Nurcan GİRASUN, EMİNE YALÇIN, ALİ ACAR, Kürşat ÇAVUŞOĞLU, Kültiğin ÇAVUŞOĞLU

In Vivo Pb(NO3)2 Toksisitenin Fizyolojik, Sitogenetik ve Anatomik Parametreler ile Araştırılması

Bu çalışmada, Pb(NO3)2’nin Allium cepa L.’da sebep olduğu fizyolojik,anatomik ve sitogenetik etkiler araştırılmıştır. Kök uzunluğu, çimlenmeyüzdesi ve ağırlık artışı fizyolojik parametreler; kromozomal hasaroluşumu, mitotik indeks (MI) ve mikronukleus (MN) sıklığı isesitogenetik parametreler olarak kullanılmış, kök ucu kesitlerinde iseanatomik hasarlar araştırılmıştır. Toksisitenin belirlenmesi amacıylabir kontrol ve üç uygulama grubu oluşturulmuş ve uygulama grupları50, 100 ve 200 mg L-1 Pb(NO3)2 çözeltisi ile 25 °C’de 72 saat muameleedilmiştir. Deneysel işlemler sonucunda, Pb(NO3)2 uygulamasınınçimlenme yüzdesi, kök uzunluğu, ağırlık kazanımını ve MI oranınıazalttığı, MN sıklığı ve kromozomal hasar oluşumunu arttırdığıbelirlenmiştir. Pb(NO3)2’nin fragment, yapışkan kromozom, kromozomköprüsü ve c-mitoz şeklinde kromozomal hasarları teşvik ettiğigözlenmiştir. Ayrıca, Pb(NO3)2 uygulamasının A. cepa kök ucundakorteks hücre çeperinde kalınlaşma, hücre deformasyonu, belirginolmayan iletim doku, nekroz gibi anatomik hasarlara neden olduğu datespit edilmiştir. Sonuç olarak, Pb(NO3)2’nin doza bağlı olaraktoksisiteye neden olduğu ve bu hasarların belirlenmesinde A. cepa’nıngüçlü bir biyoindikatör olduğu tespit edilmiştir.

Investigation of In-vivo Pb(NO3)2 Toxicity with Physiological, Biochemical and Cytogenetic Parameters

In this study, physiological, anatomical and cytogenetic effects of Pb(NO3)2 in Allium cepa L. were investigated. The root length, percentage of germination and weight increase were used as physiological parameters and chromosomal damage frequency, mitotic index (MI) and micronucleus (MN) frequency were determined as cytogenetic parameters and anatomical damages were investigated in root tip cross sections. To determine the toxicity, a control and three treatment groups were formed and the treatment groups were germinated with 50, 100 and 200 mg L-1 Pb(NO3)2 at 25°C for 72 hours. The results indicated that Pb(NO3)2 application decreased the germination percentage, root length, weight gain and MI, and increased the MN frequency and chromosomal damage formations. It was observed that Pb(NO3)2 induced chromosomal damages such as fragment, sticky chromosome, chromosome bridge and c-mitosis. In addition, Pb(NO3)2 application caused the anatomic damages including cortex cell wall thickening, cell deformation, nonspecific transmission tissue, necrosis in A. cepa root cells. As a result, Pb(NO3)2 was found to cause toxicity depending the application dose and it was determined that A. cepa was a strong bioindicator in determining the toxicity.

