T.C. ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BAZI AĞIR METALLERİN VERBASCUM OLYMPICUM BOISS. (SCROPHULARIACEAE) TÜRÜNÜN TOHUM ÇİMLENMESİ ÜZERİNDE ETKİLERİ Sevgi DERYA Prof. Dr. Gürcan GÜLERYÜZ (Danışman) YÜKSEK LİSANS TEZİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI BURSA-2012 Her hakkı saklıdır BAZI AĞIR METALLERİN VERBASCUM OLYMPICUM BOISS. (SCROPHULARIACEAE) TÜRÜNÜN TOHUM ÇİMLENMESİ ÜZERİNDE ETKİLERİ Sevgi DERYA U.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, tez yazım kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında; - tez içindeki bütün bilgi ve belgeleri akademik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, - görsel, işitsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçları bilimsel ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu, - başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda ilgili eserlere bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunduğumu, - atıfta bulunduğum eserlerin tümünü kaynak olarak gösterdiğimi, - kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapmadığımı, - ve bu tezin herhangi bir bölümünü bu üniversite veya başka bir üniversitede başka bir tez çalışması olarak sunmadığımı beyan ederim. 08/11/2012 İmza Sevgi DERYA Yüksek Lisans Tezi BAZI AĞIR METALLERİN VERBASCUM OLYMPICUM BOISS. (SCROPHULARIACEAE) TÜRÜNÜN TOHUM ÇİMLENMESİ ÜZERİNDE ETKİLERİ Sevgi DERYA Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Gürcan GÜLERYÜZ Verbascum olympicum Boiss. (Scrophulariaceae) Uludağ’ın alpin ve subalpin kuşağında inşaat alanı, yol kenarı, maden gibi bozulmuş alanlar üzerinde yerleşen öncü türlerden birisidir. Bu çalışmada Verbascum olympicum Boiss. (Scrophulariaceae) türünün tohum çimlenmesi ve erken fide gelişimi üzerine beş ayrı ağır metalin (Cd, Cu, Zn, Cr ve Ni) toksik etkileri araştırılmıştır. Genel olarak metal konsantrasyonun artışıyla tohum çimlenme yüzdesi azalmıştır. 500 µM’lık Cd, Cu ve Ni ve üzeri konsantrasyonlarda, 250 µM Cr ve üzeri konsantrasyonlarda ve 1250 µM Zn ve üzeri konsantrasyonlarda atipik çimlenme gözlemlenmiştir. Metal konsantrasyonunun artışıyla kök uzunluğunda kontrole göre azalma meydana gelmiştir. Gövde uzunluğunda genel olarak kontrole göre artış olmuştur. Çimlenme süresi konsantrasyon artışıyla uzamıştır. Çimlenme oranının etkilenmemesine rağmen, kök uzaması metal konsantrasyonuna bağlı olarak azalmıştır. Anahtar Kelimeler: Çimlenme, ağır metal, toksisite, Verbascum olympicum 2012, vi + 42 sayfa. i MSc Thesis EFFECTS OF SOME HEAVY METALS ON SEED GERMINATION OF VERBASCUM OLYMPICUM BOISS. (SCROPHULARIACEAE) Sevgi DERYA Uludağ University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Biology Supervisor: Prof. Dr. Gürcan GÜLERYÜZ Verbascum olympicum Boiss. (Scrophulariaceae) is one of the prioneer species a settled on destroyed areas such an soad sides, building areas and mining in the alpine and subalpine belt of Mount Uludağ. In this study, toxic effects of five different metals (Cd, Cu, Cr, Ni ve Zn) on seed germination and early seedling development of Verbascum olympicum (Scrophulariaceae) were investigated. In general, the germination percentage decreased with increasing concentrations of metal. Atypical germinations were observed at the concentrations of 500 µM of Cd, Cu and Ni, and 250 µM of Cr, and 1250 µM of Zn and above concentrations of these. Root length compared to control decreased with increasing concentrations of the metals. Seedling length was increased compared to control in general. Germination time was prolonged with increasing concentrations. Althought germination rates were not affected, root elongated was decreased depending on metal concentrations. Key Words: Germination, heavy metals, toxicity, Verbascum olympicum 2012, vi + 42 page. ii TEŞEKKÜR Çalışma konumu belirleyerek beni yönlendiren, çalışmalarımın tüm safhalarında derin bilgi birikimi ve tecrübesiyle bana yardımcı olan ve her türlü desteği sağlayan saygıdeğer hocam Prof.Dr. Gürcan GÜLERYÜZ'e; arazi çalışmaları ve teknik çalışmalar dâhil, çalışmalarımın tüm safhalarında bana yardımcı olan sevgili hocalarım Doç. Dr. Hülya ARSLAN ve Öğr. Gör. Dr. Serap KIRMIZI’ya; çalışma süresince her konuda benden yardımını esirgemeyen Ayşegül AKPINAR’a; çalışmam süresince bana sabırla katlanarak maddi ve manevi yardımlarını esirgemeyen babam Yılmaz DERYA, annem Meryem DERYA, sevgili eşim Salih KÖROĞLU, kardeşlerim Hatice, Fatma ve Ayşenur DERYA’ ya; Bursa İl Özel İdaresi Sağlık ve Çevre Daire Başkanlığındaki tüm çalışma arkadaşlarıma teşekkür ederim. Sevgi DERYA 08.11.2012 iii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET……………………………………………………………………………… İ ABSTRACT………………………………………………………………………. İİ TEŞEKKÜR………………………………………………………………………. İİİ ŞEKİLLER DİZİNİ……………………………………………………………… V ÇİZELGELER DİZİNİ…………………………………………………………... Vİ 1. GİRİŞ………………………………………………………………………… 1 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI…………………………………………………. 4 2.1. Tohum Çimlenmesi ve Dormansi…………………………………………….. 4 2.2. Ağır Metallerin Tohum Çimlenmesi ve Fide Gelişimi Üzerindeki Etkileri… 6 3. MATERYAL VE YÖNTEM………………………………………………...... 17 3.1. Materyal……..……………………………………………………………….. 17 3.2. Yöntem……………..…..…………………………………………………….. 18 3.2.1. Çimlenme Deneyleri……………………………………………………….. 18 3.2.2. Sonuçların Değerlendirilmesi ve Uygulanan İstatistik Yöntemler................ 19 4. BULGULAR…………………………………………………………………… 20 4.1. Kadmiyum (Cd)……………………………………………………………….. 20 4.2. Krom (Cr)………………………………………………………………….. 22 4.3. Bakır (Cu)……………………………………………………………………... 24 4.4. Nikel Ni ……………………………………………………………………… 26 4.5. Çinko Zn ……………………………………………………………………… 28 5. SONUÇ VE TARTIŞMA……………………………………………………. 32 KAYNAKLAR………………………………………………………………….... 36 ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………………..... 42 iv ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa Şekil 4.1. V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri……………………………………………………….. 30 Şekil 4.2. V. olympicum fidelerinde belirlenen gövde ve kök uzunlukları………… 31 Şekil 4.3. V. olympicum fidelerinde belirlenen kök/gövde ve gövde/kök oranları... 31 v ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa Çizelge 3.1.1. V. olympicum tohumlarının çimlendirilmesinde kullanılan ağır metal tuzları ve bu metallerin konsantrasyonları………..….. 18 Çizelge 4.1.1. V. olympicum tohumlarında 0, 50, 75, 100 ve 250 µM Cd konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme (çim.) yüzdesi %) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir]……………………………………... 20 Çizelge 4.2.1. V. olympicum tohumlarında 0, 50, 75 ve 100 µM Cr konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir].……………………………………… 22 Çizelge 4.3.1. V. olympicum tohumlarında 0, 100 ve 250 µM Cu konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir]…………………………………......... 24 Çizelge 4.4.1. V. olympicum tohumlarında 0, 100 ve 250 µM Ni konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir]…………………………………......... 26 Çizelge 4.5.1. V. olympicum tohumlarında 0, 100, 500 ve 1000 µM Zn konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir] ……………………………………... 28 vi 1. GİRİŞ Çevre kirliliği dünyada öncelik verilmesi gereken en önemli problemlerden biridir. İnsan aktiviteleri, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde geçtiğimiz yüzyılda geniş alanların kirlenmesine sebep olmuştur. Ağır metaller ve pestisidler, çözücüler, patlayıcılar ve poliaromatik hidrokarbonlar gibi organik bileşikler en önemli kirleticilerden olup düşük dozlarda dahi toksik etki gösterebilmektedirler. Biyosferin ağır metallerce kirletilmesi endüstri devrimi ile başlamış olup (Memon ve Schröder 2009), insanoğlu, endüstriyel atıklar ve dumanlar, tarımsal uygulamalar, araç egsozları, enerji ve yakıt üretimi, madencilik gibi farklı yollarla çevrenin ağır metal oranını arttırmaktadır. Örneğin, fosil yakıtların yakılması, atık çamurların ve gübrelerin yayılması Co’ın çevredeki artışına neden olurken, dericilik endüstrisi ise Cr’ un artışına sebep olmaktadır (Yadav 2010). Ağır metaller dünyanın her tarafına dağılmıştır. En yaygın bulunan ağır metal kirleticileri Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Ni ve Zn’ dur (Jadia ve Fulekar 2008). Bu metallerin bazıları (iz metaller) düşük dozda bitkiler için gerekli iken, yüksek dozda bitkilerde toksik etkiye neden olmaktadır. Örneğin, Cu ve Zn bitki büyümesi için gerekli iz elementlerdendir, ancak yüksek miktarlarda toksik olup birçok biyolojik sürece zarar vermektedirler. Bakır, bitki büyüme ve gelişiminde mikro element olup (Stingu ve ark. 2009) CO2 özümlenmesinde ve ATP sentezinde önemli role rahiptir. Fakat aşırı miktardaki bakır bitkide klorozise, kök büyümesinin engellenmesine ve plazma membran geçirgenliğinin hasar görmesine neden olur (Stingu ve ark. 2009). Bitkilerde Zn toksik etkisiyle kök ve gövde büyümesini engeller (Yadav 2010) ve genç yapraklarda kloroza neden olur. Buna karşılık Pb ve Cd genellikle bitkiler için gerekli olmayan metaller olarak bilinir ve her ikisinin de bitkilerin fotosentez sistemine, klorofil sentezine etkileri bulunmaktadır. Bitkide bu metallerin etkileri kloroza, biyokütle azalmasına, kök gelişiminin engellenmesine neden olurken, en sonunda bitkinin ölümüne yol açmaktadır (Tang ve ark. 2009). Aynı şekilde en yaygın toksik elementler arasına giren civa (Hg+2 formunda) mitokondriyal aktiviteyi etkiler ve reaktif oksijen türlerinin oluşumunu tetikleyerek oksidatif hasara neden olmaktadır (Yadav 2010). 