Kadmiyum un Vicia peregrina L. Tohumlarının Çimlenmesi, Kök Gelişimi ve Kök Ucu Hücreleri Üzerindeki Mitotik Etkileri

Benzer belgeler
Araştırma Makalesi / Research Article

THE EFFECTS OF THE LEAD ON THE SEED GERMINATION, ROOT GROWTH, AND ROOT TIP CELL MITOTIC DIVISONS OF LENS CULINARIS MEDIK

BAZI DOMATES VE TÜTÜN GENOTİPLERİNDE KADMİYUM ETKİLERİNİ İNCELEYEN İSTATİSTİKSEL BİR ÇALIŞMA

Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.) Kök, Gövde ve Yaprak Büyümesi Üzerine Kadmiyum(Cd ++ ) ve Civa (Hg ++ ) nın Etkileri

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

GENOTOKSİK MADDELERİN BİTKİLER ÜZERİNE ETKİLERİ

Araştırma Makalesi. HR.Ü.Z.F.Dergisi, 2009, 13(4): 1-11 J.Agric.Fac.HR.U., 2009, 13(4): 1-11

DÜŞÜK SICAKLIK STRESİ

Arş.Gör. ÖZLEM SULTAN ASLANTÜRK

Porsuk Çayý Suyunun Bazý Tarým Bitkileri Üzerindeki Ekotoksikolojik Etkileri

AĞIR METAL TOKSİSİTESİNİN BİTKİ METABOLİZMASI ÜZERİNE ETKİLERİ THE EFFECT OF HEAVY METAL TOXICITY ON PLANT METABOLISM

Asit Toprağa Uygulanan Çinkonun Mısır Bitkisine Geçen Kadmiyum Miktarına Etkisi *

KADMİYUMUN ÇEVRE VE İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ

Allium cepal. Kök Ucu Hücrelerinde Diazinon Toksisitesinin Araştırılması

GİRESUN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ

Bitkide Fosfor. Aktif alım açısından bitki tür ve çeşitleri arasında farklılıklar vardır

Ceyhan HACIOĞLU, Elif ÖZTETİK. Anadolu Üniversitesi Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü ESKİŞEHİR

BESİN MADDELERİNİN KSİLEM VE FLOEMDE UZUN MESAFE

ODTÜ BİYOTEKNOLOJİ 25.YIL. Prof. Dr. Fusun Eyidoğan Başkent Üniversitesi

Kahramanmaraş-Acı Biber (Capsicum annuum L.) Fidelerinde Mineral İçerik Üzerine Kadmiyumun Etkisi

FEN ve MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakultesi Bahçe Bitkileri Bolumu Selçuklu/KONYA (Sorumlu Yazar)

Murat Nehri (Elazığ) nin Bazı Fizikokimyasal Parametreler Açısından Su Kalitesinin Belirlenmesi

Telefon: /4816. Belgegeçer: E-Posta:

Araştırma Makalesi/Article

FEN ve MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ ZİRAAT FAKÜLTESİ TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLÜMÜ

Ayçiçeği (Helianthus annuus L.) Fidelerinin Toplam Çözünebilir Protein, Prolin ve Klorofil Miktarları Üzerine Civa Klorürün (HgCl 2 ) Etkileri

HÜCRE BÖLÜNMESİ. 1- Amitoz Bölünme 2- Mitoz Bölünme 3- Mayoz bölünme. -G1 -Profaz -S -Metafaz -G2 -Anafaz -Telofaz

TRALKOKSİDİM VE PROKLORAZIN ARPA (HORDEUM VULGARE L. CV EFES) KÖKLERİNDE PEROKSİDAZ AKTİVİTESİ ÜZERİNE ETKİLERİ

Arpa (Hordeum vulgare L.) Bitkisinde Mikrobiyel Gübrelerin Çimlenme Üzerine Etkisinin Belirlenmesi. Çiğdem KÜÇÜK, Cenap CEVHERİ

Giresun Yöresinden Bazı Yenilebilir Bitkilerde Metal Birikimlerinin Değerlendirilmesi

vulgaris L. (Fasulye) Gina Kültür Formunun Peroksidaz Aktivitesi, Lipid Peroksidasyonu ve Pigment Sistemi Üzerine Etkileri, Doç.Dr.

