Tagetes patula L. Bitkisinin Fitoremediasyon Amaçlı Kullanım Potansiyelinin Su Kültürü Koşullarında Araştırılması

Öz Çeşitli kaynaklardan toprağa katılan kadmiyum (Cd) bitki büyüme ve gelişmesini azaltan ve besin zincirine katıldığında canlılar için tehlikeli olan toksik bir metaldir. Özellikle ucuz, etkili, çevre dostu ve uygulanması kolay fitoremediasyon yöntemi kullanılarak Cd ile kirlenmiş tarım topraklarının temizlenmesi için hiperakümülatör bitkilerin araştırılması gerekmektedir. Bu amaçla Tagetes patula L. (Kadife çiçeği) bitkisinin Cd hiperakümülasyon potansiyeli araştırılmıştır. Deneme artan dozlarda (0-5-10-20-40 pM) ve 8CdSO4.7H2O formunda uygulanmış Cd'un su kültürü ortamında Tagetes patula L. bitkisinin Cd akümülasyonu, bakır (Cu), demir (Fe), çinko (Zn), mangan (Mn) ve indirgenmiş glutatyon konsantrasyonuna etkileri araştırılmıştır. Bitkiler 15 gün süre ile üç paralelli olarak Hoagland besin solüsyonunda kontrollü koşullarda yetiştirilmiştir. Deneme sonunda Cd uygulamalarındaki artışla bitkilerin yeşil aksam ve kök kuru ağırlıklarındaki azalmaya rağmen Cd konsantrasyonlarında ve içeriklerinde (kontentlerinde) bir artış olmuştur. Tagetes patula L. bitkisi yeşil aksamında hiperakümülasyon değerinin (100 mg Cd kg-1) 8 katı Cd biriktirmiştir. Bu sonuç Tagetes patula L. bitkisinin Cd ile kirlenmiş toprakların fitoremediasyonunda kullanım potansiyelinin yüksek olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler:

Ağır metal, fitoremediasyon, indirgenmiş glutatyon, kadmiyum

PDF

___

ATSDR (2015). Priority List of Hazardous Substances. Agency for Toxic Substances and Diseases. Available: http://www.atsdr.cdc.gov/spl/resources/atsdr_2015_spl_detai led_data_table.pdf

Benavides M P, Gallego S M, and Tomaro M L (2005). Cadmium toxicity in plants. Brazilian Journal of Plant Physiology, 1 7: 21-34.

Cakmak I, Marschner H (1992). Magnesium deficiency and high light intensity enhance activities of superoxide dismutase, ascorbate peroxidase and glutathione reductase in bean leaves. Plant Physiology, 98:1222-1227.

Dağhan H (2004). Phytoextraction of heavy metal from contaminated soils using genetically modified plants. RWTH- Aachen Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften, Institut fur Umweltforschung (Biology V), Doktor Arbeit, Aachen-Germany.

Dağhan H (2007). Fitoremediasyon: bitki kullanılarak kirlenmiş alanların temizlenmesi. GAP V. Tarım Kongresi Bildiri Kitabı, 362-367, 17-19 Ekim, Şanlıurfa.

Dağhan H, Köleli N, Uygur V, Arslan M, Önder D, Göksun V, Ağca N (2012). Kadmiyum ile kirlenmiş toprakların fitoekstraksiyonla arıtımında transgenik tütün bitkisinin kullanımının araştırılması. Toprak Su Dergisi, 1: 1-6.

Dağhan H, Arslan M, Uygur V, Köleli N, Eren A (2014). The cadmium phytoextraction efficiency of ScMTII gene bearing transgenic tobacco plant. Biotechnology and Biotechnological Equipment, 24(3):1974-1978.

Eren A, Dağhan H (2014). Transgenic tobacco-bearing p- cV-ChMTIIGFP gene accumulated more lead compared to wild type. Polish Journal of Environmental Studies, 23(2):569-571.

Ertem M (201 1). Itai Itai hastalığı.Erişim:http://www.cevres agligi.org/cevresagligi/kutuphane/ii.-ulusal-cevre-hekimligi kongresi/itai-itai-hastal.html

Hall J L (2002). Cellular mechanisms for heavy metal detoxification and tolerance. Journal of Experimental Botany, 53:1-1 1.

Kabata-Pendias A, (201 1). Trace elements in soils and plants, 4th ed. CRC Press, Boca Raton, London, FL.

Köleli N, Kantar Ç (2005). Fosfat kayası, fosforik asit ve fosforlu gübrelerdeki toksik ağır metal (Cd, Pb, Ni, As) konsantrasyonu. Ekoloji Dergisi, 14(55): 1-5.

Lal K, Minhas P S, Chaturvedi S R K, Yadav R K (2008). Extraction of cadmium and tolerance of three annual cut flowers on Cd-contaminated soils. Bioresource Technology, 99:1006-101 1.

Lin C C, Lai H Y, Chen Z S (2010). Bioavailability assessment and accumulation by five garden flower species grown in artificially cadmium-contaminated soils. International Journal of Phytoremediation, 12:1-14.

Liu Y T, Chen Z-S, Hong C Y (201 1). Cadmium-induced physiological response and antioxidant enzyme changes in the novel cadmium accumulator, Tagetes patula. Journal of Hazardous Materials, 189 724-731.

Mansour H A, El-Maadawy E I, Ahmed H A H, Othman E Z (201 5). Effect of different chemical additives on growth and flowering of African Marigold (Tagetes erecta L.) grown under cadmium stress. Journal of Horticultural Science and Ornamental Plants 7(1): 29-38.

Mishra S, Srivastava S, Tripathi R D, Govindarajan R, Kuriakose S V, Prasad M N V (2006). Phytochelatin synthesis and responses of antioxidants during cadmium stress in Bacopa monneri L., Plant Physiology and Biochemistry, 44:25¬37.

Namdjoyan S, Namdjoyan S, Kermanian H (2012). Induction of phytochelatin and responses of antioxidants under cadmium stress in safflower (Carthamus tinctorius) seedlings. Turkish Journal of Botany, 36:495-502.

Nazar R, Iqbal N, Masood A, Khan M I R, Syeed S, Khan N A (2012). Cadmium toxicity in plants and role of mineral nutrients in its alleviation. American Journal of Plant Sciences, 3, 1476-1489. Available: http://dx.doi.org/10.4236/ajps. 2012.310178

Priyanka D, Shalini T, Navneet V K (2013). A brief study on Marigold (Tagetes Species): a review. International Research Journal of Pharmacy, 4( 1 ):43-48.

Rungruang N, Babel S, Parkpian P (201 1). Screening of potential hyperaccumulator for cadmium from contaminated soil. Desalination and Water Treatment, 32( 1-3): 19-26.

Sangwan P, Mor V, Sakshi, Soni R, Dhankhar R (2013). Toxicity of cadmium in plants. International Journal of Current Research, 5(9):27 1 4-27 1 7.

Sheoran I S, 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.). Photosynthesis Research, 23:345-351.

Thamayanthi D, Sharavanan P S, Jayaprasad B (2013). Phytoremediating capability biochemical changes and nutrient status of marigold (Tagetes erecta L.), plant under cadmium stress. International Journal of Research in Plant Science, 3(4): 57-63.

Zengin K F, Munzuroğlu Ö (2005). Fasulye fidelerinin (Phaseolus vulgaris L. Strike) klorofil ve karotenoid miktarı üzerine bazı ağır metallerin (Ni+2, Co+2, Cr+3, Zn+2) Etkileri. F.Ü. Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 17(1): 164-172.