1 Ağır metaller dirençlidir ve çevreden kaybolmamaktadır. Buna bağlı olarak insan aktivitesiyle ağır metal yüksek seviyeye çıktığında problemler ortaya çıkmaktadır. Bu tehlike, kirletilmiş topraklar nedeniyle ilk olarak bitkilerde ortaya çıkabilmektedir. Burada insan sağlığı için en büyük risk, bitkilerin metallere karşı toleransını geliştirdiği ve bu bitkilerin besin zincirine katıldığı zaman ortaya çıkar (Munzuroğlu ve Geckil 2002). Babula ve ark. (2008) çoğunlukla ağır metallerin ve metaloitlerin özellikle sucul çevredeki çözünebilirliğinden dolayı yaşam için potansiyel risk taşıdığını ve en önemli etkilerini; (1) birçok ağır metalin ve metaloitin oksidatif-redoks özelliğinden dolayı oksidatif strese yol açması, (2) ağır metallerin veya metaloitlerin yararlı metallere benzerliğinden dolayı proteinlerin ve diğer biyoaktif bileşiklerin yapılarına bağlanması olduğunu ifade etmişlerdir. Çeşitli uygulamalarla ağır metal düzeyi artmış doğal alanlara bazı bitki türleri öncü olarak yerleşirler ve baskın hale gelirler. Ağır metallerce kirletilmiş alanların topraklarında üç farklı tip bitkinin gelişebildiği ifade edilmektedir (Branković ve ark. 2011): (1) Metalleri dışlayan bitkiler (Metal excluders); bu bitkiler topraktaki metal konsantrasyonunun toprak üstü kısımlarına girişini engeller, fakat dış metal konsantrasyonu çok yüksek olduğunda köklerinde metalleri bulundurabilir. (2) Metal indikatörleri (Metal indicators); bu bitkiler ağır metalleri toprak üstü organlarına ait dokularda biriktirirler ve topraktaki ağır metal içeriğini yansıtırlar. (3) Metal biriktiriciler (Metal accumulators); bu bitkiler düşük dış metal konsantrasyonlarında ağır metalleri bünyelerinde biriktirebilirler. Toprak üstü organlarında çok yüksek miktarlarda metal biriktirebilen veya metal biriktirici olmayan türlerden daha yüksek miktarda metal biriktiren bitkiler hiperakümülatör bitki olarak adlandırılmaktadırlar (Bert ve ark. 2000). Toprak üstü organlarının birim kuru ağırlığında %0.1’ den daha fazla Ni, Co, Cu, Cr, Pb ve %1’ den daha fazla Zn içeren bitkiler bu metaller için hiperakümülatör tür olarak kabul edilmektedir (Baker ve Brooks 1989). Literatür verilerinden anlaşılacağı üzere, hiperakümülatörler tarafından alınan ağır metallerin bitki bünyesi içerisinde zararsızlaştırılması ve birikimi ile ilgili olarak vakuoler ayrım ve metal bağlayıcı moleküllere bağlanma süreçleri temel mekanizmalar olarak düşünülmekte ise de, Babula ve ark. (2008) hipertoleransın kesin mekanizmalarının hâlâ bilinmediğini, bazı genlerin özellikle de metal homeostaz ve stres genlerinin rol aldığını 2 belirtmişlerdir. Ağır metallerce kirletilmiş çevrenin geri kazanılmasında çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır. Bu amaç için bitkilerin kullanıldığı teknolojiler (phytoremediation) bitkilerle geri kazanım/giderim teknolojileri (fitoremidasyon) olarak adlandırılmıştır (Babula ve ark. 2008). Bitkilerle geri kazanımın yöntemleri şu şekilde sınıflandırılmaktadır: fitoekstraksiyon (bitki organlarında ağır metallerin biriktirilmesi), fitodegradasyon (bitkilerin bazı yeteneklerinin kullanılmasıyla kirleticilerin parçalanması), rizofiltrasyon (bitki kökleriyle alınma ya da adsorbe edilme ile kirletilmiş ve atık suların temizlenmesi), fitostabilizasyon (ağır metallerin çözünürlüğünün sınırlandırılmasıyla bitki dokularında kompleks bileşikler halinde depolanması), fitovolatilizasyon (bitkilerin uçucu bileşikler üreterek toprağın zehir etkisinin giderilmesi) (Babula ve ark. 2008). Tohum çimlenmesi, bir bitkinin yaşam döngüsü içerisindeki en önemli aşamalardan bir tanesidir ve mevcut çevreye son derece duyarlıdır (Kuriakose ve Prasad 2008). Bu sebeple tohum çimlenmesi ve kök uzama çalışmaları çevredeki değişimlerin biyolojik olarak takibinde en kolay yöntemlerden bir tanesi kabul edilmektedir (Wang ve Keturi 1990, Wang ve Williams 1990). Tohum çimlenme testi toksikolojik izleme için hassaslığından, basitliğinden, düşük maliyetinden ve farklı koşullar altında uygulanabilirliğinden yoğun şekilde tavsiye edilmektedir (Siddiqui ve ark. 2011). Verbascum olympicum, Uludağ’ın alpin ve subalpin kuşağında insan etkisiyle doğal vejetasyonu bozulmuş alanlar (örneğin; inşaat alanı, yol kenarı, çöplükler ve maden işletmesi çevresi gibi) üzerinde öncü olarak yerleşen ve farklı örtü derecesine sahip ruderal topluluğun karakteristik türüdür (Güleryüz ve ark. 2006). Uludağ endemiği olan bu türün çeşitli metallerce kirletilmiş olan alanların izlenmesinde kullanılabileceği belirtilmektedir (Güleryüz ve ark. 2006). Bu çalışmada Verbascum olympicum Boiss’in (Scrophulariaceae) tohum çimlenmesi ve erken fide gelişimi üzerine beş ağır metalin (Cd, Cu, Zn, Cr ve Ni) toksik etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. 3 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1. Tohum Çimlenmesi Tohum, döllenmeden sonra tohum taslağının gelişmesiyle meydana gelir. Yeni bir bitki minyatürü olarak embriyoyu içeren tohum yapısal ve fizyolojik olarak donanımlıdır ve besin depolarıyla bitkinin kendi kendine yetecek hale gelinceye kadar fide gelişimini devam ettirmesine katkı sağlar. Çimlenme, dinlenen kuru tohumun su almasıyla başlayan ve embriyonik eksenin uzamasıyla sonlanan olayları kapsar ve kökçük tarafından embriyoyu saran yapıların delinmesiyle tamamlanır (Bewley 1997). Büyük depo rezervlerinin harekete geçmesini içeren sonraki olaylar fide gelişimiyle devam etmektedir. Çimlenme bir kuru tohumun su alımıyla (emilim) başlar ve embriyonun genişlemesiyle devam eder. Su alınımı, başlangıçta hızlı bir su alınımı, yani emilim (faz 1, ), plato fazı (faz 2) ve tekrar daha fazla bir su alınımı (faz 3) olmak üzere üç aşamada gerçekleşir. Su alınımındaki artış (faz 3) embriyo uzamasını ve çevresini saran tabakaların parçalanmasını sağlar. Bu şekilde çimlenme tamamlanır (Finch-Savage ve Leubner- Metzger 2006). Dormant tohumlarda çimlenme tamamlanmadığı için tohumlar faz 3’e geçmeyebilir (Bewley 1997). Tipik angiosperm tohumlarında embriyo endosperm ve testa olmak üzere iki tabakayla sarılmıştır. Radikulanın uzamasının tamamlanabilmesi için hücre uzamasının gerekli ve yeterli olduğu kabul edilmektedir (Finch-Savage ve Leubner-Metzger 2006). Tohum dormansisi, sağlam ve canlı bir tohumun uygun şartlar altında çimlenmesine bir engel olarak kabul edilebilir (Finch-Savage ve Leubner-Metzger 2006). Finch-Savage ve Leubner-Metzger (2006)’ye göre ise dormansi bu şekilde tanımlandığında çimlenme için gerekli koşulları değiştiren herhangi bir çevresel faktör dormansiyi değiştirir. Dormansi türler arasında farklı şekilde evrimleşmiştir, çünkü her biri farklı çevrelere uyum sağlarken yeni bir bitkinin gelişimine imkan sağlayan çevrelerde çimlenir (Finch- Savage ve Leubner-Metzger 2006). Bu nedenle, farklı çevre ve iklimlere göre çeşitli çimlenme engelleri (dormansi mekanizmaları) evrimleşmiştir (Finch-Savage ve 4 Leubner-Metzger 2006). Dormansi çimlenme için gerekli şartları belirleyen bir tohum özelliğidir ve çevresel istekleri azaltan herhangi bir koşul dormansiyi kırıcı bir faktör olarak kabul edilmektedir. Dormansi kaybolduğunda çimlenmeye izin veren pencereler sonuna kadar açılır ve dormansi uyarıldığında da kapanır (Finch-Savage ve Leubner- Metzger 2006). 5 2.2.Ağır metallerin tohum çimlenmesi ve fide gelişimi üzerindeki etkileri Karasal ve su ekosistemlerinde kirlenme, biyolojik materyaller kullanılarak takip edilebilmektedir. Özellikle yüksek bitkiler, çevrede ağır metal kirliliğinin takibinde indikatör olarak kullanılmaktadır. Shafiq ve Iqbal, (2005a) Peltophorum pterocarpum D.C. Baker Ex K. türünün Cd ve Pb’nun etkisini göstermede indikatör olduğunu ve çeşitli biyolojik süreçlerde bu türden yararlanma olanağının bulunduğunu açıklamışlardır. Tang ve ark. (2009)'nın laboratuar ve alan koşulları altında gerçekleştirdikleri çalışmada Arabis paniculata türünün yüksek Pb, Zn ve Cd konsantrasyonlarında yüksek tolerans gösterdiği ve yoğun miktarda metal biriktirdiği belirtilmiştir. Araştırmacılar bu çalışmada türün Pb, Cd ve Zn metallerine karşı belirli mekanizmalara sahip olabileceğini ve birçok ağır metalin uyarıcı etkisinin ve ko- hiperakümülasyonunun temel mekanizmalarını çalışmak için kullanılabileceğini öne sürmüştür. Genelde çimlenme deneylerinde tipik olarak kullanılan temel araç içerisine kurutma/filtre kâğıdı yerleştirilmiş petri kaplarıdır (Wang 1994). Ancak, Salvatore ve ark. (2008) tohum çimlenmesi ve kök uzaması çalışmalarında kullanılan ağır metallerin fitotoksisitelerinin agar ve filtre kağıdı ortamında değerlendirdiklerinde, agar ile yapılan denemelerin filtre kağıdı kullanılarak yapılan çalışmalardan daha hassas olduğunu bildirmişlerdir. Peralte ve ark. (2001)’nın yonca (Medicago sativa L.) bitkisinin tohum çimlenmesi ve bitki büyümesi üzerine 5, 10, 20 ve 40 mg/L konsantrasyonlarındaki Cd (II), Cr (VI), Cu (II), Ni (II) ve Zn (II)’un etkilerini filtre kağıdı ortamında araştırdıkları çalışmanın benzeri Aydınalp ve Marınova (2009) tarafından aynı tür üzerinde ve agar ortamında gerçekleştirilmiştir. Bulunan sonuçlar genel çerçevede her iki çalışmada da benzerdir. Genel olarak ağır metal konsantrasyonunun artışıyla tohum çimlenmesi, kök ve gövde uzamasının engellendiği gözlemlenmiştir. Araştırmacılar tüm ağır metallerin en düşük dozlarının (5 ppm) kök uzamasında uyarıcı etkisi olduğunu göstermiştir. Uygulanan Cd ve Cr’un 20 ppm dozunda; Cu ve Ni’in 40 ppm dozunda türün çimlenme ve büyümede herhangi bir yetenek göstermediği, ancak herhangi bir Zn serisinde yonca bitkisinin çimlenebildiği ve büyüyebildiği gösterilmiştir. 