Year 2019, Volume 22 , Issue 5, Pages 702 - 707 2019-10-31

In Vivo Pb(NO3)2 Toksisitenin Fizyolojik, Sitogenetik ve Anatomik Parametreler ile Araştırılması
Investigation of In-vivo Pb(NO3)2 Toxicity with Physiological, Biochemical and Cytogenetic Parameters

Nurcan GİRASUN [1] , Emine YALÇIN [2] , Ali ACAR [3] , Kürşat ÇAVUŞOĞLU [4] , Kültigin ÇAVUŞOĞLU [5]


Bu çalışmada, Pb(NO3)2’nin Allium cepa L.’da sebep olduğu fizyolojik, anatomik ve sitogenetik etkiler araştırılmıştır. Kök uzunluğu, çimlenme yüzdesi, ve ağırlık artışı fizyolojik parametreler; kromozomal hasar oluşumu, mitotik indeks (MI) ve mikronukleus (MN) sıklığı ise sitogenetik parametreler olarak kullanılmıştır. Kök ucundan alınan enine kesitlerde ise anatomik hasarlar araştırılmıştır. Toksisitenin belirlenmesi amacıyla bir kontrol ve üç uygulama grubu oluşturulmuş ve uygulama grupları 50, 100 ve 200 mg L-1Pb(NO3)2 çözeltisi ile 25 °C’de 72 saat muamele edilmiştir. Deneysel işlemler sonucunda,  Pb(NO3)2uygulamasının çimlenme yüzdesi, kök uzunluğu, ağırlık kazanımını ve MI oranını azalttığı, MN sıklığı ve kromozomal hasar oluşumunu arttırdığı belirlenmiştir. Pb(NO3)2’nin kromatinin eşit olmayan dağılımı, fragment, yapışkan kromozom, kromozom köprüsü ve c-mitoz şeklinde kromozomal hasarları teşvik ettiği gözlenmiştir. Ayrıca, Pb(NO3)2uygulamasının A. cepa kök ucu meristematik hücrelerinde korteks hücre çeperinde kalınlaşma, hücre deformasyonu, belirgin olmayan iletim doku, nekroz, korteks hücrelerinde bazı maddelerin birikimi ve yassılaşmış hücre çekirdeği gibi anatomik hasarlara neden olduğu da tespit edilmiştir. Sonuç olarak, Pb(NO3)2’nin doza bağlı olarak fizyolojik, anatomik ve sitogenetik toksisiteye neden olduğu ve bu hasarların belirlenmesinde A. cepa’nın güçlü bir biyoindikatör olduğu tespit edilmiştir.

In this study, physiological, anatomical and cytogenetic effects of different doses 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.  The anatomical damages were investigated by examining the root tip cross sections of the plant. To determine the toxicity, a control and three administration groups were formed and the treatment groups were germinated with 50, 100 and 200 mg of L-1Pb(NO3)2 at 25°C for 72 hours. The result of experiment indicated that Pb(NO3)2application 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 the unequal distribution of chromatin, fragment, sticky chromosome, chromosome bridge and c-mitosis. In addition, Pb(NO3)2application caused the anatomic damages including cortex cell wall thickening, cell deformation, nonspecific transmission tissue, necrosis, accumulation of some substances in the cortex cells and flattened cell nucleus in A. cepa root end meristematic cells. As a result, Pb(NO3)2 was found to cause physiological, anatomical and cytogenetic toxicity depending the application dose and it was determined that A. cepa was a strong bioindicator in determining the toxicity.

  • KAYNAKLAR
  • 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 Yüksek Lisans Tezi.
  • 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. Genotoxic Agents Detected by Plant Bioassays. Rev. Environ. Health, 20 (1): 1-14, 2005.
  • 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 Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, 24 (1): 64-75.
Primary Language en
Subjects Basic Sciences
Journal Section RESEARCH ARTICLE
Authors

Orcid: 0000-0002-5540-151X
Author: Nurcan GİRASUN
Institution: GİRESUN ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-5280-5375
Author: Emine YALÇIN (Primary Author)
Institution: GİRESUN ÜNİVERSİTESİ, FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0001-8617-2206
Author: Ali ACAR
Institution: GİRESUN ÜNİVERSİTESİ, SAĞLIK HİZMETLERİ MESLEK YÜKSEKOKULU
Country: Turkey


Orcid: 0000-0001-6457-0457
Author: Kürşat ÇAVUŞOĞLU
Institution: SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ, FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ, BİYOLOJİ BÖLÜMÜ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-4767-9132
Author: Kültigin ÇAVUŞOĞLU
Institution: GİRESUN ÜNİVERSİTESİ, FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ, BİYOLOJİ BÖLÜMÜ
Country: Turkey


Supporting Institution Giresun Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi
Project Number FEN-BAP-A-140316-56
Thanks Bu çalışma Giresun Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri birimi tarafından FEN-BAP-A-140316-56 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.
Dates

Publication Date : October 31, 2019

APA GİRASUN, N , YALÇIN, E , ACAR, A , ÇAVUŞOĞLU, K , ÇAVUŞOĞLU, K . (2019). Investigation of In-vivo Pb(NO3)2 Toxicity with Physiological, Biochemical and Cytogenetic Parameters. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi , 22 (5) , 702-707 . DOI: 10.18016/ksutarimdoga.vi.545278