PGPB ile inoküle edilen ayçiçeğinde (helianthus annuus l.) nikel alımı, toleransı ve toksisitesi
Nickel uptake, tolerance and toxicity in sunflower (helianthus annuus l.) inoculated with PGPB
- Tez No: 1018846
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET AKSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Botanik, Botany
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Botanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İnsan kaynaklı faaliyetler ile giderek artan nikel (Ni) kirliliği, canlıların sağlığı, ekosistemlerin sürdürülebilirliği ve gıda güvenliği için tehdit unsuru niteliğindedir. Hem tarımsal ürün kaybına yol açması hem de bu alanlarda yetişen gıdalar aracılığıyla Ni'in insan bünyesinde zamanla biyoakümüle olabilmesi sebebiyle özellikle tarımsal arazilerde görülen Ni kontaminasyonu ile mücadele edilmesi oldukça önemlidir. Bu anlamda çoğunlukla düşük-orta kirlilikteki arazilerde uygulanabilecek bir metot olan, bitkilerin metal tolerans ve akümülasyon özelliklerine dayanan çevre dostu ve düşük maliyetli fitoremediasyon stratejileri öne çıkmaktadır. Fitoremediasyon uygulamalarında yan ürünleri ile ekonomik getiri sağlayan, üretimine ve kültüre alınmasına dair tarihsel bilgi birikimi olan, yüksek biyokütleli ve metale dayanıklı tarımsal bitkiler kullanılabilmektedir. Bu bitkilerin biyokütle üretimine, metal toleransına ve ortamdan metal alımına katkı sağlayarak fitoremediasyon süreçlerinin verimini arttıran bir yöntem ise destekleyici olarak bitki büyümesini teşvik eden bakterilerin (plant growth promoting bacteria, PGPB) kullanılmasıdır. Bu tez çalışmasında, Helianthus annuus L. 'TR 2242CL' (Ayçiçeği) bitkilerinde hidroponik koşullarda 0.4 mM Ni ve PGPB özellikli Streptomyces pseudovenezuelae uygulamasının bitkilerde mineral madde alımına, yaş ve kuru ağırlığa, oransal su içeriğine (RWC), elektron sızıntısına (ELC), antosiyanin ve flavonoid içeriğine, fotosentetik pigment miktarına (klorofil ve karotenoid) ve klorofil a floresansı tabanlı JIP-test parametrelerine etkisi incelenmiştir. Ni uygulaması ile ayçiçeği bitkilerinde Ca, Mg ve Mn konsantrasyonu, Cu, Fe, Ca, Mg, Mn toplam alımı, sürgün ve köklerin kuru ve yaş ağırlığı, klorofil içeriği, RWC değerleri düşmüş ve JIP-testi parametrelerinden elde edilen sonuçlara göre fotosentetik mekanizmada aksamalar tespit edilmiştir. Ayrıca ELC, antosiyanin ve toplam flavonoid içeriğinin Ni stresi ile arttığı gösterilmiştir. Ni için translokasyon faktörünün (TF)<1 ve biyoakümülasyon faktörünün (BCF)>1 olarak belirlenmesi, kullanılan ayçiçeği kültivarının Ni'i akümüle edebildiğini ancak sürgüne translokasyon kapasitesinin zayıf olduğunu göstermektedir. Bu nedenle bu kültivarın fitostabilizasyon uygulamalarında değerlendirilmesi uygun görünmektedir. S. pseudovenezuelae uygulaması ile kontrol koşullarında toplam flavonoid düzeyi yaklaşık %66 yükselirken antosiyanin içeriği %47 azalmıştır, diğer ölçümlerde ise kontrol koşullarında bakterinin etkisi gözlemlenmemiştir. Ni stresi durumunda ise S. pseudovenezuelae ile sürgün yaş ağırlığı %21, sürgün kuru ağırlığı %32, kök kuru ağırlığı %38, RWC değeri %26, klorofil a %26 ve klorofil b %42 artmış, antosiyanin içeriği %41 azalmış ve bazı fotokimyasal parametrelerde (ABS/RC, DI0/RC, TR0/RC, Vk/Vj, Vj, PIABS, PITOT) iyileşme tespit edilmiştir. Mineral madde içeriği sonuçlarında Ni ve diğer elementlerin alımı; Ni için hesaplanan TF, BCF değerlerinde bakteri uygulamasına bağlı olarak bir fark görülmemiştir. Elde edilen bulgulara göre, S. pseudovenezuelae bakterisinin ayçiçeği bitkilerinde Ni toleransına ve biyokütle üretimine katkı sağlayarak düşük-orta düzey Ni kirliliği olan alanlarda tarımsal üretimi açısından ve fitoremediasyon uygulamaları bakımından avantaj oluşturabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Nikel (Ni) pollution, which has been increasingly intensified by anthropogenic activities, poses a threat to the health of living organisms, the sustainability of ecosystems, and food security. Since it not only causes yield losses but also has the potential to bioaccumulate over time in the human body through foods grown in contaminated areas, it is particularly important to control Ni contamination in agricultural lands before it reaches critical levels. In this context, phytoremediation strategies have gained prominence as environmentally friendly and low-cost approaches that can mainly be applied in soils with low to moderate contamination and that rely on the metal tolerance and accumulation capacities