Bazı su bitkilerinde kurşun genotoksisitesinin moleküler belirteçler ile belirlenmesi ve bu bitkilerin kurşun ile kirlenmiş suların fitoremediasyonunda kullanabilirliklerinin araştırılması
Assessment of lead-induced genotoxicity in selected aquaticplants using molecular markers and evaluation of theirpotential for the phytoremediation of lead-contaminatedwaters
- Tez No: 1017080
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM İLKER ÖZYİĞİT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Botanik, Biyoloji, Biotechnology, Botany, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kurşun (Pb), bitkilerin metabolik faaliyetlerini, büyüme ve gelişimlerini önemli ölçüde engelleyen bir ağır metaldir. Pb kirliliği, bitkilerde mineral besin elementlerinin alımını engelleyerek homeostasinin bozulmasına ve genotoksik değişikliklere neden olmaktadır. Bu çalışma ile, Pb' nin tatlı sulardan fitoremediasyon yöntemi ile azaltılmasında Alternanthera reineckii Briq., Ludwigia repens J.R. Forst., Anubias nana Engl., Hygrophila corymbosa (Blume), Hydrocotyle leucocephala Cham. & Schltdl. türlerinin etkinliklerinin incelenmesi ve çevresel iyileştirme için bitki temelli sürdürülebilir bir çözüm olarak potansiyellerinin ortaya çıkarılması amaçlanmaktadır. On gün boyunca 0, 10, 25, 50 ve 100 μM Pb(NO3)2 konsantrasyonlarına maruz bırakılan bitki klonlarının yıkanmış ve yıkanmamış kök, gövde, yaprak örneklerinde B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na ve Zn besin mineralleri ve Pb konsantrasyonları ICP-OES ile analiz edilmiştir. RE, BCF, BAI, TF, SA, SAE ve PWC değerleri bitkilerin remediasyon etkinliğini değerlendirmek için hesaplanmıştır. Ayrıca, ISSR belirteçleri kullanılarak elde edilen bant profilleri değerlendirilerek bitkilerin Pb stresine yanıtları genotoksik yönden incelenmiştir. Verilerin analizi sonucunda artan Pb konsantrasyonlarına paralel olarak mineral besin elementlerinde giderek artan oranda azalmalar gözlemlenmiştir. Ayrıca, artan kurşun konsantrasyonlarına bağlı olarak bitkilerinin organlarında yüksek düzeyde kurşun birikimi analiz edilmiştir. BAI, BCF ve TF değerleri, türlerin Pb'yi alma, dokularında tutma ve organlar arasında taşıma kapasitelerinin türlere göre değiştiğini; bu parametrelerin klorofil, PWC ve GTS sonuçlarıyla birlikte değerlendirildiğinde bazı türlerin Pb stresine karşı daha yüksek fizyolojik ve genomik dayanıklılık gösterebildiğini ortaya koymaktadır. Toplam klorofil içeriklerinde gözlenen azalmalar, Pb stresinin fotosentetik pigment düzeyi üzerinde olumsuz etki oluşturduğunu göstermektedir. Çalışmada kullanılan türlerin Pb'yi farklı bitki organlarında yüksek düzeylerde biriktirebildiği belirlenmiştir. Ayrıca, uygulanan Pb konsantrasyonlarında genomik şablon stabilitesinin büyük ölçüde korunduğunu gözlemlenmiştir. Bu bulgu, Pb akümülasyon kapasitesi ve fizyolojik parametrelerle birlikte değerlendirildiğinde, türlerin Pb stresine karşı belirli düzeyde tolerans gösterebildiğine işaret etmektedir. Fitoremediasyon çalışmalarında hiperakümülatör türlerle birlikte Pb toksisitesinin azaltılmasında kullanılmaları önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