6 Bugünkü bilgilere göre, tohum çimlenmesinin ağır metallerce iki yolla etkilendiği üzerinde durulmaktadır (Kranner ve Colville, 2011): (1) metallerin genel toksititesi, (2) metallerin su alınımını engellemesi. Mesela, Cd ve Cu gibi bazı metaller tohumun su alınımını engeller. Bir tohumun çimlenmesi için, embriyo su potansiyelinin eşik sınırı geçmesi gerekir. Lefevre ve ark. (2009), Dorycnium pentaphyllum Scop. tohumlarında, en yüksek dozdaki Cd’un tohum şişmesini ve genç fidedeki su içeriğini azalttığını ve Cd içerikli ortamda çimlenemeyen tohumların kontrol koşullarında tekrar çimlenebildiğini tespit etmişlerdir. Çalışmada bu durum Cd’un doğrudan toksik etkisiyle tohumları etkilemesinden ziyade, tohumların su alınımının engellemesinden kaynaklandığı açıklanmıştır. Ancak aynı çalışmada yüksek Zn konsantrasyonlarında emilimden sonra çimlenemeyen tohumların saf suda durulandıktan sonra da çimlenemediğini göstermişlerdir. Li ve ark. (2005) Arabidopsis thaliana türünün Cu’ın toksik etkisinden dolayı çimlenemeyen tohumların su ile durulandıktan sonra çimlenme yeteneklerini tekrar kazanabildiklerini bildirmişlerdir. Tohum çimlenmesi ve fide gelişimi aşamasında metallere karşı verilen tepkilerle ilgili olarak türler içinde veya türler arasında varyasyonların olduğu vurgulanmaktadır (Kranner ve Colville, 2011). Yapılan birçok çalışmayla ağır metal stresinin bitki türüne göre farklı derecede etki gösterdiği ve bunun da bitki türünün sahip olduğu tolerans mekanizmalarıyla alakalı olduğu anlaşılmaktadır. Metal toleranslı bitkilerin ve hiperakümülatör türlerin tohumlarında toksisite eşik değeri toleranslı olmayan türlerin eşik değerinden daha yüksektir. Genel olarak her bir ağır metalin türler üzerindeki toksik etkisinin ve türün her bir metale karşı göstereceği tolerans seviyesinin farklı olduğu kanaatine varılmıştır (Kranner ve Colville, 2011). Özdener ve Kutbay (2009), Eruca sativa tohumlarının çimlenmesi ve filiz büyümesi üzerinde metallerin (Cd, Cu, Ni, Pb ve Zn) toksik etkilerini inceledikleri çalışmada metallerin çimlenme ve fide gelişimde farklı etkilere sahip olduğunu göstermişlerdir. Bu tür üzerinde Cu’ın en etkili inhibitör metal olduğunu belirtirken Zn’nun en yüksek dozunda dahi türün çimlenebildiğini, tohumlarının çimlenme ve erken fide gelişim aşamasında Zn’ya toleranslı olduğunu göstermişlerdir. Ayrıca araştırmacılar, fide gelişim aşamasının çimlenme aşamasından daha hassas olduğunu belirtmişlerdir. 7 Kiran ve Şahin (2006) mercimek bitkisinin (Lens culinaris Medik) tohum çimlenmesi, kök gelişimi ve mitotik kök ucu hücreleri üzerine Cd’un etkilerini araştırmışlardır. Çalışma sonunda, Cd konsantrasyonunun artmasıyla çimlenmenin ve kök gelişiminin azaldığı ve Cd stresine karşı kök gelişiminin tohum çimlenmesinden daha hassas olduğu belirlenmiştir. Hsu ve Chou (1992) cadde yakınlarındaki bölgelerden toplanan Miscanthus floridulus tohumlarının, yollardan uzak alanlar ve dağ alanları bölgelerinden toplanan tohumlardan daha yüksek çimlenme gösterdiğini ifade etmişlerdir. Miscanthus türlerinin ağır metallerin yüksek konsantrasyonunda çimlenebildiği ve ayrıca çalışılan türler arasında M. transmorrisonensis ağır metallere karşı en toleranslı tür olduğu açıklanmıştır. Rout ve ark. (2000) kirlenmemiş alanlardan toplanan Echinochloa colona Link. tohumlarının Cr ve Ni içerikli çözeltide düşük çimlenme gösterdiğini, kirlenmiş alanlardan toplanan tohumların ise yüksek çimlenme gösterdiğini bildirmişlerdir. Ayrıca her iki alandan toplanan tohumlar arasında kök büyümesi açısından da farklılıklar olduğu gösterilmiştir. Araştırmacılar, bu farklılıkların tohum populasyonları arasındaki Cr ve Ni toleransına bağlı olabileceğini ve kirletilmiş alandan toplanan tohumların metallere karşı daha yüksek tolerans gösterdiğini ileri sürmüşlerdir. Türün metallere karşı tolerans mekanizmasının Baker ve ark. (1986) tarafından açıklanan metal birikimi (herhangi bir sınırlamanın olmaması ve metallerin zararsızlaştırılarak biriktirilmesi) ve metal dışlama (metal alınımının ve taşınmasının sınırlandırılması) şeklinde iki yolla olabileceği belirtilmiştir. Wang ve ark. (2010) Paulownia fortunei genç fidelerinin Zn, Pb, Cu ve Cd metallerine karşı fizyolojik tepkisini araştırdıklarında; Zn ve Cu uygulamalarında çimlenmenin büyük oranda azaldığını, fakat Pb ve Cd uygulamalarında ise çimlenmeyi düşük oranda etkilediğini göstermişlerdir. Araştırmacılar, ortama Cu ve Zn eklendikçe oksidatif strese sebep olan serbest radikallerin arttığını, fakat Pb ve Cd uygulamasında ise önemli bir değişimin olmadığını ve bunun nedeni olarak genç fidelerin Pb ve Cd’a karşı zararsızlaştırma mekanizmasına (antioksidant enzim, fitoşelatlar ve prolin içeriği) sahip olduğunu belirtmişlerdir. 8 Citterio ve ark. (2003) Cannabis sativa türünün Cd, Cr ve Ni’e karşı ağır metal toleransını ve birikimini araştırmışlardır. Bu çalışmayla türün Cd, Cr ve Ni içerikli toprakta yetişebildiği; topraktaki ağır metal miktarı ile bitkinin biyomasındaki ağır metal miktarı arasında belirli bir ilişki olmadığı ancak topraktaki ağır metal artışı ile bitkide ağır metalin arttığı gösterilmiştir. Bu durumun C. sativa'nın ağır metal stresine karşı yüksek direnç göstermesinin sahip olduğu DNA ve fitoşelat içeriğindeki artış gibi mekanizmalardan kaynaklandığı ifade edilmiştir. Ayrıca bu bitkinin hiperakümülatör olarak tanımlanamayacağı ancak metale dirençli organizma olarak değerlendirilebileceği ortaya konmuştur. Cd stresinin pirinç bitkisinin (Oryza sativa) iki varyetesi olan Xiushui 110 ve Xiushui 11 üzerindeki etkisi He Jun-yu ve ark. (2008) tarafından araştırılmıştır. Çalışmada metalin tohum çimlenmesi üzerine toksik etkisinin sadece yüksek konsantrasyonda ortaya çıktığı, ancak en düşük Cd dozunun bile kök uzamasını engellediği gösterilmiştir. Ayrıca araştırmacılar metalin toksik etkisinin iki varyete üzerinde farklı olduğunu ve yine iki varyetenin Cd biriktirebilme yeteneğinin farklı olduğunu göstermişlerdir. El-Ghamery ve ark. (2003) Nigella sativa L. ve Triticum aestivum L. türlerinin çimlenme ve kök büyüme ile ilgili çinkonun sitolojik etkilerini araştırdıklarında, çinkon konsantrasyonunun artmasıyla çimlenme üzerindeki inhibisyonun arttığını, en yüksek metal konsantrasyonunda (25 mg/L) her iki bitkinin tohumlarında çimlenmenin tamamıyla engellendiğini göstermişlerdir. Araştırma sonucunda, çinko iyonlarının çimlenme oranı üzerine toksik etkisi her iki türün kök büyümesi üzerinde etkisiyle paralel olduğu söylenmiştir. Ayrıca konsantrasyon artışıyla kök büyümesindeki toksik etkinin arttığı belirtilmiştir. Ülkemizde yapılan bir araştırma da, Munzuroğlu ve Geckil (2002) tarafından bazı metallerin (Hg, Cd, Co, Cu, Pb ve Zn) Triticum aestivum ve Cucumis sativus’da tohum çimlenmesi, kök uzaması, koleoptil ve hipokotil büyümesi üzerine etkisinin incelendiği çalışmadır. Çalışmada, metallerin farklı konsantrasyonlarının tohum çimlenmesi, kök uzaması, koleoptil ve hipokotil büyümesi üzerinde toksik etkisinin farklı olduğu ve konsantrasyon arttıkça her iki bitkide olumsuz etkilerin arttığı gösterilmiştir. 9 Araştırmacılar, çimlenme üzerindeki toksisite derecesine göre metal sıralamasının buğday tanelerinde Hg>Cd>Cu>Pb>Co>Zn ve salatalık tohumlarında Hg>Cu>Cd>Pb>Zn>Co şeklinde olduğu bildirmiştir. Araştırmacılar, metallerin belirli dozlarında bitki kökçüklerinin hipokotil ve koleoptil gelişimi göstermediğini ve bu durumun çimlenmenin normal olmadığı şeklinde değerlendirildiğini belirtmişlerdir. Her iki türdeki kök gelişimi ve hipokotil ile koleoptil büyümesi üzerindeki metallerin sırasıyla toksisite derecesinin Hg>Cu>Cd>Co>Pb>Zn şeklinde olduğunu bildirilmiştir. Spinacea oleracea ve Lycopersicum esculentum türlerinin çimlenmesi, birikimi ve fenolik içeriği üzerine bakır klorid ve kurşun kloridin etkilerini Hameed ve ark. (2001) çalışmışlardır. Çalışma sonucunda, her iki bitkinin çimlenmesi üzerine bakır tuzuna göre kurşun tuzunun daha yüksek negatif etkisinin meydana geldiği belirtilmiştir. Street ve ark. (2007), yaygın olarak kullanılan tıbbi bitkilerden Bowiea volubilis, Eucomis autumnalis ve Merwilla natalensis türlerinin tohum çimlenmesi ve filiz büyümesi üzerine Cu, Zn Cd, Pb ve Hg’nın etkilerini araştırmışlardır. Araştırma sonuçlarına göre, bakır ve çinko Eucomis autumnalis türünün çimlenmesi üzerinde engelleyici etki gösterirken, Cd, Hg ve Pb’nun farklı dozları M. natalensis türünün çimlenme yüzdesini önemli derecede düşürmüştür. Ayrıca Cd’un gövde/kök oranını düşürdüğü görülmüştür. Araştırmacılar üç türde de kök büyümesinin gövde büyümesinden daha hassas olduğunu ileri sürmüşlerdir. Shafiq ve ark. (2008) tarafından Leucaeana leucocephala türünün tohum çimlenmesi, filiz büyümesi ve kök büyümesi üzerinde genel olarak Cd ve Pb’nun toksik etki gösterdiği ifade edilmiştir. Araştırmada, Cd’un L. leucocephala fideleri üzerinde kurşuna göre daha toksik etki gösterdiği belirtilmiştir. Araştırmacılar, L. leucocephala türünün Cd ile karşılaştırıldığında Pb’a daha toleranslı olduğunu ve metal tolerans yeteneğinden dolayı, Pb ve Cd içerikli alanlarda büyüyebilme imkânının olduğunu bildirmişlerdir. Fozia ve ark. (2008) kromca kirletilmiş ortamda Helianthus annuus L. (ayçiçeği) türünün tepkisini ve kromu uzaklaştırma kapasitesini incelemişlerdir. Çalışmada bu 10 türün üç varyetesi (G-3, G-9 ve G-59) ve kromun üç farklı konsantrasyonu (20, 40 ve 60 mg/kg) kullanılmıştır. Araştırmada, kontrol grubunda çimlenme yüzdesi maksimumken, Cr’un en yüksek seviyeye çıkmasıyla çimlenme yüzdesinin % 40 azaldığını ve konsantrasyon artışıyla kök uzunluğunda ve gövde uzunluğunda azalmaların meydana geldiği gösterilmiştir. Çalışmada Cr’un bitkinin büyüme