Tuz Stresi Altında Çimlendirilen Arpa Tohumlarında Borik Asit Uygulamasının Sitogenetik Etkisi

ÖZET. Yüksek Lisans Tezi. Đmge Đ. TOKBAY. Adnan Menderes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı

REKOMBİNANT E.coli KÜLTÜRLERİ İLE ENZİM ÜRETİMİNİN KİNETİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Dilek KAZAN, Amable HOKTAÇSU ve Agnes ÇAMURDAN

Farklı Tuz Konsantrasyonlarının Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) ve Börülcede (Vigna unguiculata L.) Çimlenme Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi

Araştırma Makalesi (Research Article)

Anadolu Doğa Bilimleri Dergisi 6 (Özel Sayı 2): , 2015 (Journal of Anatolian Natural Sciences)

İkinci Ürün Mısırda Farklı Potasyum Doz ve Su Stresi Koşullarının Kaldırılan N, P, K Miktarlarına Etkileri

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ. ERGENE NEHRİ SUYUNUN Secale cereale L. TOHUMUNUN ÇİMLENMESİ VE KÖK UCU MİTOZ BÖLÜNME ÜZERİNE ETKİSİ

VICIA FABA L. (FABACEAE) KÖK UCU HÜCRELERİNDE FENOL TARAFINDAN TEŞVİK EDİLEN SİTOTOKSİSİTENİN BELİRLENMESİ

Bazı Ceviz (Juglans regia L.) Çeşitlerinin Çimlenme ve Çöğür (Anaçlık) Gelişme Performanslarının Belirlenmesi

AZOT. Toprakta Azot Doğada oldukça hareketlidir. Noksanlığı yaygındır ama görülmez.

vulgaris L. (Fasulye) Gina Kültür Formunun Peroksidaz Aktivitesi, Lipid Peroksidasyonu ve Pigment Sistemi Üzerine Etkileri, Doç.Dr.

Doç.Dr. Ahmet DEMIRAK Muğla Sıtkı koçman Üniversitesi, Çevre Sorunları Araştırma ve Uygulama Merkezi

ÖZGEÇMİŞ. Didem Aksoy Körpe

cakl k A r Metal (Cr ve Cu) Etkile imlerinin Bu day Fidelerinde Büyüme ve Katalaz Aktivitesi Üzerine Etkileri

Dichlorvos un (DDVP) Allium cepa L. Kök Ucu Meristem Hücrelerinde Mitoz Bölünme ve Kromozomlar Üzerine Etkileri

Telefon: /4816. Belgegeçer: E - Posta:

FEN ve MÜHENDİSLİK BİLİMLERİ DERGİSİ

Kurşunun Kıvırcık Salata (Lactuca sativa var. crispa) Bitkisinin Bazı Morfolojik ve Biyokimyasal Özelliklerine Etkisi

Biological Diversity and Conservation. ISSN Online; ISSN Print 4/3 (2011) 19-24

BACTOGEN ORGANİK GÜBRELER,

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #13

Transgenik ve Transgenik Olmayan Tütün Bitkilerinde Ağır Metal Uygulamalarının Azot, Fosfor ve Potasyum Alımına Etkisi

Amaranthus Türlerinin in vitro Çimlenmesi Üzerine Farklı Tuz Düzeylerinin Etkisi. Cenap CEVHERİ, Çiğdem KÜÇÜK

BİTKİ BESLEME DERS NOTLARI

- Su hayatsal olaylar - Çözücü - Taşıyıcı - ph tamponlaması - Fotosentez - Mineral madde alınımı - YAĞIŞLAR

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

KADMİYUM İÇEREN ATIK SULARIN İLERİ ARITIMINDA SU MERCİMEĞİ (LEMNA MINOR) BİTKİSİNİN KULLANILMASI *

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #8

Doç.Dr. SALİH MUTLU ÖZGEÇMİŞ DOSYASI. Erzincan Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Biyoloji Bölümü, ERZİNCAN

Tarım ve Hayvancılık Il Mudurlugu, Kocaeli Üni., Arslanbey Meslek Yuksekokulu, 41285, Arslanbey/Kocaeli

KAHRAMANMARAŞ KOŞULLARINDA DEĞİŞİK KIŞLIK MERCİMEK (Lens culinaris Medic.) ÇEŞİTLERİNDE VERİM VE VERİM ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

Elazığ İlinde Bir Maden Sahasından Kaynaklanan Sızıntı Sularının Maden Çayına Etkisi: II. Diğer Parametreler

*Sorumlu Yazar: Geliş Tarihi: Mart 30, Kabul Tarihi: Mayıs 02, 2014

FARKLI TUZ KONSANTRASYONLARININ BAZI EKMEKLĠK BUĞDAY ÇEġĠTLERĠNĠN ÇĠMLENME ve FĠDE GELĠġĠMĠ ÜZERĠNE ETKĠLERĠ

Fezalar Eğitim Kurumları MSO Matematik ve Fen Bilgisi Olimpiyatı 6. SINIF AÇIKLAMALAR. Bu soru kitapçığında, çoktan seçmeli 40 soru vardır.

KİŞİSEL BİLGİLER. Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü -1997

Team Crew. Yeni Fikirler Üstün Ürünler. FORMÜLASYONLAR ME 18 0, ME 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,4

MİTOZ ÇALIŞMA KÂĞIDI A. Aşağıdaki resimli bulmacayı çözünüz.

