Kadmiyumun bazı serin iklim tahıllarında çimlenme ve moleküler düzeydeki etkileri

Bu çalışmada, bazı serin iklim tahıllarının tohumlarının çimlenmesinde 3 farklı molaritede (1 mM, 2 mM ve 3 mM) uygulanan kadmiyum ağır metal stresinin tohumların çimlenme fizyolojisindeki etkilerinin araştırılması hedeflendi. Bunu belirlemek için kadmiyumun bitkilerin çimlenebilen tohumlarının morfolojik özellikleri ve DNA'ları üzerindeki etkileri analiz edildi. Çalışmada ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.), makarnalık buğday [Triticum turgidum (L.) Tell. convar. durum (Desf.) Mackey], arpa (Hordeum vulgare L.) çeşidi ve atasal buğday türlerinden [Triticum monococcum L. ssp. Monococcum (Siyez), Triticum turgidum L. ssp. dicoccon (Schrank) Thell. (Gernik) ve Triticum spelta L. (Dinkel)] üçer adet analiz edildi. Çimlenebilen tohumlarda morfolojik özellik olarak kök sayısı, kök ve sürgün uzunlukları kullanıldı. Elde edilen bulgulara göre, tüm molarite ve çeşitlerde çimlenme yüzdelerine göre en yüksek oranlar Golia, Kızıltan 91, Aida ve Dinkel'de gözlendi. Stres tolerans indeks (STİ) değerlerine göre yüksek tolerans gösteren çeşitler Bayraktar, Çıfçıklı, Ovidio, Çeşit 1252, İnce 04, Aida ve Gernik olarak öne çıkmaktadır. Morfometrik verilerde gözlenen varyansın iki yönlü ANOVA sonuçlarına göre çalışmada uygulanan dozların etkisinin çok büyük olduğunu ancak çeşitlerin etkisinin dozlara göre daha düşük olmakla beraber etkilerinin büyük olduğunu gösterdi. Atomik absorpsiyon spektroskopi (AAS) sonuçlarına göre bitkilerde kadmiyum birikiminin yüzde olarak sürgünlere göre köklerde daha fazla olduğu gözlendi. Moleküler analizler için kullanılan 5 İnter Simple Sequence Repeat (ISSR) primeri toplam 92 polimorfik lokus ve toplam 13179 adet bant üretti. ISSR moleküler belirteçleri ile kadmiyumun kontrol grubuna göre deney gruplarının tümünde DNA üzerinde değişikliklere neden olduğu tespit edildi. ISSR PCR verilerine göre hesaplanan genetik uzaklık verilerine göre aritmetik ortalamalı ağırlıksız çift grup yöntemi (UPGMA) kullanılarak oluşturulan dendrogram çalışmada kullanılan buğday ve arpaların filogenetik ilişkilerini açık bir şekilde göstermektedir. Düşük konsantrasyonlarda bile olsa kadmiyumun bir ağır metal olarak insan ve diğer canlıların sağlığını uzun vadede olumsuz şekilde etkileyebileceğinden besin zincirine katılmasının önüne geçilmesi için gerekli tedbirlerin alınması gereklidir. Sonuç olarak bitkilerin tohumlarının çimlenme fizyolojileri, kök ve sürgünlerin büyüme ve gelişmesinde kadmiyumun molaritesinin arttıkça ağır metal stresinin de arttığı ve olumsuz yönde etkilediği, çeşitlerin de genotiplerinin ağır metal stresine göre farklı düzeylerde cevap verdiği sonucuna varıldı.