ve gelişiminin farklı fazlarında farklı derecede toksik olduğu ve metal toksisitesinin konsantrasyona ve ortama bağlı olabileceği sonucuna varılmıştır. Shafiq ve Iqbal (2005b), Cassia siamea Lamk. türünün tohum çimlenmesi ve filiz büyümesi üzerinde 25, 50, 75 ve 100 ppm dozdaki Pb ve Cd konsantrasyonlarının toksisite etkisini araştırmışlardır. Araştırmacılar genel olarak 25, 50, 75 ve 100 ppm Pb ve Cd konsantrasyonlarının bitkinin tohum çimlenmesi ve filiz büyümesini azalttığını ve Cd’un Pb’a göre toksik etkisinin nispeten daha yüksek olduğunu belirtmişlerdir. Espen ve ark. (1997) çimlenmenin ilk 48 saatlik evresinde Ni’e maruz bırakılan Raphanus sativus tohumlarında konsantrasyon artışıyla çimlenmenin ve fide gelişmenin engellendiğini belirtmiştir. Ayrıca Ni’in şeker ve fosfo-organik bileşiklerin hareketliliği, enerji değişimindeki artış ve oksijen alınımın etkenliği üzerindeki olumsuz etkisinden bahsedilmiştir. Jadia ve Fulekar (2008) tarafından CdCl2’nin yüksek konsantrasyonuna maruz bırakılan ayçiçeği tohumlarındaki çimlenme başarısızlığı su alınımındaki gecikmeye, embriyodaki büyümenin ve hücre bölünmesinin engellenmesine ve/veya metabolik aktivitedeki genel azalmaya dayandırılmıştır. Kuriakose ve Prasad (2008), Sorghum bicolor L. türünde, tohum çimlenmesi ve hidroliz enzimlerinin aktiviteleri üzerine Cd toksisitesini araştırmışlar ve çimlenme başarısındaki azalmanın ve fide gelişiminin engellenmesinin depo karbonhidratlarının hidrolizinden ve parçalanmış şekerin taşınımının durdurulmasından kaynaklanabileceğini ileri sürmüşlerdir. 11 Shanker ve ark. (2005)’na göre, Cr toksisitesine bağlı olarak kök büyümesindeki azalma, kök hücre bölünmesi/kök uzunluğunun engellenmesinden ya da köklerdeki hücre döngüsünün uzamasından kaynaklanabilmektedir. Lin ve Xing (2007) tarafından yürütülen bir araştırmada, çalışılan nano partiküllerin içerisinden sadece Zn ve ZnO partiküllerinin altı bitki türünün tohum çimlenmesi ve kök büyümesi üzerinde negatif etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir. Mahmood ve ark. (2005) tarafından Zea mays L. var. Neelum’un çimlenmesi ve filiz büyümesi üzerindeki Cu ve Zn metallerinin etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, her iki metalin ayrı ayrı farklı dozları (3, 6, 9 ve 12 ppm) bu varyetenin çimlenmesi üzerinde herhangi bir etkisinin olmadığı, buna karşın iki metalin varlığında konsantrasyon değişimiyle, filiz gelişiminde toksik etkilerin arttığı belirtilmiştir. Araştırmacılara göre, bu bitki çeşidinin büyüme ortamında var olan düşük miktardaki metallere karşı belirgin bir hassaslık göstermekte olduğu, bu metal hassaslığının belki de türlerin ağır metalleri biriktirmeye güçlü eğiliminden dolayı olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Tohum, bitkilerin yaşam süresi içerisinde hassas olduğu aşamalardan biridir. Tohum kabuğu, birçok türde abiyotik streslere karşı korunmada önemli bir role sahiptir. Tohum kabuğunun çimlenmeden önce metal stresine karşı bazı korumalar sağlamasına rağmen, sürekli metal maruz kaldıkça tohum kabuğu en sonunda çatlar ya da çimlenme üzerine daha geçirgen hale gelir. Tohum kabuğunun morfolojisinde türler arası varyasyonlar mevcuttur. Tohum kabuğunun geçirgenliği farklı metallerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Akıncı ve Akıncı (2011) tarafından yapılan bir çalışmada, nikelin fide aşamasına göre çimlenme aşamasında daha yüksek dozlarda toksik etki gösterdiği ve bu durumun sebebi olarak tohum kabuğunun bariyer olarak görev yapmasından kaynaklandığı belirtilmiştir. Wierzbicka ve Obidzinska (1998) tohum kabuğunun kurşun geçirgenliği ile alakalı olarak, kurşunun türlerde büyük ölçüde çimlenmeyi engellediğini ve tohum kabuğunun şişmenin sonraki aşamalarında kurşuna karşı daha geçirgen olup, bu durumun çimlenmeyi geciktirdiğini belirtmişlerdir. 12 Jun ve ark. (2009) altı baklagil tohumunun çimlenmesi ve fide büyümesi üzerinde Cr'un ekotoksikolojik etkilerini araştırmışlardır. Bitki tohumlarının Cr'un 7 farklı konsantrasyonuna (0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8, 1.6 ve 3.2 mM) maruz bırakılarak gerçekleştirilen bu çalışmada, Cr kirliliğine karşı kök uzaması ile koleoptil büyümesinin tohum çimlenmesinden daha hassas olduğu belirlenmiştir. Bu durum Munzuroğlu ve Geckil (2002)’in tohumlara yüksek oranda Cr girişini engelleyebilen tohum kabuğundan dolayı olabileceği varsayımına dayandırılmıştır. Araştırmacılar tarafından, farklı türlerin Cr+2 kirliliğine karşı tolerans seviyelerinin farklı olduğu; örneğin Lablab purpureus ve Glycine max en hassas türlerken, Lathyrus odoratus ve Dumasia villosa’nın ise en dirençli türler olduğu bildirilmiştir. Birçok ağır metal bitkiler için gerekli iz elementlerdir, fakat Mn, Cu, Zn, Mo, Co, B gibi elementlerin aşırı miktarları bitkilerin fizyolojik sürecinde toksik etkiye sahiptir (Lukšienė ve Račaitė 2008). Li ve ark. (2005) gerekli (Cu ve Zn) ve gerekli olmayan (Hg, Pb ve Cd) metallerin Arabidopsis’teki çimlenme ve fide gelişimi aşamalarına olan etkilerini incelediklerinde, ağır metal konsantrasyonunun artışıyla tohum çimlenmesinin ve fide gelişiminin negatif yönde etkilendiğini göstermişlerdir. Ayrıca çalışmada izole edilmiş embriyoların metallere karşı herhangi bir değişikliğe uğratılmamış tohumlardan daha hassas davrandığı ve bu sonuca göre tohum kabuğunun metal alınımına karşı bariyer olarak rol aldığı öne sürülmüştür. Shafiq ve ark. (2008) tarafından Leucaena leucocephala üzerinde yapılan Pb ve Cd uygulamasında, metallerdeki konsantrasyon arttıkça tohum çimlenmesi ile kök ve gövde uzamasının negatif yönde etkilendiği gösterilmiştir. Ayrıca çalışmada tohum çimlenme oranındaki azalmanın hücre membranındaki seçici geçirgenlik özelliğinin değişmesine bağlı olabileceği belirtilmiştir. Chen ve ark. (2010) tarafından Cd’un buğday (Triticum aestivum) tohumlarının çimlenmesi ve fide gelişimi üzerindeki etkileri araştırılmış ve Cd toksititesinin kök uzaması>gövde uzaması>çimlenme oranı şeklinde etki gösterdiği bildirilmiştir. Bu araştırma sonuçları ile buğday kök uzamasının topraktaki Cd kirliliği için en hassas biyo-indikatör olduğu gösterilmiştir. Ayrıca Cd’un kolayca kortekse geçebildiği (Yang 13 ve ark. 1998), bu nedenle buğday köklerinin ilk Cd tahribine uğrama olasılığının olduğu (di Toppi va Gabbrielli 1999) ileri sürülmüştür. Xu ve ark. (2009) Cd ve Pb metallerin etkilerini tek tek değerlendirmek yerine her iki metalin ortak etkisini çalışmışlardır. Araştırmacılar Cd ve Pb metallerinin Brassica pekinensis üzerinde ortak etkisini incelediklerinde; bu metallerin türün kök ve gövde gelişim hızı üzerinde birlikte oluşturduğu toksik etkinin Pb metalinin tek başına yarattığı etkiden daha fazla olduğunu göstermişlerdir. Israr ve ark. (2011) tarafından Sesbania drummondii’nin büyümesi, metal alınımı ve antioksitatif metabolizması üzerinde Pb, Cu, Ni ve Zn metallerinin tek başına ve birlikte etkisi araştırılmıştır. Tür üzerindeki toksiklik derecesine göre metallerin sıralanışı Cu>Ni>Zn>Pb şeklinde olduğu ve ikili metal karışımlarında en toksik ikilinin Ni+Zn olduğu saptanmıştır. Ayrıca çalışma sonunda, Sesbania drummondii türünün büyümesinde en fazla engellemenin tüm metallerin birlikte kullanılmasıyla (Ni+Zn+Cu+Pb) ortaya çıktığı belirtilmiştir. Toprakta yetişen bitkilerin ağır metal stresine karşı gösterdiği tepkilerle ilgili çalışmalara ilaveten sucul ekosistemlerde yetişen bitkilerin de ağır metallerle ilişkisi açıklanmaya çalışılmıştır. Peng ve ark. (2010) tarafından sucul alan bitkisi olan Phragmites australis ve Triarrhena sacchariflora türlerinin tohum çimlenmesi ve fide gelişimi üzerine Hg ve Cd metallerinin etkisi çalışılmıştır. Araştırmacılar, genel anlamda ağır metal konsantrasyonunun artışıyla her iki türün tohum çimlenmesi ve fide gelişimi aşamalarında gerilemenin arttığını göstermişlerdir. Çalışmada, P. australis türünün ağır metallere karşı toleransının diğer türden daha fazla olduğu belirtilmiştir. Araştırmacılar, tohum çimlenmesi üzerindeki ağır metal toksisite etkisinin tohum yapısındaki özelliklede tohum kabuğundaki türler arası farklılıklara bağlı olabileceğini ve tohum çimlenmesi üzerindeki ağır metalin inhibitör etkisinin enzimlerle alakalı çimlenme metabolizması üzerindeki toksisitesiyle ilişkili olduğunu ileri sürmüşlerdir. 