CANLILARIN YAPISINDA BULUNAN TEMEL BİLEŞENLER

Farklı Tuz Konsantrasyonlarının Tritikale Çeşitlerinin Çimlenmesi Üzerine Etkileri

ÇİNKUR ÇEVRESİNDE YETİŞEN ELMA VE KAYISILARDA KURŞUN VE ÇİNKO KİRLİLİĞİNİN TESPİTİ. Şht Cengiz Timurcuoğlu İÖO Fen ve Teknoloji Öğretmeni

8. BÖLÜM: MİNERAL TOPRAKLARDAKİ BİTKİ BESİN MADDELERİ

Akvaryum veya küçük havuzlarda amonyağın daha az zehirli olan nitrit ve nitrata dönüştürülmesi için gerekli olan bakteri populasyonunu (nitrifikasyon

Araştırma Makalesi (Research Article)

YGS YE HAZIRLIK DENEMESi #21

HAZIRLAYAN ÖĞRENCİLER:

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ÖZGEÇMİŞ A. KİMLİK BİLGİLERİ

Stres Koşulları ve Bitkilerin Tepkisi

2003 ÖSS BİYOLOJİ SORULARI VE CEVAPLARI

Assessment of Some Heavy Metals of Change that Processed and Unprocessed in Lands Throughout Soil Profile

2006 ÖSS BİYOLOJİ SORULARI VE CEVAPLARI

ARAŞTIRMA MAKALESİ /RESEARCH ARTICLE

S.Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi 18 (33): (2004) 17-22

DEMİR ELEKTROTLU REAKTÖRDE KOİ, FOSFAT, RENK VE BULANIKLIK GİDERİMİ Tuba ÖZTÜRK a, Sevil VELİ b, Anatoli DİMOĞLO c, M.

1. B HÜCRELER N YAPISI ENZ MLER VE LEVLER

YÜKSEKÖĞRETİM KURULU YARDIMCI DOÇENT : Sinop Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü Sinop

ÖZGEÇMİŞ. Ünvan Kurum Alan Yıl. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi. Biyoloji Yarı zamanlı Öğretim Elemanı Yardımcı Doçent

ARIKÖY TOPLU YAPI YÖNETİMİ BİTKİLER NE İSTER

ADI SOYADI (Name Kasım TAKIM

Dersin Adı D. Kodu Yarıyılı T + U Kredisi AKTS. HERBOLOJİ Güz

MANGAN. Toprakta Mangan. Yer kabuğundaki miktarı 900 mg kg -1 dır Doğada; oksitler sülfitler halinde Fe ile birlikte bulunur

Çiftçi Şartlarında Potasyumlu Gübrelemenin Verim ve Kaliteye Olan Etkisi

Glyphos ve DDVP nin Allium cepa L. da Mitoz Bölünme ve Kromozomlar Üzerine Etkisi. Zeynep FINDIKLI* ve ifa TÜRKO LU. * zeynepfindikli@gmail.

HÜCRE BÖLÜNMESİ VE ÜREME. Mitoz Bölünme ve Eşeysiz Üreme 1

Transkript:

