Investigation of genetic diversity, heavy metal and mineral nutrient status of robinia pseudoacacia l. plants collected from urban ecosystems
Kentsel ekosistemlerden toplanan robinia pseudoacacia l. bitkilerinin genetik çeşitliliğinin, ağır metal ve mineral element durumunun incelenmesi
- Tez No: 476216
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM İLKER ÖZYİĞİT, DOÇ. DR. ERTUĞRUL FİLİZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Botanik, Çevre Mühendisliği, Biology, Botany, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 201
Özet
Fabaceae familyasının bir üyesi olan Robinia pseudoacacia L., Kuzey Amerika'ya özgüdür ve dünyanın birçok yerinde, özellikle Avrupa, Güney Afrika ve Asya'da dikimi yapılan yaprak döken bir ağaçtır. Bir istilacı bitki türü olarak kabul edilmesine rağmen, erozyondan koruma ve arazi ıslahı amacıyla yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ayrıca, bu bitki türünün biyomonitor olarak kullanılabileceği kabul edilmiştir. Bu çalışmada, İstanbul ve Kocaeli illerinin ağır metal kirlilik düzeyleri, dört ayrı mevsimde toplanan bu biyomonitor bitki örnekleri kullanılarak ölçülmüş ve kirliliğin bu bitkinin mineral besin durumu üzerine olan etkileri saptanmıştır. Bu amaçla Büyük ada (kontrol), Bağdat Caddesi, Barbaros Bulvarı, TEM karayolu (yoğun trafik) ve Dilovasi (endüstriyel) bölgelerinden R. pseudoacacia bitkisinin taze yaprak, dal ve kabuk örnekleri ile bitkilerin yetiştiği bölge toprakları toplandı. Bazı mineral element ve ağır metallerin (B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb ve Zn) miktarının belirlenmesi ICP-OES cihazı kullanılarak gerçekleştirildi. Fotosentetik pigment ve toplam protein içeriği de tespit edildi. Ayrıca, incelenen R. pseudoacacia genotipleri arasındaki filogenetik ilişkileri ve genetik benzerlik oranını ortaya çıkarmak için bazı genetik analizler de yapılmıştır. Genetik analizlerde, ITS1 ve trnL-trnF intergenik ara bölgesi dizileri ve ISSR bant verileri kullanılmıştır. DNA izolasyonu, bazı değişiklikler yapılarak CTAB yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bitki mineral element içeriklerinde iki farklı mevsimsel varyasyon gözlemlenmiştir. Buna sonuçlara göre, B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn ve Pb konsantrasyonları, benzer şekilde ilkbahar ve sonbaharda artarak, yaz ve kış mevsiminde ise azalarak aynı grupta toplanmıştır. Öte yandan, K, Na, Ni ve Zn, yaz mevsiminden kış mevsimine düşüş, kıştan sonra ilkbaharda bir artış göstererek başka bir grup oluşturmuştur. Toplam protein konsantrasyonlarının sonbaharda en yüksek seviyeye ulaştığı, bahar ve yaz aylarında ise göreceli olarak daha düşük seviyede olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, farklı istasyonlardanüç mevsimde toplanan yaprak örneklerinin fotosentetik pigment konsantrasyonlarında bir miktar dalgalanma tespit edilmiştir. ITS1 ve trnL-trnF intergenik ara bölgesi dizilerinin analizi, R. pseudoacacia genotiplerinin, türlerarası genetik benzerlik düzeyinin yüksek olduğunu göstermiştir. Diğer bazı türler ile karşılaştırıldığında, filogenetik ağaçta Fabaceae familyasının bir alt grubu olarak, familyanın diğer üyeleriyle aynı grup içinde yer almıştır. ISSR verilerine dayanan Temel Bileşen Analizi (Principal Component Analysis-PCA) testine göre, üç subplot elde edilmiştir. Biri Bağdat Caddesi, Barbaros Bulvarı, Büyük Ada ve Dilovası'ndan toplanan genotiplerden ibaretken, diğeri yalnızca TEM Otoyolu genotiplerinden ve üçüncüsü de Dilovası bölgesinin dört genotipinden oluşmaktadır. Elde edilen sonuçlara göre, ISSR moleküler işaretleyicisi, çekirdek ITS1 dizisi ve kloroplast trnL - trnF intergenik ara bölgesi dizisi, genetik çalışmalarda R. pseudoacacia genotiplerini analiz etmek için etkili genetik araçlar olarak önerilebilir.