of plants. In phytoremediation practices, agricultural crops with high biomass production and metal tolerance may be utilized, especially those that provide economic returns through their byproducts. One supportive approach that can enhance the efficiency of phytoremediation by improving biomass production, metal tolerance, and metal uptake from the growth medium is the use of plant growth promoting bacteria (PGPB). In this thesis, the effects of 0.4 mM Ni exposure and the application of the PGPB strain Streptomyces pseudovenezuelae on mineral nutrient uptake, fresh and dry weight, relative water content (RWC), electrolyte leakage (ELC), anthocyanin content, flavonoid level, pigment content (chlorophyll and carotenoid), and chlorophyll a fluorescence based JIP-test parameters were investigated in Helianthus annuus L. cv. TR 2242CL (Sunflower) plants grown under hydroponic conditions. Ni treatment decreased Ca, Mg, and Mn concentrations, total uptake of Cu, Fe, Ca, Mg, and Mn, fresh and dry weights of shoots and roots, chlorophyll content, and RWC values, while impairments in the photosynthetic machinery were detected based on JIP-test parameters. In addition, ELC, anthocyanin content, and total flavonoid content increased under Ni stress. The translocation factor (TF) for Ni was found to be <1, whereas the bioaccumulation factor (BCF) was >1. These findings indicated that the sunflower cultivar used was capable of accumulating nickel; however, due to its weak translocation to the shoot, it appears to be more suitable for phytostabilization strategies. Under Ni-free conditions, application of S. pseudovenezuelae increased total flavonoid levels by approximately 66%, while anthocyanin content decreased by 47%; no bacterial effect was observed for the other parameters under non-stress conditions. Under Ni stress, however, S. pseudovenezuelae increased shoot fresh weight by 21%, shoot dry weight by 32%, root dry weight by 38%, RWC by 26%, chlorophyll a by 26%, and chlorophyll b by 42%, while anthocyanin content decreased by 41%; improvements were also detected in some photochemical parameters (ABS/RC, DI0/RC, TR0/RC, Vk/Vj, Vj, PIABS, PITOT). No bacterial effect was observed on mineral nutrient content, including Ni concentration and uptake, or on TF and BCF values. Based on these findings, S. pseudovenezuelae may offer an advantage in phytoremediation applications by contributing to Ni tolerance and biomass production in sunflower plants.
Benzer Tezler
- Soğuğa dirençli bitkilerin yaprak apoplastından izole edilen bakterilerin fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) soğuk stresi toleransı üzerine etkileri
The effects of bacteria isolated from the leaf apoplast of cold-resistant plants on the cold stress tolerance of bean (Phaseolus vulgaris L.)
DENİZ TİRYAKİ
- Hiperakümülatör centaurea ensiformis P.H.davis bitkisinden izole edilen bakterilerle aspir bitkisinin nikel toleransının ve fitoremediasyon kapasitesinin arttırılması
Improvement the nickel tolerance and phytoremediation capacity of safflower plant with bacteria isolated from the hyperaccumulator centaurea ensiformis P.H.davis plant
UĞURCAN BARAN
Doktora
Türkçe
2025
BotanikAkdeniz ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AKSOY
PROF. DR. YASEMİN EKMEKÇİ
- SİO2 nanopartikülleri ve endofitik bakteri uygulamalarının yoncada (medicago sativa L.) kuraklık stresi toleransı üzerine etkilerinin in vitro koşullarda araştırılması
İnvestigation of the effect of SİO2 nanoparticles and endophytic bacteria applications on drought stress tolerance in alfalfa (medicago sativa L.) under in vitro conditions
MERVE ŞİMŞEK GEYİK
Doktora
Türkçe
2025
BiyoteknolojiErzurum Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL BEZİRĞANOĞLU
- Determination of interaction between Arabidopsis thaliana and putative endophytic bacterium associated with fraser photinia
Alevağacı ile ilişkili olası endofitik bakterinin Arabidopsis thaliana bitkisi ile etkileşiminin belirlenmesi
MARIA BATOOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YELDA ÖZDEN ÇİFTÇİ
DR. MİNE GÜL ŞEKER
- Kurşun bulaştırılmış ortamda yetiştirilen lale (Tulipa spp.) bitkisinin gelişim ve besin elementi içeriklerine bakterilerin etkisi
The effect of bacteria on development and nutrient content of tulip (Tulipa spp.) grown in lead contaminated environment
ASUMAN ALPKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiSiirt ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ARZU KOÇAK MUTLU
DOÇ. DR. ARZU ÇIĞ