Karaelmas Science and Engineering Journal 5(1), 9-15, 2015 Karaelmas Science and Engineering Journal Journal home page: http://fbd.beun.edu.tr Araştırma Makalesi Kadmiyum un Vicia peregrina L. Tohumlarının Çimlenmesi, Kök Gelişimi ve Kök Ucu Hücreleri Üzerindeki Mitotik Etkileri The Effects of The Cadmium on The Seed Germination, Root Growth and Root Tıp Cell Mitotic Divisons of Vicia Peregrina L. Osman Gedik 1, Yaşar Kıran 1, Ahmet Şahin 2 1 Fırat Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Elazığ, Türkiye 1 Erciyes Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Ortaöğretim Fen ve Matematik Alanlar Eğt., Biyoloji Eğitimi Anabilim Dalı, Kayseri, Türkiye Öz Bu çalışmada, önemli çevre kirleticilerinden biri olan kadmiyum (CdCl2) un bir yem bitkisi olan fiğ (Vicia peregrina ) tohumlarının çimlenmesi, kök büyümesi ve kök ucu hücrelerinin mitoz bölünmeleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Denemelerde Cd+2 un farklı konsantrasyonları (0.125, 0.250, 0.500, 1 ve 2 mm Cd+2) kullanılmıştır. Düşük Cd++ konsantrasyonları ile muamele edilen tohumların çimlenmesinde kontrole göre belirgin bir farkın olmadığı, ancak yüksek konsantrasyonlarda çimlenmenin azaldığı gözlenmiştir. Ayrıca uygulanan tüm konsantrasyonlarda, kök büyümesi kontrole göre engellenmiştir. Kadmiyum un konsantrasyon artışına paralel olarak, hücre bölünmesinin azaldığı, metafaz plağında toplanamama, anafazda kalgın kromozom, köprü ve telofazda geri kalmış kromozom gibi çeşitli mitotik anormalliklerin arttığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ağır metal, Mitoz, Kadmiyum, Vicia peregrina Abstract In this study, the effects of cadmium (CdCl2) one of the significant environmental pollutant, on seed germination, root growth and mitotic divisions of the root tip cells of vetch (Vicia peregrina ) were investigated. Different concentrations (0.125, 0.250, 0.500, 1 ve 2 mm Cd+2) of cadmium were applied. It was observed that there are no significant differences in the germination of seeds that exposed to low cadmium concentrations. On the other hand, at higher concentrations of cadmium inhibited germination. In addition, root growth was inhibited according to the control group at all concentrations. In parallel to the increase of the cadmium concentrations cell division was decreased, several mitotic anomalies such as, don t gather on metaphase plate, lagging chromosomes in anaphase, chromosome bridges and lagging chromosomes in telophase were increased. Keywords: Heavy metals, Mitosis, Cadmium, Vicia peregrina 1. Giriş Ağır metallerde biri olan kadmiyum; çevreyi kirleten etmenlerin başında yer alan (Stresty ve Madhava Rao 1999) bitki büyüme ve gelişimi için zorunlu olmamasının yanı sıra toksik özellikte bir element olup (Leita vd. 1991, Wang vd. 2009) hücrelerde biyokimyasal ve fizyolojik zararlara neden olduğu bilinmektedir (Mc Laughlin ve Singh 1999). Bitkilerde kadmiyum birikimi ve kadmiyum un insan sağlığına etkisi son yıllarda dikkat çeken araştırma konularından biridir (Dorris vd. 2002, Tsadilas vd. 2005). Kadmiyum un toprakta doğal olarak *Sorumlu yazarın e-posta adresi: ykiran@firat.edu.tr, biyosman@hotmail.com Geliş tarihi / Received : 06.01.2014 Kabul tarihi / Accepted : 30.06.2014 bulunmasının dışında antropojenik kaynaklardan atmosfer vasıtasıyla, tarım arazilerine kanalizasyon çamurunun uygulanmasıyla ve gübre kullanımı yoluyla kadmiyum ilavesi olmaktadır (Manta vd. 2002, Komarnicki 2005). Kadmiyum u absorbe etme, biriktirme ve tolere etme bakımından hem bitki türleri hem de aynı türün genotipleri arasında büyük farklılıklar görülmektedir (Guo-Yan vd. 1995). Kadmiyum un değişik tarımsal bitki türlerinde çimlenme, büyüme, verim ve kalite de azalma meydana getirdiği ve bitkilerde kadmiyum toksisitesinin yol açtığı morfolojik ve fizyolojik tahribatın saptanması konularında bugüne kadar birçok çalışma yapılmıştır (Bertin ve Averbeck 2006). Birçok ülke tarımsal bitkilerinde maksimum izin verilebilir kadmiyum sınır değerlerini belirlemiştir (Zhou vd. 2000, Nan ve Cheng 2001, Nan vd. 2002, Xiong vd. 2004, Cui vd. 2004). İnsan ve hayvan-