14 Kranner ve Colville (2011) yapılan çalışmalara dayanarak, düşük Cd (Lefèvre ve ark. 2009), As (Li ve ark. 2007) ve Cu (Kjaer ve ark. 1998) konsantrasyonlarının çimlenmede düşük derecede uyarılmaya neden olduğunu vurgulamışlar ve bu durumu şu şekilde yorumlamışlardır; bitkilerde reaktif oksijen türlerinin (ROS) ve reaktif azot türlerinin (RNS) aşırı üretimi metaller tarafından ortaya çıkmakta ve bunun sonucunda yavaş şekilde artan oksitatif stres çimlenmeyi uyarmaktadır. Kopyra ve Gwozdz (2003) bir biyoaktif bileşik olan azot oksitin (NO) bitkilerde antioksidanlar kadar iyi prooksidan olarak işlevinin bulunduğunu belirtmişler ve azot oksitin oksitatif stres yönetiminde gerekli olan enzim aktivitelerini uyararak çimlenmeyi ve kök büyümesini uyardığını göstermişlerdir. Peng ve ark. (2010) Hg+2 ve Cd+2’nin düşük dozlarının Triarrhena sacchariflora’da tohum çimlenme aşamasının başlangıcında uyarıcı etkiye sahip olduğunu belirtmişler ve bu uyarıcı etkinin, tohum çimlenme başlangıç safhasında, enzim aktivitelerinin uyarılmasıyla ilişkili olabileceğini (Ma ve Hong 1998) öne sürmüşlerdir. Jadia ve Fulekar (2008) düşük dozdaki ağır metallerin ayçiçeği bitkisinin kök ve gövde uzamasını uyardığını göstermişler ve buna göre Cd, Cu, Ni ve Pb ayçiçeği bitkisi için mikro besin etkisine sahip olduğunu öne sürmüşlerdir. Stingu ve ark. (2009) yulaf (Avena sativa), mısır (Zea mays), fasulye (Phaseolus vulgaris) ve ıspanak (Spinacia oleracea) bitkilerinin kök, gövde ve yaprak uzunluklarına olan Cu’ın belirli dozlardaki etkisini çalışmışlardır. Çalışmada, Cu’ın mısır (10 mg/L ve 25 mg/L CuSO4), yulaf (10 mg/L CuSO4) ve fasulye (25 mg/L CuSO4) kökleri üzerinde uyarıcı bir etki yaptığı, oysaki ıspanak kök uzunluğunun tüm bakır konsantrasyonunda inhibe olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, bakır iyonlarının yulaf, fasulye ve ıspanakta gövde uzunluğunu azalttığı açıklanırken, mısır için (50 mg/L CuSO4) gövde uzunluğunda uyarıcı etkisi olduğu gösterilmiştir. Peralte ve ark. (2001) yonca (Medicago sativa L.) bitkisinin tohum çimlenmesi ve bitki büyümesi üzerinde 5, 10, 20 ve 40 mg/L konsantrasyonlarındaki Cd, Cr, Cu, Ni ve 15 Zn’nun alınım ve etkilerini araştırmışlardır. Araştırmacılar tüm ağır metallerin en düşük dozlarının (5 mg/L) kök ve gövde uzamasında uyarıcı etkisi yaptığını ve en yüksek dozlarında (40 mg/L) ise gelişimin baskıladığını belirtmişlerdir. Ayrıca yonca bitkisinin herhangi bir Zn konsantrasyonunda çimlenip büyüyebildiğini göstermişlerdir. Araştırmacılar, ağır metallerin düşük dozlarının kök ve gövde uzunluğu üzerinde uyarıcı etki gösterirken, yüksek dozların kök ve gövde uzunluğu üzerinde geri etki göstermesinin hormesis (Calabrese and Baldwin, 1999) olarak bilindiğini belirtmişlerdir. 16 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Materyal Verbascum sp. birçok endemik tür içeren Türkiye florasının en büyük ikinci cinsidir. Bu cinsin endemizm oranı % 70,4’dür (Güleryüz ve ark. 2006). Bu cinse ait Verbascum olympicum türü Uludağ’ın alpin ve subalpin bölgesinde çeşitli etkinliklerle bozulan alanlardaki çöpçül bitki topluluklarının öncü türlerinden biridir (Rehder ve ark. 1994). Rehder ve ark.’na göre (1994) bu tür Uludağ’ın sub-alpin kuşağındaki turizm gelişim merkezinin yakın çevresindeki bozulmuş alanlarda ve terk edilmiş koyun ağılları üzerinde baskın olduğunu ve bölgenin ruderal vejetasyon tipini temsil etmektedir. İki yıllık bir bitki olan V. olympicum yerel endemik bir türdür ve sadece Uludağ’da mevcuttur (Güleryüz ve ark. 2006). Scrophulariaceae familyasına ait V. olympicum türünün 100-200 cm’e uzanabilen birçok sağlam dalları vardır. Kökleri sağlam ve kazıktır. Çiçeklenme dönemi hazirandan ağustosa kadardır. Bu tür, geniş bazal yaprakları olan bir hemikriptofittir. 17 3.2. Yöntem 3.2.1. Çimlenme Denemeleri Verbascum olympicum tohumları, Eylül (2011) döneminde Uludağ’ın alpin bölgesinden toplanmıştır. Toplanan tohumlar oda koşullarında kese kağıtlarında saklanmıştır. Denemelerde tek bir bireyden toplanan tohumlar kullanılmıştır. Çalışmada, Çizelge 3.1’de gösterilen ağır metallerin tuz formülasyonlarından yararlanılmış ve bu tuzlardan ağır metal çözeltileri hazırlanmıştır. V. olympicum tohumları, her bir petride 30 tohum olacak şekilde gruplara ayrılmıştır. Gruplara ayrılan tohumlar % 5’lik NaOCl (sodyum hipoklorid) solüsyonunda 5 dakika bekletilerek tohum kabuğu sterilizasyonu sağlanmıştır. Bekletme işleminden sonra tohumlar musluk suyu ile durulanmıştır. Steril hale getirilen kabinde, içerisine ağır metal çözeltisi ile ıslatılmış filtre kağıdı yerleştirilen petrilere 30’ar tohum yerleştirilerek ekim işlemi yapılmıştır. Ayrıca gün aşırı filtre kağıdının kurumaması için petrilere ağır metal çözeltileri ilave edilmiştir. Kontrol grubu için saf su kullanılmıştır. Her bir seri 5 tekrarlı olarak yürütülmüştür. Tohumlar ekildikten sonra 18/24°C’deki (16 saat ışık/8 saat karanlık) fotoperiyotlu inkübatöre yerleştirilmiştir. Çimlenmeler 17 gün boyunca takip edilmiştir. Her bir petride çimlenen tohumların kök ve gövde uzunlukları cetvel yardımıyla ölçülmüştür. Kök uzunluğu 1 mm olan tohumlar çimlenmiş olarak değerlendirilmiştir. On yedinci günün sonunda kümülatif çimlenme oranı (%) ve ortalama çimlenme süresi (OÇS) hesaplanmıştır. Çizelge 3.1. V. olympicum tohumlarının çimlendirilmesinde kullanılan ağır metal tuzları ve bu metallerin konsantrasyonları Metal Metal Tuzu Konsantrasyon (µM) Cd CdSO4.8H2O 0 - 50 - 75 - 100 - 250 - 500 - 750 - 1000 Zn ZnSO4.7H2O 0 - 100 - 500 - 1000 - 1250 - 1500 Cu CuSO4 0 - 100 - 250 - 500 - 750 - 1000 Ni NiSO4 0 - 100 - 250 - 500 - 750 - 1000 Cr K2Cr2O7 0 - 50 - 75 - 100 - 250 - 500 - 750 - 1000 18 3.2.2. Sonuçların Değerlendirilmesi ve Uygulanan İstatistik Yöntemler Tohum çimlenme oranı (%), çimlenme testlerinde petri başına kullanılan toplam tohum üzerinden çimlenen tohumların yüzdesi şeklinde hesaplanmıştır. Ortalama çimlenme süreleri (OÇS) aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır. OÇS= ∑ fi.ni / N fi: gün ni: her bir gün için çimlenen tohum sayısı N: çimlenen tohumların toplam sayısı Çimlenme oranı (%), Ortalama Çimlenme Süresi (gün), Kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), Kök:gövde oranı (%), Gövde:Kök oranına (%) göre kontrol ve uygulanan metal serilerinin karşılaştırılması bir-yönlü varyans analizi (one-way ANOVA) ile test edildi. Serilerin ortalamaları arasındaki fark grupları Tukey HSD testi ile belirlendi. Tüm istatistik testleri Statistica Ver. 6.0 paket programı (StatSoft Inc., 1984-1995) ile α;0.05 anlamlılık düzeyinde sınandı. 19 4. BULGULAR 4.1. Kadmiyum (Cd) Uygulanan Cd metal serilerine göre tohumlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme (çim.) yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları Çizelge 4.1.1’de verilmiştir. 500 µM Cd ve üzerindeki dozlarda tohumlarda atipik çimlenme tespit edildiği için Çizelge 4.1.1’de verilmemiştir. Uygulanan 50, 75, 100 ve 250 µM Cd ve kontrol serilerinde kök ve gövde gelişimi meydana gelmiştir. Ayrıca V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri Şekil 4.1’de, V. olympicum fidelerinde metallere göre belirlenen kök ve gövde uzunlukları Şekil 4.2’de ve kök/gövde ve gövde/kök oranları Şekil 4.3’te verilmiştir. Çizelge 4.1.1. V. olympicum tohumlarında kontrol, 50, 75, 100 ve 250 µM Cd konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir] PARAMETRE. KONTROL 50 µM 75 µM 100 µM 250 µM KÖK UZ. 13,51±1,66a 3,63±1,44b 4,53±0,71b 3,43±1,25b 3,35±1,20b GÖVDE UZ. 2,70±0,56c 4,63±0,53a 4,01±0,25b 3,00±0,43c 2,85±0,32c KÖK / GÖVDE 6,30±1,04 a 0,94±0,39b 1,16±0,19b 1,19±0,71b 1,32±1,19b GÖVDE / KÖK 0,23±0,10c 1,31±0,36a 1,03±0,04b 1,43±0,17a 1,50±0,20a % ÇİMLENME 66,00±2,77a 59,80±3,51b 61,80±5,07ab 54,80±6,41c 53,20±6,70c ÇİM. SÜRESİ 3,09±0,13c 2,82±0,26d 3,35±0,26c 3,63±0,27b 3,98±0,35a Kök uzunluğu ve gövde uzunluğu açısından uygulanan metal konsantrasyonları arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuştur. En yüksek kök uzunluğu kontrol grubunda 13,51±1,66 mm olarak, en düşük kök uzunluğu 250 µM’lık Cd serisinde 20 3,35±1,20 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.1.). En yüksek gövde uzunluğu değeri 50 µM’lık Cd grubunda 4,63±0,53 mm iken; en düşük değer kontrolde 2,70±0,56 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.1.). Kök/gövde ile gövde/kök oranlarının kontrol ve metal konsantrasyonları arasında anlamlı fark (p<0,05) bulunmuştur. Hesaplanan kök/gövde oranlarında en yüksek değer kontrolde (6,30±1,04) ve en düşük değer 50 µM’lık uygulanmış Cd serisinde (0,94±0,39); gövde/kök oranlarında ise en yüksek değer 250 µM’lık metal uygulamasında (1,50±0,20) ve en düşük değer kontrolde (0,23±0,10) bulunmuştur (Çizelge 4.1.1). Çimlenme yüzdesi ile kontrol ve metal uygulamaları arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuş olup, en yüksek çimlenme yüzdesi kontrol grubunda %66,00±2,77 iken, en düşük çimlenme yüzdesi uygulanan 250 µM’ lık Cd grubunda %53,20±6,70’dır (Çizelge 4.1.1). Çimlenme süresi ile kontrol ve metal uygulamaları arasında anlamlı fark (p<0,05) olup, belirlenen en düşük çimlenme süresi 2,82±0,26 olarak 50 µM’lık Cd uygulamasında ve en yüksek çimlenme süresi 3,98±0,35 olarak 250 µM’lık Cd serisindedir (Çizelge 4.1.1 ve Şekil 4.1.). 21 4.2. Krom (Cr) Uygulanan metal serilerine göre tohumlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları Çizelge 4.2.1’de verilmiştir. 250 µM Cr ve üzerindeki dozlarda tohumlarda atipik çimlenme tespit edildiği için Çizelge 4.2.1’de verilmemiştir. Uygulanan 50, 75 ve 100 µM Cr ve kontrol serilerinde kök ve gövde gelişimi meydana gelmiştir. Ayrıca V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri Şekil 4.1’de, V. olympicum fidelerinde metallere göre belirlenen kök ve gövde uzunlukları Şekil 4.2’de ve kök/gövde ve gövde/kök oranları Şekil 4.3’te verilmiştir. Çizelge 4.2.1. V. olympicum tohumlarında kontrol,, 50, 75 ve 100 µM Cr konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir] PARAMETRELER KONTROL 50 µM 75 µM 100 µM KÖK UZUNLUĞU 13,51±1,66a 4,92±1,60b 3,82±0,49b 2,35±0,8c GÖVDE UZUNLUĞU 2,70±0,56c 5,85±0,77a 5,25±0,29b 4,91±0,67b KÖK / GÖVDE 6,30±1,04a 0,92±0,26b 0,65±0,18b 0,48±0,16b GÖVDE / KÖK 0,23±0,10d 1,28±0,13c 2,10±0,58b 2,51±0,16a % ÇİMLENME 66,00±2,77a 62,00±1,96b 63,60±3,28ab 63,60±3,28ab ÇİMLENME SÜRESİ 3,09±0,13b 2,69±0,24c 3,24±0,25b 3,49±0,34a Kontrol ve 50, 75 ve 100 µM Cr serileri ile kök uzunluğu, gövde uzunluğu, kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi ve çimlenme süresi arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuştur. Tüm parametrelerde fark grupları oluşturulmuştur. 