Kadmiyumun bazı brassica türlerinde HMA4 gen ekpresyonu üzerine etkisi ve çimlenmeye etkisinin rolü

Toprak kirliliği açısından, ağır metaller en önemli kirletici kaynaklar arasında yer almaktadır. Hiperakümülatör olarak belirlenen 450'den fazla bitki çeşidinin aileleri arasında Brassicacea familyası, Asteraceae familyası, Fabaceae familyası, Scrophulariaceae familyası, Lamiaceae familyası ve Euphorbiaceae familyaları örnek verilebilir. Bu ailelerden biri olan Brassicaceae familyası birçok metal akümüle eden türüne sahiptir. Bu türlerden Brassica juncea (kahverengi hardal) bitkisi diğer hiperakümülatör türlere göre daha çok biyokütle üretebilmesi, hızlı büyüme-gelişme oranı, hasat edilebilen kısımlarında ağır metalleri akümülasyon ve toleresyon yeteneklerinden, Brassica rapa (yem şalgamı) 'da belirli ağır metaller için hiper akümülatör olması, gelişmiş kök sistemine sahip olmalarından tercih edilmişlerdir. Bu çalışmada, Brassicaceae familyasına ait olan Brassica rapa, Brassica campestris var toria ve Brassica juncea (kahverengi hardal) olmak üzere 3 tür ve Brassica juncea 'ya ait Brassica juncea var JS-13, Brassica juncea var early raya, Brassica juncea var S-9, Brassica juncea var sind raya olmak üzere 4 çeşitinde çalışılmıştır. 0-500 µM parametrelerinde 31 gün boyunca yetiştirilen bitkilerin tohum çimlenme kapasitesi, kök-gövde-yaprak gelişimleri incelenmesi amaçlanmıştır. Brassica rapa, Brassica juncea var early raya ve Brassica juncea var sind raya bitkilerinin 0-100 µM parametlerinde yetiştirilen yaprak örneklerinden Cd metali ile uyarılan önemli genler olan metal ATPazlar HMA2 ve HMA4 genlerinin Real Time PCR kullanılarak gen expresyonlarına, aynı bitkilerin yaprak numunelerinden Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi (ASS) kullanılarak Cd analizi yapıldı. Bu çalışmanın amaçları arasında Brassica rapa, Brassica juncea var early raya ve Brassica juncea var sind raya 'nın yapraklarında kadmiyum birikimini tespit etmek ve bu bitkilerin fitoremediasyon için uygunluğunu araştırmak, bu bitkilerin yapraklarında ağır metal ATPazlar HMA2 ve HMA4 genlerinin Cd'a karşı anlatımını tespit etmek, ayrıca bu ATPazların çalışıldığı türlerinde metal akümülasyonu ile alakalı olup olmadığının tespit ederek; bu genlerinin metal akümülasyonunda ne kadar ilişkili olduğunu tespit etmektir. qPCR çalışması ile HMA2 geninin ekspresyonuna bakıldığında B. rapa'nın 20 µM ve B. juncea var sind raya'nın 20 µM konsatrasyonunlarında HMA2 ekspresyonun arttığı saptanmıştır. B. juncea var early raya bitkisi için ise bir farklılık gözlenmemiştir. HMA4 geni için ise B.juncea var early raya 'nın 10 µM, B. rapa'nın 10 µM ve B. juncea var sind raya'nın 20 µM konsatrasyonlarında ekspresyonun arttığı tespit edilmiştir. Atomik absorpsiyon spektrometresi (ASS) sonuçlarıyla HMA4 gen expresyonu sonuçları birbiriyle paralellik göstermiştir. Ancak HMA2 geni için bu paralellik saptanamamıştır Tüm bu sonuçlara bakılarak B. rapa, B. juncea var sind raya ve B. juncea var early raya bitkilerinin Cd hiperakümülatörü olabileceği ve bunu da HMA4 geninin ekspresyonuyla gerçekleştirebileceği görülmüştür.