Buğday (triticum aestivum l.)’da alüminyum toksisitesine karşı kitosan uygulamasının etkileri

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Gamze Kurtuluş

Danışman: FİLİZ VARDAR

Özet:

Buğday (Triticum aestivum L.)’da Alüminyum Toksisitesine Karşı Kitosan Uygulamasının Etkileri Alüminyum (Al) bitki beslenmesinde gerekli olmadığı halde yer kabuğu kütlesinin % 8.1’ ini oluşturan, oksijen ve silikondan sonra en çok bulunan metalik bir elementtir. Spesifik ve biyolojik işlevi henüz aydınlatılamamıştır. Çeşitli çevresel faktörler nedeni ile toprağın asiditesi artar ise Al çözünüp toksik forma dönüşür. Asidik topraklarda genellikle 10-100 µM arasında değişen konsantrasyonlarda bulunan çözünmüş Al, bitkiler için büyümeyi engelleyici önemli bir faktördür. Yaptığımız çalışma ile dünya genelinde ekonomik öneme sahip buğday (Triticum aestivum L.)’da oluşturulmuş olan Al toksisitesi kitosan uygulaması ile ilk kez iyileştirilmeye çalışılmıştır. Bu çalışma sonucunda çeşitli morfolojik, sitolojik, biyokimyasal ve moleküler yöntemler kullanılarak Al’ye maruz bırakılmış köklerle kitosan uygulamasıyla iyileştirilmiş kökler karşılaştırılmıştır. Ankara Tarımsal Araştırma Merkezi’nden temin edilen buğday tohumları materyal olarak kullanılmıştır. Tohumlar petri kabında 96 saat boyunca farklı solüsyonlarda çimlendirilmiştir. Kontrol grubu olarak distile su kullanılmıştır. 100 µM AlCl3 solüsyonu (pH 4.5) kullanılarak toksisite oluşturulmuştur. Oluşan Al toksisitesinin iyileştirilmesi için kökler; 0.1 mg/L, 0.25 mg/L ve 0.5 mg/L kitosan (CHT) çözeltileri ile muamele edilmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlara göre Al iyonları buğday köklerinin uzamasını inhibe ederken CHT uygulaması sonucu kök uzamasında artış gözlenmiştir. Al birikimi sonucu hücre zarında lipid peroksidasyonu artarak zar bütünlüğü bozulmuş, prolin birikimi meydana gelmiş ve antioksidan enzim aktivitelerinde artış gözlenmiştir. CHT uygulaması ile Al’nin hücreye verdiği zarar iyileştirilmiş, artan enzimatik aktivite ile strese karşı direnç oluşturulmuştur. Yaptığımız çalışmaya göre Al sebepli stres belirtilerine CHT uygulamasının düşük konsantrasyonlardaki (0.1 mg/L ve 0.25 mg/L) iyileştirme etkisinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. -------------------- ABSTRACT The Effects of Chitosan Application Against Aluminum Toxicity in Wheat (Triticum aestivum L.). Aluminum (Al) is the most common metallic element after oxygen and silicon, which makes up 8.1% of the earth's crust. Its specific and biological function has not yet been elucidated. If the acidity of the soil increases due to a number of environmental factors, Al is dissolved and transformed into a toxic form. In acidic soils, dissolved Al, usually present in concentrations ranging from 10 to 100 µM, is an important factor in inhibiting growth for plants. In the present study we aimed to improve the toxicity of Al-toxicity, which has been created in the world-wide wheat. As a result of this study, using various morphological, cytological, biochemical and molecular methods, the roots exposed to the Al were compared with the modified root with chitosan application. Wheat seeds obtained from Ankara Agricultural Research Center were used as material. Seeds were germinated in petri dishes for 96 hours in different solutions. Distilled water was used as control group. Toxicity was established using 100 µM AlCl₃ solution (pH 4.5). Roots were treated with 0.1 mg/L, 0.25 mg/L and 0.5 mg/L chitosan solutions to improve Al toxicity. According to our results, while Al ions inhibited the elongation of wheat roots, an increase in root elongation was observed as a result of CHT application. As a result of the accumulation of al lipid peroxidation in the cell membrane increased membrane integrity, proline deposition has occurred and antioxidant enzyme activities have been observed an increase. With CHT application, the damage caused by Al was improved and resistance against stress was created with increasing enzymatic activity. According to our study, the effect of CHT on Al-induced stress symptoms was found to be higher in lower concentrations (0.1 mg/L ve 0.25 mg/L).