Fesleğen (Ocimum basilicum L.) bitkisinde sisteinin arsenik ve krom toksisitesine karşı fizyolojik ve biyokimyasal etkilerinin araştırılması

Doğal ve antropojenik kaynaklardan çevreye yayılan ağır metal(oid)ler gün geçtikçe artmakta ve çevre kirliliği tehlikeli boyutlara ulaşmaktadır. Toprağa, suya ve havaya yayılan bu metal(oid)ler bitki metabolizmasında toksik etki yapmakta ve besin zinciri yoluyla hayvan ve insan sağlığını olumsuz etkilemektedir. Bu çalışmada, dışarıdan sistein (Cys) uygulamasının arsenik (As) ve krom (Cr) toksisitesi altında yetiştirilen fesleğen (Ocimum basilicum L. cv. midnight) fidelerinde oluşan stresi hafifletici etkisi morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal düzeyde araştırılmıştır. Bu amaçla, hidroponik ortamda yetiştirilen fidelerde kök, gövde ve yaprak uzunluğu, yaş ve kuru ağırlık, bağıl su içeriği (RWC), klorofil floresansı, klorofil a, b ve toplam karotenoid miktarları, elektrolit sızıntısı, fotosentez etkinliği (transpirasyon oranı, stoma iletkenliği, net fotosentez oranı, hücreler arası karbondioksit konsantrasyonu), Ca, Mg, Fe, K, Cr ve As içeriği, lipid peroksidasyonu (TBARS), hidrojen peroksit (H2O2) içeriği, enzimatik olan (katalaz (CAT), süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POX), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon redüktaz (GR)) ve olmayan (fenolik asit) antioksidan savunma sistemi bileşenleri belirlenmiştir. As ve Cr stresi ile dışsal Cys uygulamalarının bu parametrelere etkisi metal(oid) türüne, uygulama dozlarına ve farklı bitki organlarına göre değişkenlik göstermiştir. Buna göre dıştan Cys uygulaması As ve Cr toksisitesi altındaki fesleğen fidelerinin büyüme parametreleri, RWC, klorofil floresansı, klorofil a, b ve toplam karotenoid miktarları ve fotosentez etkinliğini artırırken, elektrolit sızıntısı, TBARS ve H2O2 içeriğini azaltmıştır. Diğer taraftan artan As ve Cr konsantrasyonlarına bağlı olarak fesleğen fidelerinde sırasıyla kök>gövde>yaprak dokularında akümülasyon tespit edilmiş ve Cys'in özellikle kökte As ve Cr birikimini önemli miktarda azalttığı belirlenmiştir. As ve Cr toksisitesi antioksidan enzim içeriğini uygulama dozu ve enzim çeşidine göre farklı etkilerken Cys'in en yüksek etkisi POX aktivitesinde belirlenmiştir. Ayrıca bireysel fenolik asit içeriği artan As ve Cr konsantrasyonunda ve Cys ile birlikte uygulandığında genel olarak artış göstermiştir. Bununla birlikte As ve Cr maruziyeti uçucu bileşen çeşidinde ve miktarında değişkenliğe neden olurken yaprakta 1,8-cineole, gövdede tetradecane ve kökte nonadecane uçucu yağın ana bileşenleri olarak tespit edilmiştir. Bu sonuçlara göre dıştan Cys uygulaması, As ve Cr toksisitesine karşı fesleğen fidelerinde stres etmeninin oluşturduğu etkiyi azaltmaktadır. Bununla birlikte, bu tez çalışması kapsamında, fesleğenin As ve Cr ile kirlenmiş topraklarda fitoremediasyon için potansiyel bir bitki olabileceği ortaya konulmuştur.