larda protein, lipit ve DNA nın bozulmasına neden olan serbest radikallerin çoğalmasına sebep olduğu da bilinmektedir (Miller vd. 2010). Bitkilerde kadmiyum toksisitesinin oksidatif hücre zararlarının bir sonucu olduğu, bu nedenle tolerans bakımından serbest oksijen radikallerini detoksifiye etme kapasitesinin önemli olduğu bilinmektedir (Shah vd. 2001, Olmos vd. 2003). Kadmiyum bitkiler ve hayvanlar için gerekli bir element olmasının yanısıra, sınır değerlerin aşılması durumunda toksik etki meydana getirmektedir. Genellikle bitki metabolizması ve enzim reaksiyonları üzerinde negatif etki meydana getirir (Yang vd. 1986). Yapılan çalışmalar kadmiyum un yüksek konsantrasyonlarda klorofil mutasyonuna sebep olduğu görülmüştür (Reddy ve Vaidyanath 1978). Bunlara ek olarak kadmiyum un kök hücrelerinde mitotik indeksin azalmasına (Zhang ve Yang 1994), kromozomal anomalilikler ve mikronükleus oluşumu (Oehlkers 1953, Ruposhev 1976, Li ve Zheng 1992), çekirdek yapısında bozulma (Jiang vd. 1994), DNA ve RNA sentezinde anormaliliklere sebep olduğu görülmüştür (Enger vd. 1997, Degraeve 1981). Bütün bu veriler göstermektedir ki kadmiyum normal bitki büyüme peryodunu geciktirmekte ya da engellemektedir. Ayrıca bitkilerin genetik potensiyellerini sınırlandırarak ya da engelleyerek kayda değer ürün kayıplarına sebep olmaktadır (Kiran ve Sahin 2006). Türkçe adı Fiğ olan Vicia L. cinsi ülkemizde 62 tür ile yayılış göstermektedir. Bu çalışmanın konusunu Vicia peregrina L. (kavli) türü oluşturmaktadır (Ertekin 2012). 2. Gereç ve Yöntem Bu çalışmada bir yem bitkisi olan Vicia (Vicia peregrina), ağır metal olarak da kadmiyum (Cd ++ ) un klor tuzu (CdCl 2 ) kullanılmıştır. Çözeltilerin tamamı bidestile su (ph=6.3) kullanılarak hazırlanmıştır. Deney grubu için hazırlanan farklı (0.125, 0.250, 0.500, 1 ve 2 mm CdCl 2 ) konsantrasyonlardaki Cd ++ ve kontrol grubu olarak musluk suyu kullanılmıştır. Tohumlar her çözeltiden 30 ml alınarak üç buçuk saat 26 o C lik etüvde bekletildikten sonra her çözeltiden 20 ml alınarak petri kağıtları ıslatıldı ve ekim yapılarak 23-24 o C deki etüve yerleştirildi. Her 24 saatte bir çimlenen tohum sayısı kaydedilerek 96 saat süresince takip edildi. 96 saat sonra her bir gruba ait kök uçlarının boyu milimetrik olarak ölçüldükten sonra kesilerek; 24 saat asetikasit: alkol (1:3) içerisinde bekletilerek fiksasyon işlemi gerçekleştirildi. Daha sonra kök uçları, 60 o C de 1N HCl ile etüvde 5 dakika hidroliz edildi ve Feulgen reaktifi ile 1 saat boyandı. 15 dakika musluk suyunda bekletilen kök uçlarının uç kısmındaki koyu boyanan 1-2 mm lik büyüme meristemleri kesildi ve %45 lik asetikasit ortamında ezme preparatları yapıldı (Sharma ve Sharma 1982). 3. Bulgular Farklı konsantrasyonlarda ki kadmiyum (Cd ++ ) çözeltileriyle muamele edilen ve edilmeyen Vicia tohumlarının çimlenme oranları radikula belirimi esasına göre tespit edilmiş ve sonuçlar Şekil 1 de, ayrıca 96 saat sonra ölçülen ortalama kök uzunlukları da şekil 2 de verilmiştir. Şekil 1 in incelenmesinden anlaşılacağı gibi Cd ++ un 0.125 mm lık konsantrasyonu tohumların çimlenmelerini engellememiş aksine çimlenmeyi teşvik etmiştir. Fakat 0.125 mm ın üzerindeki konsantrasyonlarda tohum çimlenmesinin azaldığı Şekil 1 görülmektedir. Şekil 2 nin incelenmesi sonucunda da Cd ++ konsantrasyonu artışına paralel olarak kök uzunluğunda büyümenin önemli derecede engellendiği görülmektedir. Mitotik indeks hücre bölünme frekansını yansıtır ve kök gelişim oranını belirlemede önemli bir parametre olarak kullanılır (Jiang and Liu 2000). Çizelge 1 den de görüleceği gibi Cd ++ konsantrasyonu artışına bağlı olarak mitotik indeks azalmış dolayısıyla bu azalmaya paralel olarak kök uzaması da olumsuz olarak etkilenmiştir. Mitotik gözlemler sonucunda Vicia peregrina nın kontrol grubuna ait kök ucu hücrelerindeki normal fazlar şekil 3 te, kadmiyuma maruz bırakılan kök ucu hücrelerinde meydana gelen anormallikler şekil 4 te verilmiştir. 0.125 mm lık Cd ++ ile 96 saat muamele edilen kök uçlarında sayılan 1500 hücrenin 109 unda bölünme görüldü. Bu konsantrasyonda ki anormallikler ve bunların fazlara dağılımı; 25 hücrede metafaz plağında toplanamama, anafaz da 3 hücrede kalgın kromozom, 13 hücrede köprü ve 8 hücrede telofaz da geri kalmış kromozom şeklindedir (Çizelge 1). 0.250 mm lık Cd ++ ile 96 saat muamele edilen kök uçlarında sayılan 1500 hücrenin 77 sinde bölünme görüldü. Bu konsantrasyondaki anormallikler ve bunların fazlara dağılımı; 18 hücrede metafaz plağında toplanamama, anafaz da 2 hücrede kalgın kromozom, 6 hücrede köprü ve 4 hücrede telofaz da geri kalmış kromozom şeklindedir (Çizelge 1). 0.500 mm lık Cd ++ ile 96 saat muamele edilen kök uçlarında sayılan 1500 hücrenin 59 unda bölünme görüldü. Bu konsantrasyonda ki anormallikler ve bunların fazlara dağılımı; 23 hücrede metafaz plağında toplanamama, anafaz da 1 hücrede kalgın kromozom, 12 hücrede köprü ve 7 hücrede telofaz da geri kalmış kromozom şeklindedir (Çizelge 1). 1 mm lık Cd ++ ile 96 saat muamele edilen kök uçlarında sayılan 1500 hücrenin 48 inde bölünme görüldü. Bu konsantrasyondaki anormallikler ve bunların fazlara dağılımı; 27 hücrede 10 KSEJ 5(1), 9-15, 2015