PDF

___

Baldwin DR, Marshall WJ 1999. Heavy Metal Poisoning and its LaboratoryIinvestigation. Annals of Clinical Biochemistry, 36: 267-300.
Burton KW, Morgan E, Roig A 1984. The Influence of Heavy Metals on The Growth of Sitka-Spruce İn South Wales Forests. II Green House Experiments. Plant and Soil, 78: 271-282.
Çavuşoğlu K, Acar A, Yalçın E 2018. Civa (Hg) Ağır Metal İyonunun Allium cepa L. (Soğan)’da Teşvik Ettiği Fizyolojik, Sitogenetik ve Anatomik Değişimlerin Araştırılması. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6: 887-892.
Çavuşoğlu K, Kılıç S, Kılıç M 2009. Taşıtların sebep olduğu Kurşun (Pb) kirliliğinin Çam (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana) ve Sedir (Cedrus libani A. Rich.) Yapraklarının Anatomisi Üzerine Etkileri. Biological Diversity and Conservation, 2 (3): 92-98.
Çavusoglu K, Yalçın E, Ergene A 2009. The Cytotoxic Effects of Zinc and Cadmium Metal Ions on Root Tip Cells of Phaseolus vulgaris L. (Fabaceae. Süleyman Demirel Üniversitesi Journal of Science (e-journal), 4 (1): 1-11.
Doğan B 2002. Kurşun Nitratın (Pb(NO3)2)’nin Arpa (Hordeum vulgare L.) Mitotik Kromozomları Üzerine Etkileri. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4 (1): 27-30.
Duffus, JH 1980. Environmental Toxicology, Resource and Environmental Sciences Series. New York: Halsted Press, John Wiley and Sons.
Fenech M, Chang WP, Kirsch-Volders M, Holland N, Bonassi S, Zeiger E 2003. Human Micronucleus project. HUMN project: detailed description of the scoring criteria for the cytokinesis-block micronucleus assay using isolated human lymphocyte cultures. Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis, 534 (1): 65-75.
Fernandes JC, Henriques FS 1991. Biochemical, Physiological and Structural Effects of Excess Copper in Plants. The Botanical Review, 57 (3): 246- 273.
Ghani A, Shah AU, Akhtar U 2010. Effect of Lead Toxicity on Growth, Chlorophyll And Lead (Pb) Content of Two Varieties Of Maize (Zea mays L.). Pakistan Journal of Nutrition, 9 (9): 887-891.
Girasun N 2017. Allium cepa’da Pb(NO3)2’nin Sebep Olduğu Fizyolojik, Anatomik ve Sitogenetik Değişimlerin Araştırılması. Giresun Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Ana Bilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 11-14 Sy.
Guevara SR, Bubach D, Vigliano P, Lippolt G, Arribere M 2004. Heavy Metal and Other Trace Elements in Native Mussel Diplodon chilensis from Northern Patagonia Lakes. Biological Trace Element Research, 102 (1-3): 245-263.
Kafadar F, Saygıdeğer S 2010. Gaziantep İlinde Organize Sanayi Bölgesi Atık Suları ile Sulanan Bazı Tarım Bitkilerinde Kurşun (Pb) Miktarlarının Belirlenmesi. Ekoloji, 19 (75): 41-48.
Kahvecioğlu Ö, Kartal G, Güven A, Timur S 2009. Metallerin Çevresel Etkileri. Metalurji Dergisi, 136: 47-53.
Kıran S, Özkay F, Kuşvuran Ş, Ellialtıoğlu Ş 2015. Kurşunun Kıvırcık Salata (Lactuca sativa var. crispa) Bitkisinin Bazı Morfolojik ve Biyokimyasal Özelliklerine Etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5 (1): 83-88.
Ma TH, Cabrera GL, Owens E 2015. Genotoxic Agents Detected by Plant Bioassays. Rev. Environ. Health, 20 (1): 1-14.
Ma TH, Xu Z, Xu C, Mc Connell H, Rabago EV, Arreola GA, Zhang H 1995. The Improved Allium/Vicia Root Tip Micronucleus Assay for Clastogenicity of Environmental Pollutants. Mutat. Res., 334: 185- 195.
Obroucheva NV, Bystrova EI, Ivanov VB, Anupova OV, Seregin IV 1998. Root Growth Responses to Lead in Young Maize Seedling. Plant Soil, 200: 55- 61.
Ocak N, Çavuşoğlu K, Yalçın E 2018. Allium cepa L.’ da Krom (K2cr2o7)’un Toksik Etkilerinin Araştırılması. Gaziosmanpasa J Sci. Res. 7 (3): 146- 158.
Sang N, Li G 2004. Genotoxicity of Municipal Landfill Leachate on Root Tips of Vicia faba. Mutation Research, 560: 159-165.
Sharma P, Dubey RS 2005. Lead Toxicity in Plants. Brazilian Journal of Plant Physiology, 17 (1): 35-52.
Sirover MA, Loeb LA 1976. Metal Activation of DNA Synthesis. Biochem. Biophys. Res. Commun., 70: 812-817.
Solange BT, Haywood DL 2012. Bioindicator of Genotoxicity: The Allium cepa Test. Environ. Contam., 138-156.
Staykova TA, Ivanova EN, Velcheva IG 2005. Cytogenetic Effect of Heavy Metal and Cyanide in Contamined Waters From The Region of Southwest Bulgaria. Journal of Cell and Molecular Biology, 4: 41-46.
Valverde M, Fortoul TI, Diaz-Barriga F, Mejia J, del Castillo ER 2002. Genotoxicity Induced in CD-1 Mice by Inhaled Lead: Differential Organ Response. Mutagenesis, 17: 55-61.
Zengin, FK, Munzuroğlu Ö 2003. Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L.) Kök, Gövde ve Yaprak Büyümesi Üzerine Kadmiyum (Cd++) ve Civa (Hg++)’nın Etkileri. Cumhuriyet Üniversitesi FenEdebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, 24 (1): 64-75.