Bakır oksit nanopestisitine maruz kalan mısır (Zea mays L.) fidelerine uygulanan tavuk tüyü protein hidrolizatının azot metabolizması, antioksidan sistem ve ASA-GSH döngüsü üzerine etkilerinin fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler analizlerle belirlenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Aykut KARAMAN
Danışman: Özkan Aksakal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bakır içeren nanopestisitler (Cu(OH)2 NP), bitki koruma ürünlerinin etkinliğini artırmak için modern tarımda fungisitler olarak popülerlik kazanmıştır. Bununla birlikte, bu nanopestisitlerin kültür bitkileri üzerindeki etkileri ve toksisitesi tam olarak bilinmemektedir. Tavuk tüyü protein hidrolizatları (TTH), yüksek azot, protein ve amino asit içerikleriyle tanınmaktadır. Bu çalışmada, mısır fidelerinde Cu(OH)2 NP stresinin neden olduğu oksidatif hasarın azaltılmasında fidelere eksojen olarak uygulanan TTH'ın potansiyelinin araştırması amaçlanmıştır. Yöntem: Bu çalışmada model bitki olarak mısır kullanılmıştır. Hidroponik olarak yetiştirilen mısır fidelerinin yapraklarına, 500 mg/L Cu(OH)2 NP ve 500 mg/L TTH püskürtüldükten sonra fidelerde kök ve gövde uzunluğu, klorofil, protein, prolin ve toplam fenolik madde miktarlarının yanı sıra malondialdehit (MDA), hidrojen peroksit (H2O2) ve süperoksit (O2•-) seviyeleri ölçülmüştür. Ayrıca askorbat-glutatyon (ASA-GSH) döngüsünde yer alan enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidanların aktiviteleri ve miktarları analiz edilmiştir. Yine, antioksidan enzimlerin aktivitelerindeki değişiklikler ve azot metabolizması ile ilişkili enzimlerin aktivitelerinin yanı sıra antioksidan sistem, ASA-GSH döngüsü ve azot metabolizması ile ilişkili genlerin ekspresyonlarındaki değişiklikler RT-PCR kullanılarak belirlenmiştir. Bulgular: Çalışmada Cu(OH)2 NP stresinin aşırı ROS üretimine yol açtığı, bitki büyümesini engellediği ve doğal savunma sistemine zarar verdiği gözlenmiştir. Bununla birlikte, Cu(OH)2 NP stresi altındaki fidelere TTH uygulamasının lipid peroksidasyonunun yanı sıra O2•- ve H2O2 birikimini azaltarak stresin etkilerini hafiflettiği görülmüştür. TTH'ın bunu hem enzimatik hem de enzimatik olmayan antioksidan aktivitelerini artırarak, gen ekspresyonunu düzenleyerek ve ASA-GSH döngüsünü modüle ederek başardığı tespit edilmiştir. Ayrıca, mısır fidelerinin kök ve gövdesindeki Cu konsantrasyonunun, Cu(OH)2 NP uygulaması ile önemli ölçüde arttığı kaydedilmiştir. Cu(OH)2 NP stresi altında, eksojen TTH uygulamasının, ilgili genlerinin ekspresyonu ile birlikte nitrat redüktaz, nitrit redüktaz, glutamin sentaz, glutamat sentaz ve glutamat dehidrogenaz enzimlerinin aktivitelerini artırdığı belirlenmiştir. Sonuç: Bu çalışma, Cu(OH)2 NP stresinin kültür bitkilerinde olumsuz koşulları tetiklediğini, bitki büyümesini engellediğini ve Cu içeriğini ve oksidatif stres belirteçlerini artırdığını ortaya koymuştur. Öte yandan, TTH uygulamasının, önemli antioksidan moleküllerin konsantrasyonlarını artırarak ve oksidatif savunma sistemi enzimlerini aktive ederek bu olumsuz etkileri hafiflettiği gözlenmiştir. Yine, TTH'ın bitkilerde azot metabolizmasını olumlu yönde etkilediği tespit edilmiştir. Bu bulgular, TTH'ın Cu(OH)2 NP'nin zararlı etkilerine karşı koymak için umut verici bir madde olarak kullanılabileceğini ve böylece tarımda bitki sağlığını ve üretkenliğini artırabileceğini göstermektedir.