16 saat ışık, 8 saat karanlık (uzun gün) olacak şekilde düzenlendi. Bu koşullarda bekletilen her saksı gün aşırı 50 ml musluk suyu ile sulandı. Sera koşullarında büyütülen bu fidelerden, tohumların ıslatılmasından itibaren başlayan zaman diliminin 5. gününde sağlıklı büyüme göstermeyenler elimine edildi. Bu seleksiyondan 2 gün sonra, yani bir haftalık olan homojen görünüme sahip fideler alınarak ağır metal çözeltilerine konuldu. Yapılan ön denemelerde civa ve kadmiyumun toksisite dereceleri arasında önemli farklılıklar görüldüğünden, bu iki ağır metalin farklı konsantrasyonları kullanıldı. Bu işlem için önce civanın (HgCl2) ve kadmiyumun (CdCl2.H2O) 2 mM stok çözeltileri hazırlandı. Bu stok çözeltilerden civa ve kadmiyum için sırasıyla 0.02, 0.04, 0.06 ve 0.05, 0.06, 0.08 mM konsantrasyonlarında çözeltiler elde edildi. Stok çözeltilerden seyreltme işlemi Hoagland besin solüsyonu kullanılarak yapıldı. Daha sonra 500 ml’lik alüminyum folyo ile kaplı kavanozlara, her ağır metalin 3 konsantrasyonundan 200’er ml (kontrol için Hoagland solüsyonu) bırakıldı. Yetiştirilen 7 günlük fasulye fideleri saksılardan alınarak kökleri musluk suyunda iyice yıkandı. Bu fidelerden, her bir ağır metal konsantrasyonu için 10’ar adet (her kavanoza iki fide olacak şekilde) sünger kapaklar yardımıyla kavanozlara yerleştirildi ve 10 gün boyunca sera koşullarında büyümeye bırakıldı. Bu süre içerisinde, gün aşırı olacak şekilde, fidelerin kök ve gövde boylarıyla yaprak alanları tespit edildi.

3 konsantrasyonundan 200’er ml (kontrol için Hoagland solüsyonu) bırakıldı. Yetiştirilen 7 günlük fasulye fideleri saksılardan alınarak kökleri musluk suyunda iyice yıkandı. Bu fidelerden, her bir ağır metal konsantrasyonu için 10’ar adet (her kavanoza iki fide olacak şekilde) sünger kapaklar yardımıyla kavanozlara yerleştirildi ve 10 gün boyunca sera koşullarında büyümeye bırakıldı. Bu süre içerisinde, gün aşırı olacak şekilde, fidelerin kök ve gövde boylarıyla yaprak alanları tespit edildi.

devamı

Seçenekler
Yazdırılabilir şekli göster Sayfayı E-Mail olarak gönder
Stil
Normal Hybrid-Şeklinde gösterime geç Ağaç şeklinde gösterime geç

Bunlara Baktınız mı?