Aspir bitkisinin yerel (Carthamus tinctorius L.) ve atasal (Carthamus oxyacantha M.Bieb.) genotiplerinin nikel toleranslarının belirlenmesi ve fitoremediasyonunda kullanılma potansiyellerinin değerlendirilmesi

Nikel (Ni+2) bitki büyüme ve gelişmesi için gerekli bir mikrobesin maddesi olup, yüksek konsantrasyonları oldukça toksik etkilere sahiptir. Bu çalışmada, nikelin yerel (Carthamus tinctorius L., Olas) ve atasal (Carthamus oxyacantha M. Bieb.) aspir genotiplerinin büyüme ve fotokimyasal aktiviteleri üzerindeki etkileri ve genotiplerin nikel toleransı ile biriktirme potansiyellerinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Kontrollü koşullara sahip iklim kabininde (16/8 saat fotoperiyot, 180-200 µmolm-2s-1 ışık şiddeti, 23-25 ± 1°C gece/gündüz sıcaklık, %50±5 nem) su kültüründe 14 gün yetiştirilen bitkiler, 7 gün süre ile farklı nikel konsantrasyonlarına [kontrol, 0.5 mM, 0.75 mM ve 1.0 mM (NiCl2.6H2O)] maruz bırakılmıştır. Hem yerel hem de atasal genotiplerde nikel birikimine bağlı olarak, kök ve sürgün biyokütlesi azalmış ve bu azalışın, köklerde daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, her iki genotip de kökleri ile aldıkları nikelin yaklaşık %8-18'ini yapraklara transloke etmiştir. Yapraklara az miktarda nikel taşınmasına rağmen, fotosentetik aparatlar olumsuz yönde etkilenmiştir. Toksik nikel düzeyleri, tilakoid membranlardaki spesifik (ABS/RC, TRO/RC, ETO/RC, REO/RC ve DIO/RC) ve fenomenolojik (ABS/CS, TRO/CSO, ETO/CSO ve DIO/CSO) enerji akışlarında, kuantum verimlerinde (Po ve DIo), PSII'nin donör (VK/VJ) ve PSI'in akseptör (ΔVIP) kısımlarının etkinliğinde değişimlere yol açmıştır. Bu değişimler, genotiplerin fotosentetik performanslarında (PIABS ve PITOP) önemli düzeyde azalmaya neden olmuştur, ancak nikelin bu olumsuz etkileri membran bütünlüğü ile anten ve aktif reaksiyon merkezlerindeki pigment miktarlarını etkilese de, bu etki fotosistemlerin işlevselliklerini durduracak düzeyde olmamıştır. Genotiplerin köklerinde süperoksit dismutaz (SOD) ve guaiakol peroksidaz (POD) enzimlerinin yüksek aktiviteleri ile toksik nikel düzeylerinin oluşturduğu oksidatif hasar ürünleri olan süperoksit (O2-) ve hidrojen peroksit (H2O2) detoksifiye edilirken; yapraklarda bu enzimlere ilaveten askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon redüktaz (GR) aktiviteleri ile aksesuar pigmentlerden antosiyanin ve flavonoidlerin miktarlarındaki artışın da savunmada etkili olduğu saptanmıştır. Yerel ve atasal genotipler, nikel toksisitesine karşı benzer tolerans sergilemişlerdir. Aspir bitkisinin, nikeli büyük oranda köklerinde biriktirmesinden dolayı nikelle kirlenmiş toprakların remediasyonunda (fitostabilizasyon) kullanılma potansiyelleri mümkün olabilir.