Şekil 1. Kadmiyum klorür (CdCl 2 ) ün Vicia tohumları çimlenmesi üzerine etkileri. Şekil 2. Kadmiyum klorür (CdCl 2 ) e maruz bırakılan Vicia tohumlarının 96 saat sonra ölçülen ortalama kök uzunluğu. metafaz plağında toplanamama, anafaz da 4 hücrede kalgın kromozom, 13 hücrede köprü ve 9 hücrede telofaz da geri kalmış kromozom şeklindedir (Çizelge 1). 2 mm lık Cd ++ ile 96 saat muamele edilen kök uçlarında sayılan 1500 hücrenin 35 inde bölünme görüldü. Bu konsantrasyonda ki anormallikler ve bunların fazlara dağılımı; 26 hücrede metafaz plağında toplanamama, anafaz da 8 hücrede kalgın kromozom, 10 hücrede köprü ve 12 hücrede telofaz da geri kalmış kromozom şeklindedir (Çizelge 1). Kontrol grubunda sayılan 1500 hücrenin 186 sında bölünme görüldü. Bu grubtaki anormallikler ve bunların fazlara dağılımı; 4 hücrede metafaz plağında toplanamama, anafaz da 1 hücrede kalgın kromozom, 3 hücrede köprü ve 2 hücrede telofaz da geri kalmış kromozom şeklindedir (Çizelge 1). 4. Sonuçlar ve Tartışma Bu çalışmada, kadmiyum klorür dozlarının tamamının tohum çimlenmesi, kök uzaması ve kök ucu hücrelerindeki mitoz bölünme üzerinde olumsuz etki yaptığı belirlenmiştir. Konsantrasyon artışına bağlı olarak mitotik indeksin azaldığı ve kromozomal anormalliklerin arttığı, çimlenen tohum sayısının ve kök uzamasının azaldığı tespit edilmiştir. Yaptığımız çalışmada CdCl 2 ün farklı konsantrasyonları (0.125, 0.250, 0.500, 1 ve 2 mm CdCl 2 ) kullanılmış olup bu konsantrasyonlara ait veriler Şekil 1, KSEJ 5(1), 9-15, 2015 11

Çizelge 1. Kadmiyum (CdCl 2 ) un Vicia peregrina kök ucu hücrelerindeki mitotik etkileri Uygulama Sayılan toplam hücre Mitotik indeks (%) Kromozom anormalilikleri (%) Normal bölünen hücre Metafaz plağında toplanamama Anormal bölünen hücre sayısı Anafaz kalgın kromozom Anafaz köprü Telofaz da geri kalmış kromozom Kontrol 1500 15.86 6.98 186 4 1 3 2 0.125 mm 1500 10.66 44.95 109 25 3 13 8 0.250 mm 1500 7.13 38.96 77 18 2 6 4 0.500 mm 1500 6.80 55.93 59 23 1 12 7 1 mm 1500 6.73 110.41 48 27 4 13 9 2 mm 1500 6.26 160 35 26 8 10 12 Şekil 3. Vicia peregrina nın normal mitotik safhaları; 1- Profaz, 2- Metafaz, 3- Anafaz, 4- Telofaz (Scala bar=10μm). 12 KSEJ 5(1), 9-15, 2015

2, 3, 4 ve Çizelge 1 de görülmektedir. Yapılan çalışmalarda Vicia faba da insektisidlerin kalgın kromozom, kromozom yapışmaları, köprü gibi kromozom anormalliklerine sebep olduğunu rapor edilmiştir (Zakia vd. 1990). Bakır klorür ün mitoz bölünmeyi azalttığı, hücrelerde kromozomal değişmelere neden olduğu ve bu şekilde normal hücre bölünme düzeninin değiştiği anlaşılmıştır. Aynı zamanda bakır klorür ün doz ve zaman artışına bağlı olarak mitotik indeksi de azaltmıştır (Inceer ve Beyazoglu 2000). Benzer bir çalısmada krom nitrat ve potasyum dikromat gibi kromlu bileşiklerin farklı dozları Allium cepa kök ucu hücrelerine uygulanmış ve bu bile- Şekil 4. Kadmiyum un çeşitli konsantrasyonlarının neden olduğu mitotik anormallikler; 5- Metafaz plağında toplanamama, 6- Metafazda kalgın kromozom, 7- Anafazda kalgın kromozom, 8- Anafazda kutup kayması, 9- Anafazda köprü ve kalgın kromozom, 10- Anafazda fragment oluşumu, 11- Telofazda geri kalmış kromozom, 12- Multipolar telofaz (Scala bar=10μm). KSEJ 5(1), 9-15, 2015 13

