Ayçiçeği (Helianthus annuus L.) bitkisinde kadmiyum sülfat (CdSO4) uygulamasının bazı metabolik olaylar üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada, değişik konsantrasyonlarda kadmiyum sülfat (CdSO4) uygulamasının ayçiçeği bitkilerinin yaprak, gövde ve kök doklarında Cd birikimi, fitokelatin ve toplam çözünebilir protein miktarı ve nitrik oksit (NO) düzeyleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Çalışmada, 11 çeşit ayçiçeği (Helianthus annuus L.) bitkisine değişik konsantrasyonlarda kadmiyum sülfat (CdSO4) uygulaması yapılarak Cd'a en dayanıklı ve en duyarlı ayçiçeği bitkileri saptanmıştır. 11 çeşit ayçiçeği bitkisinden Cd uygulamasına en dayanıklı olarak Meriç ve en duyarlı olarak da Tarsan 1018 çeşitlerinin çalışmada kullanılmasına karar verilmiştir. Hoagland kültür çözeltisinde 15 gün yetiştirilen ayçiçeği bitkilerine 2 ve 4 gün süre ile CdSO4 (150 ?M, 200 ?M 250 ?M ve 300 ?M) uygulaması yapılmıştır. Çalışmanın sonunda, çalışmada kullanılan Meriç ve Tarsan 1018 çeşitlerinin değişik konsantrasyonlarda CdSO4 uygulanmış kültür koşullarında yaprak, gövde ve kök dokularında Cd birikiminin zamana bağlı olarak artış gösterdiği saptanmıştır. Dayanıklı Meriç çeşidinde Cd birikiminin ve fitokelatin miktarlarının duyarlı Tarsan 1018 çeşidinden daha düşük olduğu bulunmuştur. Toplam çözünebilir protein miktarlarının Cd uygulamasından 2 ve 4 gün sonra her iki çeşitte de azaldığı ve bu azalmanın Tarsan 1018 çeşidinde daha belirgin olduğu saptanmıştır. Nitrik oksit (NO) düzeylerinde ise, Meriç çeşidinde Cd uygulamasına bağlı olarak artış görülürken, Tarsan 1018 çeşidinde 2. günde her üç dokuda da artış ve azalışların olduğu 4. günde ise artışların olduğu bulunmuştur. Tüm konsantrasyonlar ve her iki uygulama zamanında dayanıklı Meriç çeşidinde NO düzeyleri Tarsan 1018 çeşidine göre daha yüksek bulunmuştur. Sonuç olarak, Meriç çeşidinin Tarsan 1018 çeşidine göre yaprak, gövde ve kök dokularında daha az Cd biriktirmesi ve daha düşük miktarda fitokelatin sentezlemesi, toplam çözünebilir protein miktarındaki azalmanın daha az olması ve yüksek düzeyde NO sentezlemesinden dolayı Cd stresine dayanıklı bir çeşit olabileceğini düşündürmektedir. ANAHTAR KELİMELER: Helianthus annuus, ayçiçeği, ağır metal stresi, kadmiyum (Cd), fitokelatin, toplam çözünebilir protein, nitrik oks

In this study, effects on Cd accumulations, amount of phytochelatin, total protein and nitric oxide levels in leaves, stem and root tissues were investigated under different cadmium sulphate (CdSO4) conditions. Tolerant and sensitive sunflower plants were determined by treatments of different cadmium sulphate (CdSO4) concentrations on 11 varieties of sunflower (Helianthus annuus L.). Meriç and Tarsan 1018 varieties as the most tolerant and most sensitive to Cd applications were decided to use our experiments. CdSO4 treatments (150 ?M, 200 ?M 250 ?M ve 300 ?M) were applied for 2 and 4 days to sunflower plants grown in Hoagland culture conditions for 15 days. Accumulation of Cd in leaf, stem and root tissues in both Meriç and Tarsan 1018 varieties treated with different concentrations of Cd, were observed to increase depending on the exposure time. Cd accumulation and amounts of phytochelatin were found to be lower in tolerant Meriç variety compared to sensitive Tarsan 1018 variety. It was observed that the total soluble protein amounts reduced after 2 and 4 days of Cd application in both varieties but in Tarsan 1018 variety this decrease was more obvious. For nitric oxide levels, there was an increase in Meriç variety depending on the concentration of the Cd treatment and in Tarsan 1018 variety there was a variation for all three tissues in the 2nd day and there was an increase in the 4th day. For all concentrations and both exposure times NO levels in tolerant Meriç variety were higher than those of sensitive Tarsan 1018 variety. In conclusion, Meric variety was considered as tolerant to Cd stress comparing to Tarsan 1018 variety, because it accumulated less Cd in leaves, stem and roots, produced less phytochelatin, decrease of the total protein was less and synthesised high levels of nitric oxide. KEY WORDS: Helianthus annuus, ayçiçeği, heavy metal stress, cadmium (Cd), phytochelatin, total soluble protein, nitric oxide