Dergiler / Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi / 2019 / Cilt: 6 - Sayı: 2
Arsenik Stresine Maruz Kalan Kavun (Cucumis melo L.) Fidelerinde Antioksidan Aktivitelerinin Belirlenmesi
- Sayfa
- 276–284
- DOI
- —
Özet
Arsenik (As) tüm organizmalar için toksik bir metaloiddir. Bitki dokularına As alımı bitki metabolizmasını etkileyerek çeşitli fizyolojik ve yapısal bozukluklara neden olmaktadır. Bu çalışmada farklı konsantrasyonlarda arsenat [As(V)] uygulamalarına maruz bırakılan kavun (Cucumis melo L.) fidelerinin antioksidan profili araştırılmıştır. Filtre kağıt içeren magenta kaplarına 4’er adet tohum ekimi yapılmış ve ekimi takiben on gün sonra kavun fidelerine 10 gün boyunca 0, 50, 100, 150 ve 200 mg L-1 di-sodyum hidrojen arsenat heptahidrat (Na2HAsO4.7H2O) içeren Hoagland solüsyonu uygulanmıştır. Deneme, tesadüf parselleri deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak bitki büyütme kabininde yürütülmüştür. Kavun fidelerine ait yaprak ve kök dokularında antioksidan sistemin anahtar enzimlerinden olan süperoksit dismutaz (SOD) (EC 1.15.1.1) ve katalaz (CAT) (EC 1.11.1.6) enzim aktiviteleri, toplam antioksidan ve lipid peroksidasyon seviyeleri, fotosentetik pigment (toplam klorofil ve karotenoid) ve serbest prolin içerikleri tespit edilmiştir. Arsenatın yüksek konsantrasyonda (200 mg L-1) yapılan uygulaması yapraklarda toplam klorofil ve karotenoid miktarının sırasıyla %26 ve %33 azalmasına neden olmuştur. SOD ve CAT enzim aktiviteleri ve toplam antioksidan seviyesi kök dokusunda 100, 150 ve 200 mg L-1 As(V) uygulamaları sonucu artmıştır. Yapraklarda, SOD ve CAT enzim aktiviteleri 50 ve 100 mg L-1 As(V) uygulamalarıyla artarken, 150 ve 200 mg L-1 As(V) uygulamaları sonucu enzim aktiviteleri diğer As(V) uygulamalarına kıyasla azalmıştır. Oksidatif hasarın indikatörlerinden biri olan lipid peroksidasyonu As(V) stresi altında yaprak ve kök dokularında kontrole nazaran artmıştır. Ayrıca, tüm As(V) uygulamaları her iki dokuda da serbest prolin miktarının anlamlı olacak şekilde artmasına neden olmuştur.
Abstract
Arsenic (As) is a toxic metalloid for all living organisms. Uptake of As in plant tissues affects plant metabolism and causes to several physiological and structural disorders. In this study, antioxidant profile of melon (Cucumis melo L.) seedlings exposed to different arsenate [As(V)] treatments was investigated. Four seeds were sowed in each magenta vessel including filter paper and following ten days after sowing, melon seedlings were treated with Hoagland solution containing 0, 50, 100, 150 and 200 mg L-1 disodium hydrogen arsenate heptahydrate (Na2HAsO4.7H2O) for 10 days. The experiment was set up in a plant growth cabinet as randomized plots design with 3 replications. Superoxide dismutase (SOD) (EC 1.15.1.1) and catalase (CAT) (EC 1.11.1.6) enzyme activities which are the key enzymes of antioxidant system, total antioxidant and lipid peroxidation levels, the contents of photosynthetic pigments (total chlorophyll and carotenoids) and free proline were determined in leaf and root tissues of melon seedlings. In leaves, high concentration of As(V) (200 mg L-1) treatment caused a significant decrease in total chlorophyll and carotenoid content by 26% and 33%, respectively. SOD and CAT enzyme activities and total antioxidant level increased in response to 100, 150 and 200 mg L-1 As(V) treatments in roots. In leaves, while SOD and CAT activities increased at 50 and 100 mg L-1 As(V) treatments, enzyme activities decreased as a result of 100 and 150 mg L-1 As(V) treatments compared with other As(V) treatments. Lipid peroxidation, one of the indicators of oxidative stress, increased in leaf and root tissues under As(V) stress when compared control. In addition, all As(V) treatments caused an increase in free proline content in both tissues significantly.