şiklerin mitotik indeksi azalttığı tespit edilmiştir (Liu vd. 1992). Domates ve fasulye bitkilerinde yapılan bir çalışmada ise 0-50 mm CdCl 2 içeren besin çözeltilerinin 7 gün süre ile bitkilere uygulanması durumunda, kadmiyum uygulamasının sürgün ve kök kuru ağırlık üretimi üzerinde baskılayıcı etkileri belirlenmiş, ayrıca kadmiyum uygulanan bitkilerin yapraklarında ve köklerinde nitrat redüktaz aktivitesinde azalmalar görülmüştür (Quariti vd. 1997). Coriandrum sativum bitkisi üzerine toprak ve atmosferdeki yüksek kadmiyum seviyelerinin etkilerini belirlemek amacıyla bir çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada bitkiler 0.10 ya da 100 ppm kadmiyum ile kontamine edilen topraklarda gelişmeye bırakıldıklarında, gövde ve kök uzamasında, umbella sayısında önemli bir azalma, yapraklarda sararma, ultrastrüktürel değişiklikler ve meyvelerdeki uçucu yağ bileşiminde dikkat çekici azalmalar görülmüştür (Pasquale vd. 1995). Kadmiyum; insan, hayvan ve bitkiler için toksik etkili bir elementtir. Bitki bünyesinde azot ve karbonhidrat metabolizmalarını değiştirmesi nedeniyle birçok fizyolojik değişikliğe neden olmaktadır. Ayrıca, proteinlerin -SH gruplarındaki enzimleri inaktive etmekte, fotosentezi engellemekte, stomaların kapanmasına, transpirasyon ile su kaybının azalmasına ve klorofil biyosentezinin bozulmasına neden olmaktadır (Sheoran vd. 1990). Yapmış olduğumuz bu çalışmadan elde edilen bulgular V. peregrina nın kadmiyum kirliliğine toleranslı bir bitki olmadığını ortaya koymaktadır. Çalışılmış diğer bitki türlerinde olduğu gibi kadmiyumun önemli bir yem bitkisi olan fiğin çimlenme ve kök büyümesini engellediği, mitotik indeksi azalttığı ve çeşitli mitotik anormalliklere sebep olduğu görülmektedir. 6. Kaynaklar Bertin, G., Averbeck, D. 2006. Cadmium; cellular effects, modifications of biomolecules, modulation of DNA repair and genotoxic consequences (a review). Biochimie, 88: 1549-1559. Cui, YJ., Zhu, YG., Zhai, RH., Chen, DY., Hang, YZ., Qiu, Y., Liang, JZ. 2004. Transfer of metal from soil to vegetables in an area near a smelter in Nanning China. Environ. Int., 30: 785-791. Degraeve, N. 1981. Carcinogenic, teratogenic and mutagenic effects of cadmium. Mutat Res., 86: 115-135. Dorris, J., Atieh, BH., Gupta, RC. 2002. Cadmium uptake by radishes fom soil contaminated with nicel-cadmium batteries toxicity and safety considerations. Toxicol. Mech. Method., 12: 265-276. Enger, M., Campbell, E., Raflifl, R. 1997. Cadmium induced alteration in RNA metabolism in culture of Chinese hamster cells sensitive and resistant to the cytotoxic effects of cadmium. J. Toxicol. Environ. Health, 5: 711-728. Ertekin, AS. 2012. Vicia L. In: Güner A, Aslan S, Ekim T, Vural M, Babaç MT editors. Türkiye Bitkileri Listesi (Damarlı Bitkiler). İstanbul: Nezahat Gökyiğit Botanik Bahçesi ve Flora Araştırmaları Derneği Yayını. pp. 500-505. Guo-Yan, T., Marschner, H., Guo, YT. 1995. Uptake, distribution and binding of cadmium and nickel in different plant species. J. Plant Ntr., 18: 2691-2706. Inceer, H., Beyazoglu, O. 2000. Bakır Klorür ün Vicia hirsuta (L.) S.F. Gray Kök Ucu Hücreleri Üzerine Sitogenetik Etkileri. Turk J. Biol., 24: 553 559 Jiang, WS., Liu, DH., Li, MX. 1994. Effects of Cd +2 on the nucleolus in root tip cells of Allium cepa. J. Environ. Sci., 6: 382-386. Jiang, W., Liu, D. 2000. Effects of Pb +2 on root Growth, Cell Division, and Nucleolus of Zea mays L., Bull.Environ. Contam. Toxicol., 65: 786-793. Kiran, Y., Sahin, A. 2006. The Effect of Cadmium on Seed Germination, Root Development and Mitotic of Root Tip Cells of Lentil (Lens culinaris Medik). W.J.A.S., 2(2): 196-200. Komarnicki, G. J. K. 2005. Lead and cadmium in indoor air and the urban environment. Envıron Pollut., 136: 47-61. Leita, L., Contin, M., Maggioni, A. 1991. Distribution of Cadmiumand Induced Cd-Binding Proteins in roots, stemsandleaves of Phaseolus vulgaris. Plant Sci., 77: 139-147. Li, XL., Zheng, GR. 1992. Study on mutagenic effects and antagonism of selenium and cadmium. Teratogenesis Carcinog. Mutagen., 4: 19-21 Liu, D., Jiang, W., Li, M. 1992. Effect of Trivalent and Hexavalent Chromium on Root Growth and Cell Division of Allium cepa, Hereditas, 117: 23-29. Mc Laughlin, MJ., Singh, BR. 1999. Cadmium in Soils and Plants. Development in Plantand Soil Sciences, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 85: 288. Manta, DS., Angelona, M., Bellanca, A., Neri, R., Sprovieri, M. 2002. Heavy metal in urban soils: a case study from the city of Palermo (Sicily), Italy. Sci. Total Envıron., 300: 229-243. Miller, FS., Kilminster, K.L., Degens, B., Firns, G.W. 2010. Relationship between metal sleached and soil type from potential acid sulphate soil sunderacidic and neutral conditions in Western Australia. Water. Air. Soil Poll., 205: 133-147. Nan, Z., Cheng, G. 2001. Accumulation of Cd and Pb in spring wheat (Triticum aestivum L.) grown in calcareous soil irrigated with wastewater. B. Environ. Contam. Tox., 66: 748-754. 14 KSEJ 5(1), 9-15, 2015

