Dergiler / Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences / 2022 / Cilt: 7 - Sayı: 4

Bitkilerde Ağır Metal Stresine Verilen Fizyolojik ve Moleküler Yanıtlar

Physiological and Molecular Response to Heavy Metal Stress in Plants

Sayfa
528–536
Yayın Tarihi
2022-12-31
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Alüminyum (Al), arsenik (As), civa (Hg), kadmiyum (Cd), krom (Cr) ve kurşun (Pb) ise bitki gelişiminde gerekli olmayıp çok düşük konsantrasyonlarda bile bitkiye zarar vermekte ve toksik özellik göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Artan antropojenik etki ve endüstrileşme ile birlikte doğal ekosistemlerin dengeleri bozulmakta ve birçok canlının tolere edilebileceği düzeylerin üzerinde ağır metal birikmektedir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sesil organizmalar olan bitkiler ağır metal kirliliğine maruz kaldıklarında verimliliğin azalması ve ürünlerde kalite kaybının yaşanması gibi ciddi sonuçlarla karşı karşıya kalınmaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:Alüminyum (Al), arsenik (As), civa (Hg), kadmiyum (Cd), krom (Cr) ve kurşun (Pb) ise bitki gelişiminde gerekli olmayıp çok düşük konsantrasyonlarda bile bitkiye zarar vermekte ve toksik özellik göstermektedir.
🔬Tür:Laboratuvar & Saha Deneyi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Abiyotik stres · Ağır metal · oksidatif stres

Özet

Artan antropojenik etki ve endüstrileşme ile birlikte doğal ekosistemlerin dengeleri bozulmakta ve birçok canlının tolere edilebileceği düzeylerin üzerinde ağır metal birikmektedir. Sesil organizmalar olan bitkiler ağır metal kirliliğine maruz kaldıklarında verimliliğin azalması ve ürünlerde kalite kaybının yaşanması gibi ciddi sonuçlarla karşı karşıya kalınmaktadır. Bu ağır metallerden bakır (Cu), çinko (Zn), kobalt (Co), mangan (Mn), molibden (Mo) ve nikel düşük düzeylerde bitkiler için gerekli olduğu halde yüksek seviyelerde bulunması bitkilerde stres oluşturmaktadır. Alüminyum (Al), arsenik (As), civa (Hg), kadmiyum (Cd), krom (Cr) ve kurşun (Pb) ise bitki gelişiminde gerekli olmayıp çok düşük konsantrasyonlarda bile bitkiye zarar vermekte ve toksik özellik göstermektedir. Ağır metal kirliliğine maruz kalmış bitkilerde oluşan etkiler ağır metal çeşidi, konsantrasyonu, maruziyet süresi, bitki türü gibi faktörlere göre değişebilmektedir. Ağır metal stresi bitkide sürgün ve kök gelişimi, biyokütle, fotosentetik hız, stoma iletkenliği ve transpirasyon hızının azalmasına; kloroz ve nekroza sebep olmaktadır Ayrıca ROS ve MDA miktarında artışa sebep olmakta, DNA’da lezyonlar oluşturmakta ve tamir edilmeyen hasarlar ile genomun kararlılığını bozmaktadır. Bitkiler ağır metallerin bu olumsuz etkileriyle mücadele edebilmek için enzimatik olan ve olmayan antioksidanların da içinde bulunduğu bazı savunma stratejileri geliştirmişlerdir. Yüksek seviyelerde ağır metallerin bulunduğu topraklarda bile gelişimini sürdürebilen ağır metal stresine toleranslı hiperakümülatör bitkiler ise ağır metallerle kontamine olmuş toprakların fitoremediasyonunda sıklıkla kullanılmakta ve transgenik bitki teknolojisinde bir model oluşturmaktadır.