22 Kök uzunluğu değerlendirildiğinde, en yüksek kök uzunluğu kontrolde 13,51±1,66 mm olarak, en düşük kök uzunluğu 100 µM uygulanan Cr grubunda 2,35±0,8 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.1.). Gövde uzunluğunda en yüksek değer 50 µM’lık Cr serisinde 5,85±0,77 mm iken; en düşük değer kontrolde 2,70±0,56 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.2.). Kök/gövde oranında en yüksek ortalama değer kontrol grubunda (6,30±1,04) ve en düşük ortalama değer 100 µM uygulanan Cr grubunda (0,48±0,16) hesaplanmıştır. Gövde/kök oranlarında ise en yüksek değer 100 µM’lık Cr grubunda (2,51±0,16) ve en düşük değer kontrol grubunda (0,23±0,10) bulunmuştur (Çizelge 4.2.1 ve Şekil 4.3). En yüksek çimlenme yüzdesi kontrol grubunda %66,00±2,77 iken, en düşük çimlenme yüzdesi 50 µM’lık Cr uygulamasında %62,00±1,96’dır. Uygulanan 75 ve 100 µM Cr serileri diğer ikisi arasında kalmıştır. (Çizelge 4.2.1 ve Şekil 4.1 ). Belirlenen en düşük çimlenme süresi 2,69±0,24 olarak 50 µM’lık Cr uygulamasında ve en yüksek çimlenme süresi 3,49±0,34 olarak 100 µM’lık Cr uygulamasındadır (Çizelge 4.2.1). 23 4.3. Bakır (Cu) Uygulanan metal serilerine göre tohumlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları Çizelge 4.3.1’de gösterilmiştir. 500 µM Cu ve üzerindeki dozlarda tohumlarda atipik çimlenme tespit edildiği için Çizelge 4.3.1’de verilmemiştir. Uygulanan 100 ve 250 µM Cu ve kontrol serilerinde kök ve gövde gelişimi meydana gelmiştir. Ayrıca V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri Şekil 4.1’de, V. olympicum fidelerinde metallere göre belirlenen kök ve gövde uzunlukları Şekil 4.2’de ve kök/gövde ve gövde/kök oranları Şekil 4.3’te verilmiştir. Kök uzunluğu bakımından konsantrasyonlar arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuştur. En yüksek kök uzunluğu kontrol grubunda 13,51±1,66 mm olarak, en düşük kök uzunluğu uygulanan Cu’un 250 µM’lık grubunda 2,04±0,75 mm olarak hesaplanmıştır. Çizelge 4.3.1. V. olympicum tohumlarında kontrol,, 100 ve 250 µM Cu konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir] PARAMETRELER KONTROL 100 µM 250 µM KÖK UZUNLUĞU 13,51±1,66a 5,81±1,33b 2,04±0,75c GÖVDE UZUNLUĞU 2,70±0,56b 5,99±0,83a 5,99±1,38a KÖK / GÖVDE 6,30±1,04a 0,95±0,17b 0,38±0,37c GÖVDE / KÖK 0,23±0,10c 1,41±0,27b 3,61±0,23a % ÇİMLENME 66,00±2,77a 58,40±4,92b 57,20±5,07b ÇİMLENME SÜRESİ 3,09±0,13b 3,18±0,37b 4,02±0,56a 24 Gövde uzunluğu ile uygulanan Cu konsantrasyonları arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuştur. Gövde uzunluğunda en yüksek değer 100 ve 250 µM’lık Cu gruplarında eşit uzunlukta 5,99±0,83 ve 5,99±1,38 mm iken; en düşük değer kontrolde 2,70±0,56 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.2). Kök/gövde ve gövde/kök oranlarının uygulanan Cu konsantrasyonları arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuştur. Kök/gövde oranlarında en yüksek değer kontrol grubunda (6,30±1,04) ve en düşük değer 250 µM’lık Cu serisinde (0,38±0,37); gövde/kök oranlarında ise en yüksek değer 250 µM’lık Cu grubunda (3,61±0,23) ve en düşük değer kontrolde (0,23±0,10) bulunmuştur (Çizelge 4.3.1ve Şekil 4.3). Çimlenme yüzdesi ile Cu konsantrasyonları arasında anlamlı fark (p<0,05) bulunurken, en yüksek çimlenme yüzdesi kontrol grubunda, en düşük çimlenme yüzdesi uygulanan 250 µM’lık Cu serisinde belirlenmiştir (Çizelge 4.3.1). Çimlenme süresi ile Cu konsantrasyonları arasındaki fark anlamlı (p<0,05) bulunmuş ve en yüksek ortalama değer uygulanan 250 µM’lık Cu serisinde 4,02±0,56 olarak ve yine en düşük ortalama değer kontrolde 3,09±0,13 olarak hesaplanmıştır. 25 4.4. Nikel (Ni) Uygulanan metal serilerine göre tohumlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları Çizelge 4.4.1’de gösterilmiştir. 500 µM Ni ve üzerindeki dozlarda tohumlarda atipik çimlenme tespit edildiği için Çizelge 4.4.1.’de verilmemiştir. Uygulanan 100 ve 250 µM Ni ve kontrol serilerinde kök ve gövde gelişimi meydana gelmiştir. Ayrıca V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri Şekil 4.1’de, V. olympicum fidelerinde metallere göre belirlenen kök ve gövde uzunlukları Şekil 4.2’de ve kök/gövde ve gövde/kök oranları Şekil 4.3’te verilmiştir. Çizelge 4.4.1. V. olympicum tohumlarında kontrol, 100 ve 250 µM Ni konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir] PARAMETRELER KONTROL 100 µM 250 µM KÖK UZUNLUĞU 13,51±1,66a 3,64±0,73b 1,68±0,60c GÖVDE UZUNLUĞU 2,70±0,56b 3,15±0,33a 2,83±0,20ab KÖK / GÖVDE 6,30±1,04a 1,16±0,27b 0,60±0,22c GÖVDE / KÖK 0,23±0,10c 0,87±0,21b 1,74±0,67a % ÇİMLENME 66,00±2,77a 64,60±2,23a 61,80±1,64b ÇİMLENME SÜRESİ 3,09±0,13a 2,59±0,20c 2,86±0,25b Ni’in uygulanan konsantrasyonları arasındaki fark kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) açısından varyans analizi ile anlamlı çıkmıştır (p<0,05). 26 En uzun kök uzunluğu kontrolde görülürken, en düşük kök uzunluğu en yüksek (250 µM) Ni serisinde görülmüştür. Gövde uzunluğunda en yüksek değer 100 µM’lık Ni serisinde ve en düşük değer ise kontrolde görülmüştür. Hesaplanan kök/gövde oranlarında en yüksek değer kontrol grubunda 6,30±1,04 olarak ve en düşük değer 250 µM’lık Ni serisinde 0,60±0,22; gövde/kök oranlarında ise en yüksek değer 250 µM’lık Ni grubunda (1,74±0,67) ve en düşük değer kontrolde (0,23±0,10) bulunmuştur (Çizelge 4.4.1 ve Şekil 4.3). Çimlenme yüzdesi bakımından en yüksek değer kontrol grubunda, en düşük değer ise uygulanan en yüksek (250 µM) Ni serisinde belirlenmiş; çimlenme süresi açısından en yüksek değer kontrol grubunda, en düşük değer 100 µM’lık Ni uygulamasında belirlenmiştir (Çizelge 4.4.1 ve Şekil 4.1). 27 4.5. Çinko (Zn) Uygulanan metal serilerine göre tohumlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları Çizelge 4.3.1’de gösterilmiştir. 1250 µM Zn ve üzerindeki dozlarda tohumlarda atipik çimlenme tespit edildiği için Çizelge 4.5.1’de gösterilmemiştir. Uygulanan 1250 µM Zn altındaki tüm dozlarda ve kontrolde kök ve gövde gelişimi meydana gelmiştir. Ayrıca V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri Şekil 4.1’de, V. olympicum fidelerinde metallere göre belirlenen kök ve gövde uzunlukları Şekil 4.2’de ve kök/gövde ve gövde/kök oranları Şekil 4.3’te verilmiştir. Zn’nun uygulanan konsantrasyonları arasındaki fark kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) açısından varyans analizi ile anlamlı çıkmıştır (p<0,05). Çizelge 4.5.1. V. olympicum tohumlarında kontrol, 100, 500 ve 1000 µM Zn konsantrasyonlarda saptanan kök uzunluğu (mm), gövde uzunluğu (mm), kök/gövde oranı, gövde/kök oranı, çimlenme yüzdesi (%) ve çimlenme süresi (gün) değerlerinin ortalamaları [p<0,05, aynı harfler aynı fark grubunu, farklı harfler fark gruplarını göstermektedir] PARAMETRELER KONTROL 100 µM 500 µM 1000 µM KÖK UZUNLUĞU 13,51±1,66a 4,98±1,55b 3,08±0,39c 1,05±0,21d GÖVDE UZUNLUĞU 2,70±0,56c 4,61±0,45b 5,49±0,30a 4,15±0,77b KÖK / GÖVDE 6,30±1,04a 1,04±0,20b 0,60±0,10Bc 0,33±0,23c GÖVDE / KÖK 0,23±0,10d 1,06±0,91c 2,38±0,28b 4,21±0,91a ÇİMLENME YÜZDESİ 66,00±2,77a 67,20±2,91a 58,40±4,51b 59,00±3,10b ÇİMLENME SÜRESİ 3,09±0,13a 1,98±0,46b 3,13±0,42a 2,89±0,14a 28 En yüksek kök uzunluğu kontrol grubunda 13,51±1,66 mm olarak, en düşük kök uzunluğu Zn’un 1000 µM’lık grubunda 1,05±0,21 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.2). Gövde uzunluğunda en yüksek değer 500 µM’lık Zn grubunda 5,49±0,30 mm iken; en düşük değer kontrolde 2,70±0,56 mm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4.2). Kök/gövde oranında en yüksek ortalama değer kontrol grubunda (6,30±1,04) ve en düşük ortalama değer 1000 µM’lık Zn grubunda (0,33±0,23) hesaplanmıştır (Şekil 4.3). Gövde/kök oranlarında ise en yüksek değer 1000 µM’lık Zn uygulamasında (4,21±0,91) ve en düşük değer kontrol grubunda (0,23±0,10) bulunmuştur (Çizelge 4.5.1 ve Şekil 4.3). Çimlenme yüzdesi açısından en yüksek ortalama değer %66,00±2,77 olarak kontrolde ve en düşük ortalama değer %58,40±4,51 olarak 500 µM’lık Zn serisinde; çimlenme süresi açısından en yüksek ortalama değer 3,09±0,13 olarak kontrolde ve en düşük ortalama değer 1,98±0,46 olarak Zn’nun 100 µM’lık serisinde hesaplanmıştır (Şekil 4.1). 29 Şekil 4.1. V. olympicum tohumlarının Cd, Cr, Cu, Ni ve Zn’un farklı konsantrasyonlarında belirlenen çimlenme yüzdesi ve çimlenme süreleri Şekil 4.2. V. olympicum fidelerinde belirlenen gövde ve kök uzunlukları 30 Şekil 4.3. V. olympicum fidelerinde belirlenen kök/gövde ve gövde/kök oranları 31 5. SONUÇ VE TARTIŞMA Genel olarak Cd metali tohum çimlenmesi üzerinde düşük oranda negatif etki göstermiştir. Kök uzunluğu açısından Cd, kontrolle karşılaştırıldığında belirgin derecede toksik etki yaratmıştır. Uygulanan metal konsantrasyonunun artışıyla kök uzunluğunda azalma meydana gelmiştir. Cd uygulamasına maruz kalan tohumların gövde: kök oranı kontrole göre daha yüksektir. Kök: gövde oranı ise kontrole göre daha küçüktür. Cd uygulamasında (50 µM Cd hariç) konsantrasyon arttıkça çimlenme süresi uzamıştır. Elde edilen veriler değerlendirildiğinde kök uzunluğu çimlenmeye göre daha hassastır. Chen ve ark. (2010) gerçekleştirdikleri çalışmada kök uzunluğunun çimlenmeye göre daha hassas olma sebebinin Cd’un kolayca kortekse geçebilmesinden buğday köklerinin ilk Cd tahribine uğrama olasılığının olduğundan kaynaklandığını belirtmişlerdir. Bu sebeple, Verbascum olympicum’da çimlenmenin kök uzunluğuna göre daha dirençli olması Cd’un kolayca kortekse geçebildiğinden V. olympicum köklerinin ilk olarak Cd tahribine uğrama olasılığından kaynaklanabilir. Kiran ve Şahin (2006) mercimek bitkisi üzerinde Cd konsantrasyonunun artmasıyla çimlenmenin ve kök gelişiminin azalmakta olduğunu ve Cd stresine karşı kök gelişiminin tohum çimlenmesinden daha hassas olduğunu belirlemiştir. Wang ve ark. (2010) ise, Cd’un Paulownia fortunei’nin tohum çimlenmesi üzerinde düşük oranda negatif etki gösterdiğini açıklamışlardır. Shafiq ve ark.’nın (2008) çalışmasında, genel olarak Cd uygulamasının Leucaeana leucocephala’da tohum çimlenmesi, kök büyümesi ve filiz büyümesi üzerine toksik etki gösterdiği ifade edilmiştir. Verbascum olympicum türünde gövde gelişiminde kontrole göre artış olmuştur. Bu durum Verbascum olympicum türünün Cd’u toprak üstü organlarına taşıyabilmek için gövdesini geliştirdiğini düşündürmektedir. Jadia ve Fulekar (2008) tarafından yüksek CdCl2 konsantrasyonuna maruz bırakılan ayçiçeği tohumlarındaki çimlenme başarısızlığı, su alınımındaki gecikmeye, embriyodaki büyümenin ve hücre bölünmesinin engellenmesine ve/veya metabolik aktivitedeki genel azalmaya dayandırılmıştır. Kuriakose ve Prasad (2008) Sorghum bicolor türünün tohum çimlenmesi ve hidroliz enzimlerinin aktivitesi üzerine Cd toksisitesi araştırdığında; çimlenmedeki azalmanın ve fide gelişiminin engellenmesinin, depo karbonhidratların hidrolizinin ve parçalanmış şekerin taşınımının durdurulmasının bir sonucu olabileceğini belirtmişlerdir. 