Kadmiyum uygulanan fasulyede (phaseolus vulgaris L.) meydana gelen fizyolojik ve moleküler cevapların belirlenmesi
Determination of physiological and molecular responses in beans (phaseolus vulgaris L.) treated with cadmium
- Tez No: 945160
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET EMRE EREZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Madencilik, modern tarım uygulamaları ve sanayileşme gibi çeşitli insan kaynaklı faaliyetler toprakta, suda ve havada ağır metal yoğunluğunun artmasına ve yaşadığımız çevrede uzun vadeli zararlı etkilere neden olmaktadır. Kadmiyum (Cd), yaygın endüstriyel kullanımı nedeniyle son zamanlarda ortaya çıkan önemli bir çevre kirleticisidir. Cd toksisitesi, çimlenmeden verimin baskılanmasına kadar bitkilerin metabolizması üzerine etkilidir. Bu bağlamda yapılan tez çalışmasında fasulye (Phaseolus vulgaris L.) bitkisinin farklı kadmiyum uygulamalarına karşı vermiş olduğu metabolik ve molekülertepkiler anlaşılmaya çalışılmıştır. Bir ticari çeşit (Gina) ve coğrafi işaret almış bir yerel çeşit (Gevaş) seçilerek, bu çeşitlere iklim odası koşullarında tesadüf parselleri deneme desenine göre ön deneme sonuçlarına bağlı olarak 10, 20, 40 ve 80 ppm kadmiyum konsantrasyonları, sulama suyu şeklinde uygulanmıştır. Ağır metalin etkilerinin belirlenmesi amacıyla morfolojik olarak; kök, gövde uzunluğu, yaş kuru ağırlık, fizyolojik olarak; klorofil, karetonoid, fenolik, flavonoid ve DPPH aktivitelerinin yanısıra stoma açıklıkları, toprak ve organlardaki kadmiyum değerleri, moleküler olarak ise 5 faklı gen bölgesine ait ekpresyon durumları değerlendirilmiştir. Veri analizleri değerlendirildiğinde genel olarak Gina ve Gevaş çeşitlerinin konsantrasyona bağlı olarak oldukça farklı ve değişken tepkiler sergiledikleri görülmüştür. Gina'da kadmiyumun artan konsantrasyonu klorofil ve fenolik miktarında azalışa neden olur iken Gevaş çeşidinde artışa sebep olduğu belirlenmiştir. Stoma açıklıkları ve boyutlarının özellikle 80 ppm uygulamasında azaldığı görüntülendi. Artan kadmiyum konsantrasyonuna bağlı olarak özellikle 40 ve 80 ppm uygulamalarında, Gina çeşidinde kadmiyumu yapraktan çok kök ve gövdede biriktirdiği, Gevaş çeşidinde ise genelde yapraklarda kadmiyum birikimin olduğu tespit edildi. Gen ekspresyonların analizinde stres ve kadmiyum yolakları ile ilişkili; WRKY, NAC, MTF, IRT ve ABA 8H bölgeleri çalışıldı. WRKY gen ifadelerinde ekspresyon değişimi her ki çeşit için de aynı oranlarda bulunmuştur. Diğer gen bölgelerinde ise konsantrasyona bağlı farklılıklar hesaplandı. Van-Gevaş bölgesinde yetiştirilen Gevaş yerel çeşidi ile yine ülkemizde yaygın olarak yetiştirilen Gina ticari çeşidi arasında ağır metal stresine verilen tepkiler bakımından önemli farklılıkların olduğu dikkat çekmiştir. Yapılan analizler sonucunda, Gevaş fasulyesinin gerçekten kadmiyum stresine karşı hem fizyolojik hem de moleküler düzeyde başarılı ve etkin tepkiler verdiği ve çeşidin ağır metal stresine karşı tolerans ve dirençli olma potansiyelinin olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Various anthropogenic activities such as mining, modern agricultural practices and industrialization cause increases in the concentration of heavy metals in soil, water and air and have long-term harmful effects on the environment we live in. Cadmium (Cd) is an important environmental pollutant that has emerged recently due to its widespread industrial use. Cd toxicity affects the metabolism of plants from germination to yield suppression. In this context, in the thesis study, it was attempted to understand the metabolic and molecular responses of bean (Phaseolus vulgaris L.) plant to different cadmium applications. A commercial variety (Gina) and a geographically indicated local variety (Gevaş) were selected and depending on