Özet (Çeviri)
Fabaceae family member Robinia pseudoacacia L. is a deciduous tree, which is native to North America and has been widely planted in many parts of the world, especially in Europe, Southern Africa and Asia. Although it is considered as an invasive plant species, it has been widely used for shelter belt and land reclamation purposes. Also, this plant species is accepted as a biomonitor plant. In this study, heavy metal pollution levels of Istanbul and Kocaeli provinces were measured by using this biomonitor plant species that were collected in four different seasons, and the effects of pollution on mineral nutrient status of this plant were determined. For this purpose, fresh leaf, branch and bark samples of R. pseudoacacia plants and their co-located soils were collected from Prince Island (control), Bagdat Avenue, Barbaros Boulevard, TEM highway (dense traffic) and Dilovasi District (industrial). Determination of some mineral elements and heavy metals (B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb and Zn) were conducted by using ICPOES. Photosynthetic pigment and total protein contents were determined as well. Additionally, some genetic analysis were performed to reveal phylogenetic relations and genetic similarity among studied R. pseudoacacia genotypes. ITS1 and trnL - trnF intergenic spacer sequences, and ISSR band data were employed for genetic analysis. DNA isolation was done by using CTAB method with some modifications. Two different types of seasonal variations on element content were observed. According to this, B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn and Pb concentrations were grouped within the same pattern with an increase in spring and autumn, and a decrease in summer and winter. On the other hand, K, Na, Ni and Zn grouped in another pattern with a decrease from summer to winter, and an increase in spring after winter. Total protein concentrations were observed as the highest in autumn, while relatively lower in spring and summer. Additionally, there were some fluctuations in photosynthetic pigment concentrations in leaf samples collected from different stations in three different seasons. ITS1 and trnL - trnF intergenic spacer sequences analysis showed that R. pseudoacacia genotypes have a high level of interspecific genetic similarity. They were also included as a subgroup in the same clade with other Fabaceae member genotypes when compared with other species. According to the ISSR based Principal Component Analysis test, three subplots were obtained. While one comprised the genotypes collected from Bagdat Avenue, Barbaros Boulevard, Prince Island and Dilovası Disctrict, one other comprised only genotypes of TEM Highway and the third one comprised four genotypes of Dilovası district. According to the results, it can be proposed that ISSR molecular markers, nuclear ITS1, and chloroplast trnL - trnF intergenic spacer sequences are effective genetic tools to analyze R. pseudoacacia genotypes in genetic studies.
Benzer Tezler
- İstanbul'un farklı habitatlarından toplanan Borago officinalis L. populasyonlarının genetik çeşitliliklerinin, ağır metal ve mineral besin element miktarlarının araştırılması
Investigation of genetic diversity, heavy metal and mineral nutrient levels of Borago officinalis L. populations collected from different habitats of İstanbul
GİZEM LOKUMCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEKİ SEVEROĞLU
PROF. DR. İBRAHİM İLKER ÖZYİĞİT
- İstanbul'un Farklı Habitatlarından Toplanan öksürük otu (Tussilago farfara L.) Populasyonlarının Genetik Çeşitliliklerinin, Ağır Metal ve Mineral Besin Element Miktarlarının Araştırılması
Investigation of Genetic Diversity, Heavy Metal and Mineral Nutrient Quantities of Coltsfoot (Tussilago farfara L.) Populations Collected From Different Habitats of Istanbul
CANSU TETİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEKİ SEVEROĞLU
PROF. DR. İBRAHİM İLKER ÖZYİĞİT
- Marmara Denizi'nin farklı bölgelerinden alınan astropecten irregularis (Pennant, 1777)'e ait populasyonların ağır metal akümülasyonlarının, genetik çeşitliliklerinin ve filogenetik ilişkilerinin araştırılması
Investigation of heavy metal accumulation genetic diversity and phylogenetic relations of Astropecten irregularis (Pennant, 1777) populations obtained from The Sea of Marmara
BİHTER UÇAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiMarmara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM İLKER ÖZYİĞİT
- Ekofizyolojik ve genetik bir yaklaşım olarak Asi Nehri'nin farklı lokasyonlarında ağır metal konsantrasyonlarına bağlı su-toprak-bitki ilişkilerinin incelenmesi
Ecophysiological and genetic approach on investigation of water-soil-plant relationships based on heavy metal concentrations at different localities of the Orontes River
İBRAHİM ERTUĞRUL YALÇIN
Doktora
Türkçe
2023
BiyolojiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VOLKAN ALTAY
- Miliç kıyı sulak alanının (Terme/Samsun) su-sediment kalitesi ve sucul makrofit çeşitliliğinin incelenmesi
Investigation of water-sediment quality and aquacic macrophite diversity of milic coal wetland (Terme/Samsun)
HALİM TOPALDEMİR
Doktora
Türkçe
2021
BiyolojiOrdu ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEYHAN TAŞ