32 Cr uygulaması tohum çimlenmesi üzerine herhangi bir negatif etki göstermezken, metal konsantrasyonu arttıkça kök uzunluğu azalmıştır. Cr uygulaması arttıkça (50 µM’lık Cr uygulaması hariç) çimlenme süresi uzamıştır. Cr toksisitesine bağlı olarak kök büyümesindeki azalma, kök hücre bölünmesi/kök uzunluğunun engellenmesinden ya da köklerdeki hücre döngüsünün uzamasından kaynaklanabilir (Shanker ve ark. 2005). Kök uzama aşamasının, Cr toksisitesine karşı tohum çimlenme aşamasından daha hassas olduğu görülmüştür. Bu durumun tohumlara yüksek oranda Cr+2 girişini engelleyebilen tohum kabuğundan kaynaklanabileceği düşünülmektedir (Jun ve ark. 2009). Gövde:kök oranı Cr konsantrasyonu artışıyla artarken, kök:gövde oranı azalmıştır. Fozıa ve ark. (2008) ayçiçeği türünde Cr’un etkisine baktıklarında, kontrol grubunda çimlenme yüzdesinin maksimum olduğunu, buna karşın Cr dozunun en yüksek seviyeye (60 mg/kg) artırılmasıyla çimlenme yüzdesinin % 40’a düştüğü ve yine Cr konsantrasyonunun artışıyla kök uzunluğunda azalmanın meydana geldiğini açıklamışlardır. Yine aynı çalışmada türün gövde uzunluğunda ve bitki boyunda azalmaların ortaya çıktığı gösterilmiştir. Verbascum olympicum türünde gövde gelişiminde kontrole göre artış olmuştur. Bu durum Verbascum olympicum türünün Cr’u toprak üstü organlarına taşıyabilmek için gövdesini geliştirdiğini düşündürmektedir. Fozıa ve ark. (2008) Cr’un ayçiçeği bitkisinin büyümesi ve gelişiminin farklı fazlarında farklı derecelerde toksik olduğunu ve aynı zamanda metal toksititesinin konsantrasyona ve ortama bağlı olduğunu ifade etmişlerdir. Genel olarak bakıldığında, Cu uygulaması arttıkça çimlenme yüzdesindeki azalma düşüktür. Uygulanan Cu konsantrasyonunun artışıyla kök uzunluğunda belirgin oranda azalma görülürken, gövde uzunluğunda artış olmuştur. Gövde uzunluğunda meydana gelen artış Verbascum olympicum türünün Cu’ı toprak üstü organlarına taşıyabilmek için gövdesini geliştirdiğini düşündürmektedir. Gövde:kök oranı konsantrasyon artışıyla artarken, kök:gövde oranı azalmıştır. Ayrıca uygulanan metal konsantrasyonunun artışıyla çimlenme süresi uzamıştır. Wang ve ark. (2010) Cu’ın Paulownia fortunei türünde çimlenmeyi büyük oranda azalttığını ifade etmişlerdir. Mahmood ve ark. (2005) tarafından Zea mays L. var. Neelum’un çimlenmesi ve filiz büyümesi üzerindeki Cu etkisi araştırıldığında, bakırın farklı konsantrasyonlarının (3, 6, 9 ve 12 ppm) bu varyetenin çimlenmesi üzerine herhangi bir etkisinin olmadığı belirtilmiştir. Elde edilen 33 sonuçlar değerlendirildiğinde, Verbascum olympicum türünde kök uzama aşamasının bakırın toksik etkisine karşı tohum çimlenme aşamasından daha hassas olduğu anlaşılmıştır. Bu durumun sebebi tohum kabuğunun metal alınımına karşı bariyer olarak rol almasından kaynaklanabilir (Li ve ark. 2005) . Ni uygulaması tohum çimlenmesi üzerinde herhangi bir belirgin etki göstermezken, kök uzunluğunda azalma meydana gelmiştir. Ni’e maruz kalan tohumlarda kontrole göre daha uzun gövde gelişimi meydana gelmiştir. Verbascum olympicum türünde gövde gelişiminde kontrole göre artış olmuştur. Bu durum Verbascum olympicum türünün Ni’i toprak üstü organlarına taşıyabilmek için gövdesini geliştirdiğini düşündürmektedir. Gövde:kök oranı konsantrasyon artışıyla artarken, kök:gövde oranı azalmıştır. Çalışma sonuçları, tohum çimlenme fazının, Ni toksisitesine karşı kök uzama aşamasına göre daha dirençli olduğunu düşündürmektedir. Nikelin fide aşamasına göre çimlenme aşamasında daha yüksek dozlarda toksik etki göstermesi tohum kabuğunun bariyer olarak görev yapması ile ilişkilendirilmektedir. (Akıncı ve Akıncı 2011). Zn uygulaması, tohum çimlenmesi aşamasında küçük bir düşüşe neden olsa da belirgin toksik etki göstermemiştir. Diğer metallerle karşılaştırıldığında V. olympicum tohumları Zn’ya karşı daha toleranslıdır. Tohumlardan 1000 µM konsantrasyonda çimlenme, kök ve gövde gelişimi belirlenmiştir. 100 µM Zn uygulaması kontrolle karşılaştırıldığında tohum çimlenme yüzdesinde artış görülmüş ve yine kontrole göre daha kısa sürede çimlenme görülmüştür. Ancak kök uzunluğu Zn konsantrasyonunun artışıyla negatif yönde etkilenmiştir. 100 µM Zn uygulamasının kök ve gövde uzunluğunda herhangi bir uyarıcı etkisi olmamıştır. Gövde:kök oranı konsantrasyon artışıyla artarken, kök:gövde oranı azalmıştır. El-Ghamery ve ark. (2003) Nigella sativa ve Triticum aestivum türleri üzerinde Zn uygulaması arttıkça kök uzunluğunda inhibisyonun arttığını belirtmişlerdir. Özdener ve Kutbay (2009) Eruca sativa tohumlarının en yüksek Zn (1500-2000 µg/ml) konsantrasyonunda çimlenebildiğini ve bu türün tohumlarının çimlenme ve erken fide gelişim aşamasında Zn’ya karşı toleranslı olduğunu göstermiştir. Rout ve ark. (2000) Echinochloa colona türünün Cr ve Ni’le karşı tolerans mekanizmasının metal birikimi (herhangi bir sınırlamanın olmaması ve metallerin detoksifike edilmiş formda biriktirilmesi) ve metal dışlama (metal alınımının ve taşınmasının sınırlandırılması) 34 şeklinde iki yolla olabileceği belirtilmiştir. Verbascum olympicum tohumlarının çinkoya karşı daha toleranslı olma sebebi de türün Zn’ya karşı geliştirmiş tolerans mekanizmaları ile ilgili olabilir. Bizim çalışmamızda Zn’nun çimlenme üzerinde herhangi bir toksik etkisinin olmamasına karşın, Wang ve ark.nın (2010) yaptıkları çalışmada, Zn uygulamalarının Paulownia fortunei türünün tohum çimlenme fazında negatif etki göstermiştir. Özetle, yapılan bu çalışmada metal dozunun artışıyla çimlenme ve kök uzunluğunda negatif yönde etkilenme belirlenmiş olmasına karşın tüm metallerin yüksek konsantrasyonlarında çimlenme %50’den yüksektir. Bu sonuçlar, V. olympicum türünün ağır metallere karşı çeşitli tolerans mekanizmalarının olabileceğini düşündürmektedir. Nitekim Güleryüz ve ark. (2006) türün ağır metal indikatörü ve metal biriktirme kapasitesinin olduğunu belirtmişlerdir. Metal dozunun artışıyla gövde uzunluğunda genel olarak artış olduğu görülmüştür. En toksik metalin Cd ve en az toksik etki gösteren metalin Zn olduğu söylenebilir. Verbascum olympicum türü metallere karşı belirli seviyeye kadar tolerans gösterebilir ve buna neden olarak da bitkinin sahip olabileceği tolerans mekanizmaları veya antioksidan mekanizmaları olabilir. Bu sebeple ağır metalce kirletilmiş ortamlarda bu tür restorasyon amaçlı olarak kullanılması önerilebilir. Ayrıca bu veriler türün metallere karşı direnç göstermesine neden olan mekanizmaların araştırılmasına çalışmalarda yararlı olacaktır. 35 KAYNAKLAR Akıncı, S., Akinci, I.E. 2011. Effects of Nickel on germination and some seedlings growth parameters in Spinach (Spinacia oleracea). Ekoloji, 20(79):69- 76. Aydınalp, C., ve Marınova, S. 2009. The effects of heavy metals on seed germination and plant growth on Alfalfa plant (Medicago sativa). Bulgarian Journal of Agricultural Science, 15(4):347-350. Babula, P., Adam, V., Opatrilova, R., Zehnalek, J., Havel, L., Kizek, R. 2008. Uncommon heavy metals, metalloids and their plant toxicity: a review. Environmental Chemistry Letters, 6(4):189-213. Baker, A.J.M., Grant, C.J., Martin, M.H., Shaw, S.C., Whitebrook, J. 1986. Induction and loss of cadmium tolerance in Holcus lanatus L. and other grasses. New Phytologist, 102:575-587. Baker, A.J.M., Brooks, R.R. 1989. Terrestrial higher plants which hyperaccumulate metallic elements. A review of their distribution, ecology and phytochemistry. Biorecovery, 1:81-126. Bert, V., Macnaır, M.R., De Laguerıe, P., Saumıtou-Laprade, P. And Petıt, D. 2000. Zinc tolerance and accumulation in metallicolous and nonmetallicolous populations of Arabidopsis halleri (Brassicaceae). New Phytologist, 146:225–234. Bewley, J.D. 1997. Sed germination and dormancy. The Plant Cell, 9:1055-1066. Branković S., Pavlović-Muratspahić D., Topuzović M., Glišić R., Banković, D., Stanković, M. 2011. Environmental study of some metals on several aquatic macrophytes. African Journal of Biotechnology, 10(56):11956-11965 Calabrese E.J., Baldwin, L.A. 1999. Reevaluation of the fundamental and dose- response relationship. BioScience, 49:725-732. Chen, C., Zhou, Q., Bao, Y., Lİ, Y., Wang, P. 2010. Ecotoxicological effects of polycyclic musks and cadmium on seed germination and seedlings growth of wheat (Triticum aestivum). Journal of Environmental Sciences, 22(12):1966-1973. Citterio, S., Santagostino, A., Fumagalli, P., Prato, N., Ranalli, P., Sgorbati, S. 2003. Heavy metal tolerance and accumulation of Cd, Cr and Ni by Cannabis sativa L. Plant and Soil, 256:243-252 36 Di Toppi, L.S., Gabbrielli, R. 1999. Response to cadmium in higher plants. Environmental and Experimental Botany, 41(2):105-130. El-Ghamery, A.A., El-Kholy, M.A., Abou El-Yousser, M.A. 2003. Evaluation of cytological effects of Zn+2 in relation to germination and root growth of Nigella sativa L. and Triticum aestivum L. Mutation Research, 537:29-41. Espen, L., Pirovano, L., Cocucci, S.M. 1997. Effects of Ni+2 during the early phases of radish (Raphanus sativus) seed germination. Environmental and Experimental Botany, 38:187-197. Fınch-Savage, W.E., Leubner-Metzger, G. 2006. Seed dormancy and the control of germination. New Phytologist. 