Mısır (Zea mays L.) bitkisinde civa toksisitesinin yatıştırılmasında nitrik oksitin (NO) koruyucu rolünün fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler yaklaşımlarla araştırılması

Bu araştırmada, mısır (Zea mays L., cv. Arifiye-2) bitkisinde civa ile oluşturulan toksisitenin iyileştirilmesinde, bitki antioksidan sisteminde önemli bir sinyal bileşik olan nitrik oksitin (NO) etkileri fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler yaklaşımlarla araştırılmak istenmiştir. Bu amaç için mısır fidelerinde yaş-kuru ağırlık, bitki boy uzunluğu, bağıl su içeriği, reaktif oksijen türlerinin (ROS) miktarı, lipid peroksidasyon (MDA olarak) seviyesi, antioksidan enzimlerin aktivite ve izoenzim profilleri, enzimatik olmayan antioksidanların miktarı, bazı esas elementler ile içsel civa (Hg) içeriği, total protein, prolin ve fotosentetik pigment içeriği ve antioksidan enzimlerin gen ifadelerindeki değişim üzerine Hg ve NO'nun etkileri ayrı ayrı ve birlikte değerlendiridi. Yapılan ön deneylere göre, Hg kaynağı olarak 100 M civa klorürün (HgCl2), NO kaynağı olarak 0.1 M sodyum nitroprussidin (SNP) kullanılması uygun bulundu. Hidroponik ortamda yetiştirilen bitkilerin kök ortamına 8. gün 0.1 μM SNP uygulanmış ve 24 saat sonra bitkiler 3 gün için 100 μM HgCl2 stresine maruz bırakılmıştır. Hasat edilen bitkilerin kök ve yapraklarına ait örnekler, araştırma materyali olarak kullanılmıştır. Mısır kökleri yapraklara göre daha fazla civa biriktirmiş ve bunun sonucu olarak toksisitesinin etkileri kökte daha belirgin olarak ortaya çıkmıştır. Tek başına Hg uygulaması, kök ve yapraklarda ROS ve MDA seviyesini artırırken, genel olarak antioksidan enzimlerin (süperoksit dismutaz, katalaz, peroksidaz ve glutatyon redüktaz) aktivitelerini, nonenzimatik metabolitlerin (glutatyon ve askorbat) seviyelerini, çözünebilir protein, klorofil (yaprakta) ve prolin içerikleri ile içsel element miktarlarını önemli ölçüde düşürmüştür. Fidelere Hg stresi öncesi uygulanan SNP ise kök ve yapraklarda Hg uygulaması ile artan ROS ve MDA seviyelerini düşürmüştür. Buna karşılık antioksidan enzimlerin aktivitelerini ve nonenzimatik antioksidanların miktarını artırmıştır. Bu bulgu antioksidan enzimlerin izoenzim profillerinin belirlendiği çalışmayla da desteklendi. İlave olarak, Hg stresi öncesi uygulanan SNP, kontrolüne göre, fizyolojik parametrelerde iyileşmelere neden olmuş ve ayrıca protein, prolin ve klorofil seviyelerini artırmıştır. Ayrıca, hem kök hem de yapraklarda antioksidan enzimleri kodlayan 5 genin ifade oranlarını anlamlı düzeyde etkilemiştir. Sonuç olarak, mısır bitkisinde civa stresine maruz kalmadan önce uygulanan NO'nun, fizyolojik, biyokimyasal ve gen seviyesinde cevap mekanizmalarını düzenleyerek bitki toleransının artırılmasına önemli katkı yaptığı belirlenmiştir