Abstract

With the increasing anthropogenic effect and industrialization, the balance of natural ecosystems is deteriorating and heavy metals accumulate above the levels that many living things can tolerate. When plants, sessile organisms, are exposed to heavy metal pollution, serious consequences such as decreased productivity and loss of quality in products are encountered. The effects on plants exposed to heavy metal pollution may vary according to factors such as heavy metal type, concentration, exposure time, and plant species. Heavy metal stress causes a decrease in shoot and root development, biomass, photosynthetic rate, stomatal conductivity and transpiration rate; cause chlorosis and necrosis. In addition, it causes an increase in the amount of ROS and MDA, creates lesions in DNA and destabilizes the genome with unrepaired damages. Plants have developed some defense strategies, including enzymatic and non-enzymatic antioxidants, to combat these negative effects of heavy metals. Heavy metal stress-tolerant hyperaccumulator plants, which can continue to grow even in soils with high levels of heavy metals, are frequently used in the phytoremediation of soils contaminated with heavy metals and constitute a model in transgenic plant technology.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

SEVGİ, K., LEBLEBİCİ, S. (2022). Bitkilerde Ağır Metal Stresine Verilen Fizyolojik ve Moleküler Yanıtlar. Journal of Anatolian Environmental and Animal Sciences, Cilt: 7 - Sayı: 4, 528–536. https://ajindex.com/articles/869127

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (9)

  1. Agarwal, P., Mitra, M., Banerjee, S. & Roy, S. (2020). MYB4 transcription factor, a member of R2R3-subfamily of MYB domain protein, regulates cadmium tolerance via enhanced protection against oxidative damage and increases expression of PCS1 and MT1C in Arabidopsis. Plant Science, 297: 110501. Ahmad, R., Ali, S., Abid, M., Rizwan, M., Ali, B., Tanveer, A., Ahmad, I., Azam, M. & Ghani, M.A. (2020). Glycinebetaine alleviates the chromium toxicity in Brassica oleracea L. by suppressing oxidative stress and modulating the plant morphology and photosynthetic attributes. Environmental Science and Pollution Research, 27(1): 1101-1111.
  2. Brunetti, P., Zanella, L., De Paolis, A., Di Litta, D., Cecchetti, V., Falasca, G., Barbieri, M., Altamura, M.M., Costantino, P. & Cardarelli, M., (2015). Cadmium-inducible expression of the ABC-type transporter AtABCC3 increases phytochelatin-mediated cadmium tolerance in Arabidopsis. Journal of Experimental Botany, 66(13): 3815-3829.
  3. Chandrakar, V., Pandey, N. & Keshavkant, S. (2018). Plant responses to arsenic toxicity: morphology and physiology. In Mechanisms of arsenic toxicity and tolerance in plants, Springer, Singapore, pp. 27-48.
  4. Chaturvedi, R., Talwar, L., Malik, G. & Paul, M.S. (2020). Heavy metal-induced toxicity responses in plants: an overview from physicochemical to molecular level. Cellular and Molecular Phytotoxicity of Heavy Metals, pp. 69-88.
  5. Chen, Q., Zhang, X., Liu, Y., Wei, J., Shen, W., Shen, Z. & Cui, J. (2017). Hemin-mediated alleviation of zinc, lead and chromium toxicity is associated with elevated photosynthesis, antioxidative capacity; suppressed metal uptake and oxidative stress in rice seedlings. Plant Growth Regulation, 81(2): 253-264.
  6. Dalvi, A.A. & Bhalerao, S.A. (2013). Response of plants towards heavy metal toxicity: an overview of avoidance, tolerance and uptake mechanism. Ann Plant Sci, 2(9): 362-368.
  7. Delangiz, N., Khoshru, B., Asgari Lajayer, B., Ghorbanpour, M. & Kazemalilou, S. (2020). Molecular mechanisms of heavy metal tolerance in plants. Cellular and Molecular Phytotoxicity of Heavy Metals, 125-136.
  8. Dennis, K.K., Uppal, K., Liu, K.H., Ma, C., Liang, B., Go, Y.M. & Jones, D.P. (2019). Phytochelatin database: a resource for phytochelatin complexes of nutritional and environmental metals. Database, 2019.
  9. Dutta, S., Mitra, M., Agarwal, P., Mahapatra, K., De, S., Sett, U. & Roy, S. (2018). Oxidative and genotoxic damages in plants in response to heavy metal stress and maintenance of genome stab