Bazı buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinde nikel toksisitesi etkilerinin çimlenme ve erken fide evresinde fizyolojik olarak araştırılması

Bu çalışmada buğday (Triticum aestivum L.) bitkisine ait yedi farklı genotipin (Cumhuriyet-75, Efe, Gönen-98, Kaşifbey-95, Kayra, Meltem ve Ziyabey-98) çimlenme ve erken fide evresinde nikel toleransları araştırılmıştır. Çalışma iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada kurulan denemede buğday genotipine çimlenme aşamasında farklı konsantrasyonlarda (0, 200, 400, 600, 800 ve 100 ppm) nikel (NiSO4 .7H2O) çözeltileri uygulanmış, denemenin sekizinci gününde hasat yapılarak bazı çimlenme ve fizyolojik büyüme parametreleri ölçülmüştür. Buna göre fidelerin kök, koleoptil ve toplam boyu; kök ve koleoptillerin taze ve kuru ağırlığı; kök ve koleoptillerin gerçek ve oransal büyüme hızı; tohumlardaki kullanılan depo maddelerinin miktarı, konversiyon kat sayısı ve depo maddelerinin tüketimi (%) uygulanan nikel konsantrasyonuna bağlı olarak azalmıştır. Kök ve koleoptil boyları esas alınarak hesaplanan tolerans indekslerine göre yapılan puanlama sonucunda çimlenme evresinde nikel toksisitesine en dayanıklı genotipin Ziyabey-98, en duyarlı genotipin ise Cumhuriyet-75 olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında Cumhuriyet-75 ve Ziyabey-98 genotipleri kullanılarak saksı denemeleri kurulmuş ve 200 ppm nikel uygulaması yapılmıştır. Nikel toksisitesi Ziyabey-98 genotipinde kök büyümesinin, Cumhuriyet-75 genotipinde ise gövde büyümesinin ilgili kontrollere göre önemli derecede inhibe olmasına yol açmıştır. Bu sonuç her iki genotipin kök ve gövde büyümesinin nikel toksisitesine farklı derecede toleransa sahip olduğunu göstermiştir. Kök ve gövdenin taze ve kuru ağırlıklarında nikel toksisitesi etkisiyle meydana gelen değişimler, her iki genotipte de gövdenin daha duyarlı olduğunu göstermiştir. Toplam SOD aktivitesi nikel uygulanan Ziyabey-98 genotipinde artmış, Cumhuriyet-75 genotipinde değişmemiştir. Bu durum muhtemelen Ziyabey-98 genotipinde nikel toksisitesinin yaprak dokularındaki süperoksit birikiminin artmasından kaynaklanmıştır. Toplam APOD aktivitesi nikel uygulaması sonucunda Cumhuriyet-75 genotipinde azalmış, Ziyabey-98 genotipinde artmıştır. Toplam GR aktivitesi ise nikel toksisitesi altındaki Cumhuriyet-75 genotipinde değişmemiş, Ziyabey-98 genotipinde artmıştır. Bu sonuçlar nikel uygulanan Ziyabey-98 genotipinde askorbat-glutatyon döngüsünün aktif olduğunu ve etkili bir şekilde H2O2 detoksifikasyonunun gerçekleştiğini göstermektedir. Toplam GPOD aktivitesi ise nikel toksisitesi altındaki her iki genotipte de değişmemiştir. Ölçülen klorofil a floresansı ve hesaplanan JIP testi parametrelerinde gözlenen değişimler, Cumhuriyet-75 genotipinde fotosentetik birimlerin ve elektron taşınım reaksiyonlarının nikel toksisitesinden etkilenmediğini; Ziyabey-98 genotipinin ise olumsuz yönde etkilendiğini göstermiştir. Buna göre her iki genotipin çimlenme ve erken fide evresinde nikel toksisitesine karşı tolerans ve duyarlılık derecelerinin farklı olduğu, erken fide evresinde uygulanan nikel toksisitesinin Ziyabey-98 genotipinde fotosentetik elektron taşınım reaksiyonlarını bozarak oksidatif strese neden olduğu söylenebilir