Nan, ZR., Li, JJ., Zhang, JM., Cheng, GD. 2002. Cadmium and zinc interactions and their transfer in soilcrop system under actual field. Sci. Total Environ., 285: 187-195. Oehlkers, F. 1953. Chromosome breaks influenced by chemicals. Heredity, 6: 95-105. Olmos, E., Martinez Solano, JR., Piqueras, A., Hellin, E. 2003. Earlysteps in the oxidative burstinduced by cadmium in cultured to baccocells (BY-2 line). J. Exp. Bot., 54: 291-301. Pasquale, R., Rapisarda, A., Germano, MP., Ragusa, S., Kirjavainen, S., Galati, EM. 1995. Effects of Cadmium on Growth and Pharmacologically Active Constituents of the Medicinal Plant Coriandrum sativum L. Water Aır Soıl Poll., 84(1-2): 147-157 Quariti, O., Gouia, H., Ghorbal, MH. 1997. Responses of Bean and Tomato Plants to Cadmium: Growth, Mineral Nutrition and Nitrate Reduction. Plant Physiol Bioch., 35(5): 347-354. Reddy, T., Vaidyanath, K. 1978. Mutagenic potentiating and antimutagenic activity of certain metallic ions in the rice genetic system. Curr. Sci. India, 47: 513-515 Ruposhev, A. 1976. Cytogenetic effect of heavy metal ions on Crepis eapillaris L. Seeds. Genetika, 12: 37-43. Shah, K., Kumar, RG., Verma, S., Dubey, RS. 2001. Effect of cadmium on lipidperoxidation, superoxideanion generation and activities of antioxidantenzymes in growing rice seedlings. Plant Sci., 161: 1135-1144. Sharma, AK., Sharma, A. 1982. Chromosome Techniques- Theory and Practice, second ed., Baltimore, MD, University Park Press, 575. Sheoran, IS., Singal, H R., Singh, R. 1990. Effect of cadmium and nickel on photosynthesis and enzymes of the photosynthetic carbon reduction cycle in pigeon pea (Cajanus cajan L.). Photosynth. Res., 23: 345-351. Stresty, TVS., Madhava Rao, KV. 1999. Ultra structuralalterations in response to zinc and nickel stress in therootcell of pigeonpea. Environ. Exp. Bot., 41: 3-13. Tsadilas, CD., Karaivazoglou, NA., Tsotsolis, NC., Stamadiadis, S., Samaras, V. 2005. Cadmium uptake by tobacco as affected by liming, N form, and year of cultivation. Environ. Pollut., 134: 239-246. Wang, L., Cao, J., Chen, D., Liu, X., Lu, H., Liu, Z. 2009. Role of oxidative stress, apoptosis, and intracellular homeostasis in primary cultures of rat proximal tubular cells exposed to cadmium. Biol. Trace Elem. Res., 127: 53-68. Xiong, X., Allinson, G., Stagnitti, F., Li, P., Wang, X., Liu, W., Allinson, M., Turoczy, N., Peterson, J. 2004. Cadmium contamination of soils of the Shenyang zhanshi irrigation area, China: an historical perspective. B. Environ. Contam. Tox., 73: 270-275. Yang, GF., Liu, QS., Zhang, CG., Shang, SH., Jing, QN., Xu, HX. 1986. The effect of lead cadmium mineral oil in soil on soil microorganism and soil enzyme, In: Z.L. Xia, Editor and study of soil Environmental Capacity. Meteorological Publishing House, Beijing, 157-164 Zakia, MA., Fawzia, AE., Abo-El-Kheir, A., Iman-A, El-S., 1990. Alteration in Nucleic Acids Protein Content and Mitotic Division of Vicia faba Root Tips Cells as Affected by Malathion and Tamaron Insecticides. Cytologia, 55: 349-355. Zhang, Y., Yang, X. 1994. The toxic effects of cadmium on cell division and chromosomal morphology of Hordeum vulgare. Mutat. Res., 312: 121-126. Zhou, ZY., Fan, YP., Wang, MJ. 2000. Heavy metal contamination in vegetables and their control in China. Food Rev. Int., 16: 239-255. KSEJ 5(1), 9-15, 2015 15