the preliminary trial results according to the randomized plots trial design under climate chamber conditions, 10, 20, 40 and 80 ppm cadmium concentrations were applied to these varieties as irrigation water. In order to determine the effects of heavy metal, morphologically; root, stem length, fresh dry weight, physiologically; chlorophyll, carotenoid, phenolic, flavonoid and DPPH activities as well as stomatal apertures, cadmium values in soil and organs, and molecular expression status of 5 different gene regions were evaluated. When the data analyses were evaluated, it was seen that Gina and Gevaş varieties generally exhibited quite different and variable responses depending on the concentration. While increasing cadmium concentration in Gina caused a decrease in chlorophyll and phenolic amounts, it was determined that it caused an increase in Gevaş variety. It was observed that stomatal apertures and sizes decreased especially in 80 ppm application. Due to increasing cadmium concentration, especially in 40 and 80 ppm applications, it was determined that Gina variety accumulated cadmium more in roots and stems than leaves, while Gevaş variety generally accumulated cadmium in leaves. In the analysis of gene expressions, WRKY, NAC, MTF, IRT and ABA 8H regions related to stress and cadmium pathways were studied. The expression changes in WRKY gene expressions were found to be at the same rates for both varieties. In other gene regions, differences were calculated depending on the concentration. It has been noted that there are significant differences in the responses to heavy metal stress between the Gevaş local variety grown in the Van-Gevaş region and the Gina commercial variety, which is also widely grown in our country. As a result of the analyses, it has been determined that the Gevaş bean really gives successful and effective responses to cadmium stress at both physiological and molecular levels and that the variety has the potential to be tolerant and resistant to heavy metal stress
Benzer Tezler
- Kadmiyum ,nikel ve kurşun ağır metallerinin taşınımlarının ve Phaseolus vulgaris L. (fasulye) bitkisinde neden oldukları anatomik ve morfolojik değişikliklerin incelenmesi
Invastigation of transportation of cadmium, nikel and lead and the anatomical and morphological alterations caused by those heavy metals on common bean (Phaseolus vulgaris L.)
TUĞBA TOSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
BotanikErciyes ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DİLEK DEMİREZEN YILMAZ
- Kimyasal gübre, yosun kompostu ve zeolitin fasulye verimi ve toprağın fizikokimyasal özellikleri üzerine kısa dönem etkileri
Short term effects of chemical fertilizer, seaweed compost and zeolite mineral on bean yield and physicochemical properties of the soil
YALÇIN KÜTÜK
- Ağır metal stresine maruz kalmış fasulye çeşitlerinde CAMTA ve YABBY genlerinin gen ifadesi düzeyinde incelenmesi
Investigation of CAMTA and YABBY genes at gene expression level under heavy metal stress in common bean
EVRİM KÖSEOĞLU
- Kadmiyum stresine maruz bırakılan soya fasulyesi [Glycine max (L.) merrill] fidelerinde 24-epibrassinolid'in büyüme ve antioksidan sistem üzerine etkileri
Effects of 24-epibrassinolide on growth and antioxidant system in soybean seedles exposed to cadmium stress
FURKAN DEMİREL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
ZiraatÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiTarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YONCA SURGUN ACAR
- Aydın ilinde Büyük Menderes nehri ile sulanan bölgelerde yetişen bazı sebze ve meyvelerdeki ağır metal kirliliğinin araştırıması
Investigation of heavy metal pollution in some vegetables and fruits irrigated with Büyük Menderes river in Aydin province
BURCU KESER