Baryum klorür toksisitesine maruz kalan Salvinia natans bitkilerinde büyüme, azot metabolizması ile ilişkili enzim aktiviteleri ve lipid peroksidasyondaki değişimler
Changes in growth, enzyme activities related to nitrogen metabolism and lipid peroxidation in Salvinia natans plants exposed to barium chloride toxicity
- Tez No: 1023186
- Danışmanlar: PROF. DR. CEYDA ÖZFİDAN KONAKÇI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bitkilerin büyüme ve gelişme süreçleri, makro ve mikro besin elementlerinin dengeli alımına bağlıdır. Esansiyel olmayan elementler dahi belirli konsantrasyonların üzerine çıktığında bitki metabolizmasını olumsuz yönde etkileyebilir. Yerkabuğunda yaygın olarak bulunan baryum, yüksek toksisite potansiyeline sahip bir element olup doğada genellikle sülfat ve karbonat tuzları halinde bulunur. Barit ve witherit, baryumun en yaygın mineralleri arasında yer almakta ve toprakta geniş bir konsantrasyon aralığında bulunabilmektedir. Bitkilerde baryum birikimi yalnızca morfolojik ve büyüme geriliği gibi dışsal belirtilerle sınırlı kalmayıp, hücresel düzeyde birçok metabolik süreci etkileyebilmektedir. Özellikle besin elementi alımını bozarak iyon dengesi, enzim aktivitesi ve reaktif oksijen türleri oluşumu üzerinde değişikliklere yol açtığı bildirilmektedir. Bu süreçler arasında azot metabolizması, bitkisel büyüme ve verim açısından merkezi bir rol oynadığından baryum (Ba) stresine karşı oldukça duyarlı bir sistemdir. Nitrat ve amonyum alımı, nitrat redüktaz ve glutamin sentetaz gibi anahtar enzimlerin aktivitesi ile yakından ilişkili olan bu metabolik yol, ağır metal ve toksik element stresine bağlı olarak önemli ölçüde baskılanabilmektedir. Bu durum, protein sentezi, klorofil oluşumu ve fotosentetik kapasitenin azalmasına neden olarak bitki gelişimini sınırlandırır. Salvinia natans türünde baryum stresi üzerine herhangi bir çalışma bulunmamaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasında Salvinia natans bitkilerine iki hafta süresince 50-100-250-500-1000 M baryum klorür (BaCl2) uygulaması yapılmış ve yaprak örneklerinde büyüme, su içeriği, H2O2 birikimi, TBARS miktarı ve azot döngüsü ile ilişkili enzim aktiviteleri izlenmiştir. Sucul bir makrofit olan Salvinia natans, baryum toksisitesi maruz kaldığında RWC, RGR ve protein içeriğinde ciddi azalmalar göstermiştir. ROS (H2O2 miktarı) ve lipid peroksidasyon düzeyini gösteren TBARS miktarında en düşük Ba uygulamasında itibaren azalmalar saptanmıştır. Azot döngüsü içinde yer alan NR aktivitesinde 500 ve 1000 M BaCl2 uygulamasıyla artışlar izlenirken, NiR enzim aktivitesinde ise tüm BaCl2 uygulamalarında azalmalar gösterilmiştir. 500-1000 mM Ba uygulamasında GS aktivitesinde artışa neden olmuştur. GOGAT aktivitesinde Ba uygulanan Salvinia natans bitkilerinde azalmalara neden olmuştur. Bunun yanı sıra Ba uygulaması NAD-GDH ve NADH-GDH aktivitelerinde herhangi bir artışa neden olmamıştır. Sonuç olarak, baryumun azot metabolizması ve oksidatif stres mekanizmaları üzerindeki etkilerinin Salvinia natans modeli üzerinde araştırılması, hem ağır metal stresine karşı geliştirilen fizyolojik ve biyokimyasal savunma mekanizmalarının anlaşılmasına hem de sucul ekosistemlerde sürdürülebilir çevresel iyileştirme ve fitoremediasyon stratejilerinin geliştirilmesine önemli katkılar sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Plant growth and development depend on the balanced intake of macro and micronutrients. Even non-essential elements can negatively affect plant metabolism when they exceed certain concentrations. Barium, commonly found in the earth's crust, is an element with high toxicity potential and is generally found in nature as sulfate and carbonate salts. Barite and witherite are among the most common minerals containing barium and can be found in soil over a wide concentration range. Barium accumulation in plants is not limited to external symptoms such as morphological and growth retardation, but can also affect many metabolic processes at the cellular level. In particular, it is reported to disrupt nutrient uptake, leading to changes in ion balance, enzyme activity, and reactive oxygen species formation. Among these processes, nitrogen metabolism, which plays a central role in plant growth and yield, is a highly sensitive system to barium (Ba) stress. This metabolic pathway, closely related to nitrate and ammonium uptake and the activity of key enzymes such as nitrate reductase and glutamine synthetase, can be significantly suppressed due to heavy metal and toxic element stress. This situation limits plant growth by causing a decrease in protein synthesis, chlorophyll formation, and photosynthetic capacity. There are no studies on barium stress in Salvinia natans. Therefore, in this thesis study, Salvinia natans plants were treated with 50-100-250-500-1000 µM barium chloride (BaCl2) for two weeks, and growth, water content, H2O2 accumulation, TBARS amount, and enzyme activities related to the nitrogen cycle were monitored in leaf samples. Salvinia natans, an aquatic macrophyte, showed significant reductions in RWC, RGR, and protein content when exposed to barium toxicity. Decreases in ROS (H2O2 amount) and TBARS amount, which indicates the level of lipid peroxidation, were detected starting from the lowest Ba application. While increases were observed in NR activity, which is part of the nitrogen cycle, with 500 and 1000 µM BaCl2 applications, decreases were shown in NiR enzyme activity in all BaCl2 applications. The application of 500-1000 mM barium (Ba) resulted in an increase in GS activity. Ba treatment caused a decrease in GOGAT activity in Salvinia natans plants. Furthermore, Ba treatment did not cause any increase in NAD-GDH and NADH-GDH activities. In conclusion, investigating the effects of barium on nitrogen metabolism and oxidative stress mechanisms in the Salvinia natans model will make significant contributions to understanding both the physiological and biochemical defense mechanisms developed against heavy metal stress and to developing sustainable environmental remediation and phytoremediation strategies in aquatic ecosystems.
Benzer Tezler
- Farklı maddelerle katkılanan lignoselüloz içerikli betonların radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radiation shielding properties of concretes with lignocellulose content doped with different materials
HACI ALİ GÜRDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF KAVUN
- Baryum ve kalsiyum tungstatlarda izotop ve iyon değişimi reaksiyonlarının incelenmesi
Investigation of isotope and ion exchange reactions in barium and calcium tungstates
GÜLTEN ATUN
- Baryum metaborat tetrahidrat'ın üretimi ve üretimi artlarının belrlenmesi
Production of barium metaborate tetrahydrate and determination of the production conditions
FATMA ZEHRA KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYHAN ABDULLAH CEYHAN
- Doğal sulardan etanol'de kristalizasyon ile farmakolojik sodyum klorür (NaCI) eldesi
Başlık çevirisi yok
ŞERİF DEMİREL