The accelerated growth of industrial activities and urbanization has exacerbated environmental concerns. Pb has been identified as a hazardous heavy metal and pollutant that adversely impacts plant metabolism, growth, and development. Pb contamination has been demonstrated to interfere with the uptake of essential mineral nutrients, resulting in deficiencies and disrupting homeostasis in plants. Pb exposure may also induce genotoxic alterations. The objective of this study is to deepen the knowledge of plant-based strategies for environmental remediation by examining the species such as Alternanthera reineckii Briq., Ludwigia repens J.R. Forst., Anubias nana Engl., Hygrophila corymbosa (Blume), Hydrocotyle leucocephala Cham. & Schltdl. in mitigating Pb concentrations in freshwater through phytoremediation. Clonal plant materials were exposed to Pb(NO3)2 concentrations of 0, 10, 25, 50, and 100 μM for ten days. After the plants were harvested the concentrations of mineral nutrients (B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, and Zn) and Pb accumulation in both washed and unwashed roots, stems, and leaves were analyzed using ICP-OES. Also, RE, BCF, BAI, TF, SA, SAE, and PWC values were calculated to evaluate the remediation effectiveness of plants. Furthermore, ISSR marker band profiles were used to assess the genotoxic responses of the plants to Pb stress. Data analysis indicated significant decreases in mineral nutrient concentrations parallel with rising Pb concentrations. In addition, increased Pb accumulation in the plant organs was seen as a response to elevated Pb concentrations compared to the control group. BAI, BCF, and TF values indicate that plants have developed tolerance to Pb, while decreases in total chlorophyll content indicated species-specific differences in Pb uptake, accumulation, and translocation capacities. Additionally, the relatively preserved GTS values, together with the Pb accumulation capacities of the tested species, suggest that these plants may tolerate Pb stress through coordinated physiological and molecular defense responses. Accordingly, they may serve as promising candidates for freshwater phytoremediation, particularly in controlled systems, and their combined application with hyperaccumulator species could improve Pb removal efficiency while reducing Pb toxicity in aquatic environments.
Benzer Tezler
- Buğday (Triticum aestivum L.) ve arpa (Hordeum vulgare L.) bitkilerinde kısa süreli ağır metal uygulamasının bazı antioksidan enzimlerin ekspresyon seviyeleri ve lipid peroksidasyonu üzerine etkileri
Effects of the short-term heavy metal application on the expression levels of some antioxidant enzymes and lipid peroxidation in wheat (Triticum aestivum L.) and barley (Hordeum vulgare L.) plants
HÜLYA YILDIR
- Düzce (Melen) havzasında yer alan bazı bitkilerde arazi kullanım etkinliğine bağlı olarak ağır metal kirliliğinin incelenmesi
Assessment of heavy metal pollution in some plants in the Düzce (Melen) watershed due to land use activities
AHMET AYTEĞİN
Doktora
Türkçe
2026
Ormancılık ve Orman MühendisliğiDüzce ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZCAN
- Çilekte ağır metal stresine karşı bazı faydalı bakterilerin etkisinin belirlenmesi
Determination of the effect of some beneficial bacteria against the stress of heavy metal in strawberry
MURAT ŞAHİN
- Hiyar (Cucumis sativus L.) bitkisinde aritilmiş su kullanilarak yapilan kisintili sulama uygulamalarinin veri̇m, kali̇te ve ağir metal içerikleri üzerine olan etkileri
The effects of defıcıt ırrıgatıon applıcatıons on yıeld, qualıty and heavy metal contents of cucumber (Cucumis sativus L.) plant usıng reclaımed water
UFUK TAN DURAN
Doktora
Türkçe
2023
ZiraatBursa Uludağ ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAY AKBUDAK
- Kocaçay Deresi üzerinde farklı lokasyonlardan alınan balık ve bitki örneklerinin kirlilik birikiminin karşılaştırmalı incelenmesi
Comparative investigation of pollution accumulation of fish and plant samples taken from different locations on Kocaçay Stream
VİLDAN YABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KOYUN
DOÇ. DR. AYŞEGÜL AKPINAR