171:501-523. Fozıa, A., Muhammad, ANZ., Muhammad A., Zafar M.K. 2008. Effect of chromium on growth attributes in sunflower (Helianthus annuus L.). Journal of Environmental Sciences, 20:1475-1480 Güleryüz, G., Arslan, H., İzgi, B., Güçer, Ş. 2006. Element Content (Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, and Zn) of the Ruderal Plant Verbascum olympicum Boiss. from East Mediterranean. Zeitschrift für Naturforschung C, 61(5-6): 357-362. Hameed, N., Siddiqui, Z.S., Ahmed, S. 2001. Effects of copper and lead on germination, accumulation and phenolic contents of Spinaceae oleracea and Lycopersicum esculentum. Paksitan Journal of Biological Sciences, 4(7):809-811. He Jun-Yu., Ren Yan-Fang., Zhu Cheng., Jıang De-An. 2008. Effects of cadmium stress on seed germination, seedling growth and seed amylase activities in Rice (Oryza sativa). Rice Science, 15(4):319-325. Hsu, F. H., Chou, Chang-Hung. 1992. Inhibitory effects oj heavy metals on seed germination and seedling growth of Miscanthus species. Botanical Bulletin of Academia, 33:335-342. Israr, M., Jewell, A., Kumar, D., Sahi, S.V. 2011. Interactive effects of lead, copper, nickel, and zinc on growth, metal uptake and antioxidative metabolism of Sesbania drummondii. Journal of Hazardous Materials, 186:1520-1526. Jadia, C.D., Fulekar, M.H. 2008. Phytoremediation: The application of vermicompost to remove zinc, cadmium, copper, nickel and lead by sunflower plant. Environmental Engineering and Management Journal, 7(5):547-558. 37 Jun, R., Ling, T., Guanghua, Z. 2009. Effects of chromium on seed germination, root elongation and coleoptil growth in six pulses. İn. J. Environ. Sci. Tech., 6(4):571-578. Kiran, Y., ve Şahin, A. 2006. The effects of cadmium on seed germination, root development and mitotic of root tip cells of lentil (Lens culinaris Medik). World Journal of Agricultural Sciences, 2(2):196-200. Kjaer, C., Pedersen, M.B., Elmegaard, N. 1998. Effects of soil copper on black bindweed (Fallopia convolvulus) in the laboratory and in the field. Arch. Environ. Contam. Toxicol., 35:14-19. Kopyra, M., Gwóźdź, E.A. 2003. Nitric oxide stimulates seed germination and counteracts the inhibitory effect of heavy metals and salinity on root growth of Lupinus luteus. Plant Physiology and Biochemistry, 41:1011-1017 Kranner, I., Colville, L. 2011. Metals and seeds: Biochemical and molecular implications and their significance for seed germination. Environmental and Experimental Botany, 72, 93-105. Kuriakose, S.V., Prasad, M.N.V. 2008. Cadmium stres affects seed germination and seedling growth in Sorghum bicolor (L.) Moench by changing the activities of hydrolyzing enzymes. Plant Growth Regul., 54, 143-156. Lefèvre, I., Marchal, G., Corréal, E., Zanuzzi, A., Lutts, S. 2009. Variation in response to heavy metals during vegetative growth in Dorycnium pentaphyllum Scop. Plant Growth Regulation, 59, 1-11. Li, W.Q., Khan, M. A., Yamaguchi, S., Kamiya, Y. 2005. Effects of heavy metals on seed germination and early seedling growth of Arabidopsis thaliana. Plant Growth Regul,. 46, 45-50. Li, C.X., Feng, S.L., Shao, Y., Jiang, L.N., Lu, X.Y., Hou, X.L. 2007. Effects of arsenic on seed germination and physiological activities wheat seedlings. J. Environ. Sci., 19, 725-732. Lin, D., Xing, B. 2007. Phytotoxicity of nanoparticles: Inhibition of seed germination and root growth. Environmental Pollution, 150, 243-250. Lukšienė, B., Račaitė, M. 2008. Accumulation of heavy metals in spring wheat (Triticum aestivum L.) oveground and underground parts. Environmental Research, Engineering and Management, 4(46):36-41. 38 Ma, C.C., Hong, F.S. 1998. Preliminary explanation of the mechanism about effects of mercury on wheat seed germination and seedlings growth. Acta Phytoecologica Sin,. 22(4):373-378. Mahmood, S., Hussain, A., Saeed, Z., Athar, M. 2005. Germination and seedling growth of corn (Zea mays l.) under varying levels of copper and zinc. International Journal of Environment Science and Technology, 2(3):269-274. Memon, A.R., Schröder, P. 2009. Implications of metal accumulation mechanisms to phytoremediation. Environmental Science and Pollution Research, 16(2):162-175. Munzuroğlu, O., ve Geckil, H. 2002. Effects of metals on seed germination, root elongation, and coleoptile and hypokotyl growth in Triticum aestivum and Cucumis sativus. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 43, 203-213 Özdener, Y., Kutbay, H.G. 2009. Toxicity of copper, cadmium, nickel, lead and zinc on seed germination and seedling growth in Eruca sativa. Fresenius Enviromental Bulletin, 18(1):26-31. Peng, H., Geng, W., Yong-Quan, W., Mao-Teng, L., Jun, X., Long-Jiang, Y. 2010. Effects of heavy metal stress on emerging plants community constructions in wetland. Water Science & Technology, 62(10):2459-2466. Peralte, J.R., Gardea-Torresdey, J.L., Tiemann, K.J., Gomez, E., Arteaga, S., Rascon, E., Parsons, J. G. 2001. Uptake and effects of five heavy metals on seed germination and plant growth inAlfalfa (Medicago sativa L.). Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 66:727-734. Rehder, H., M., Gökçeoğlu, G., Gebauer , G., Güleryüz. 1994. Die vegetation des Uludağ-Gebirges (Anatolien). Phytocoenologia, 24:169-194 Rout, G. R., Samantaray, S., Das, P. 2000. Effects of chromium and nickel on germination and growth in tolerant and non-tolerant populations of Echinochloa colona (l.) Link. Chemosphere, 40:855-859. Salvatore, M. D., Carafa, A. M., Carratù, G. 2008. Assessment of heavy metals phytotoxicity using seed germination and root elongation tests: A comparison of two growth substrates. Chemosphere, 73:1461-1464. 39 Siddigui, A.H., Tabrez, S., Ahmad, M. 2011. Validation of plant based bioassays fort he toxicity testing of Indian waters. Environmental Monitoring and Assessment, 179:241-253. Shafiq, M., ve Iqbal M., Z. 2005a. Tolerance of Peltophorum pterocarpum D.C. Baker Ex K. Heyne seedlings to lead and cadmium treatment. Journal New Seeds, 7(4):83-94. Shafiq, M., ve Iqbal M., Z. 2005b. The toxicity effects of heavy metals on germination and seedlings growth of Cassia siamea lamk. Journal New Seeds 7(4):95-105. Shafiq, M., Iqbal M., Z., Athar, M. 2008. Effect of lead cadmium on germination and seedling growth Leucaena leucocephala. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 12(2):61-66. Shanker A.K., Cervantes, C., Loza-Tavera, H., Avudainayagam, S. 2005. Chromium toxicity in plants. Environmetal International, 31:739-753. Stingu, A., Volf, I., Popa, V.I. 2009. Physiological changes in seedlings germination and growth plant under chemical stres conditions. Environmental Engineering and Management Journal, 8(6):1309-1313. Street, R.A., Kulkarni, M.G., Stirk, W.A., Southway, C., Van Staden J. 2007. Toxicity of metal elements on germination and seedlings growth of widely used medicinal plants belonging to Hyacinthaceae. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 79:371-376. Tang, Y.T., Qiu, R.L., Zeng, X.W., Ying, R.R., Yu, F.M., Zhou, X.Y. 2009. Lead, zinc, cadmium hyperaccumulation and stimulation in Arabis paniculata Franch. Environmental and Experimental Botany, 66:126-134. Yadav, S.K. 2010. Heavy metals toxicity in plants: An overview on the role of glutathione and phytochelatins in heavy metal stress tolerance of plants. South African Journal of Botany, 76:167-179 Yang, M.J., Lin, X.Y., Yang X.E. 1998. Impact of Cd on growth and nutrient accumulation of different plant species. Chinese Journal of Applied Ecology, 19(1):89-94. Wang, W. 1994. Rice seed toxicity tests of organic and inorganic substances. Environmental Monitoring and Assesment, 29(2):101-107. 40 Wang, W., Keturi, P.H. 1990. Comparative seed germination test using ten plant species for toxicity assessment of metals engraving effluent sample. Water, Air, Soil Pollution, 52(3-4):369-376. Wang ve Williams. 1990. The use of phytotoxicity tests (common duckweed, cabbage, and millet) for determining effluent toxicity. Environmental Monitoring and Assessment, 14(1):45-58. Wang, J., Li, W., Zhang, C., Ke, S. 2010. Physiological response and detoxific mechanisms to Pb, Zn, Cu and Cd in young seedlings of Paulownia fortunei. Journal of Environmental Sciences, 22(12):1916-1922. Wierzbicka, M., Obidzinska, J. 1998. The effect of lead on seed imbibition and germination in different plant species. Plant Sci., 137:155-171. Xu, Z., Zhou, Q., Lıu, W. 2009. Joint effects of cadmium and lead on seedlings of four Chinese cabbage cultivars in northeastern China. Journal of Environmental Sciences, 21:1598-1606. 41 ÖZ GEÇMİŞ Adı Soyadı : Sevgi DERYA Doğum Yeri ve Tarihi : Bursa/05.05.1986 Yabancı Dili : İngilizce Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl) Lise : Bursa Cumhuriyet Lisesi/1999-2003 Lisans : Uludağ Üniversitesi/2003-2007 Çalıştığı Kurum/Kurumlar ve Yıl :Bursa İl Özel İdaresi/2008-halen İletişim (e-posta) :sevgiderya86@gmail.com 42