ZnO, CuO ve γ-Fe3O4 nanopartiküllerin yeşil sentezi ve buğday genotipleri üzerindeki etkilerinin doku kültüründe araştırılması

Yapılan bu tez çalışmasında; ZnO, CuO ve γ-Fe3O4 nanopartikül yapılarının yeşil sentez yoluyla sentezlenmesi, karakterize edilmesi, iki farklı buğday genotipi üzerine olgun embriyo kültür tekniği kullanılarak etkilerinin araştırılması amaç edinilmiştir. Nanopartikül yapılarını sentezlemek için Euphorbia (Euphorbia amygdaloides) bitkisi ekstraktından elde edilen peroksidaz enziminden faydalanılmıştır. Kısmi olarak saflaştırılan peroksidaz enziminin %60-80 amonyum sülfat çöktürme yöntemiyle Euphorbia (Euphorbia amygdaloides) bitkisinden 149.5 kat saflaştırıldığı belirlenmiştir. Peroksidaz enzimi kullanılarak ZnO, CuO ve γ-Fe3O4 nanopartikül (NP)'lerin yeşil sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla; NP'lerin sentezi için pH, sıcaklık, zaman, metal iyonu konsantrasyonu gibi çeşitli biyokimyasal verilerin optimizasyon işlemleri yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre ZnO, CuO ve γ-Fe3O4 nanopartiküllerin sentezlenme süreleri sırasıyla 30 dk, 30 dk ve 15 dk olmuştur. Optimum sentezlenme pH'larının 7.5, 8.0 ve 11.0 olduğu saptanırken, 30°C, 25°C ve 20°C'ler optimum sentez sıcaklıkları olarak belirlenmiştir. Elde edilen nanopartikül yapılarının karakterizasyonu için FT-IR, XRD ve SEM spektrum analizleri yapılmıştır. ZnO NP yapıları 60-80 nm arasında boyutlara sahipken, CuO NP yapıları 50-120 nm arasında, γ-Fe3O4 NP yapılarının ise 30-80 nm arasında boyutları arasında olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın devamında ZnO, CuO ve γ-Fe3O4 nanopartiküllerinin, Kırik ve ES-26 olmak üzere iki ayrı buğday (Triticum aestivum L.) genotipinin olgun embriyo kültüründe, mikro element olarak etkileri araştırılmıştır. Bu kapsamda NP yapılarının hem Murashige and Skoog besi ortamında var olan normal miktarıyla(1x), hem de bu miktarın iki(2x) ve üç(3x) katları şeklinde test edilmiştir. Çalışma negatif ve pozitif kontrollerle desteklenmiştir. Elde edilen bulgularda, nanopartikül içeren uygulamalarda gelişmeye bırakılan buğday embriyolarının nanopartikül yapılarından aktif bir biçimde yararlanamadığı düşünülmektedir. Sonuç olarak kontrole kıyasla nanopartikül içeren uygulamaların gelişimleri daha az olmuştur. Tüm uygulamalar arasında kallus oluşum oranı bakımından 3x CuO NP içeren ortamlar ile 3x ZnO NP içeren ortamların kontrollere kıyasla daha başarılı sonuç verdiği belirlenmiştir. Bitki oluşturma kabiliyeti bakımından en başarılı grup kontrol grubu olmuştur. Bu doğrultuda kontrole kıyasla bitki rejenerasyonunun nanopartikül uygulamalarıyla artış göstermediği görülmektedir. Ancak bu durumun temelde nanopartiküllerin bitki tarafından yararlanım süreciyle ilgili olduğu düşünülmektedir. Toksik bir etki oluşturup oluşturmadığı ise gelecek çalışmaların konusu olmaya adaydır. Bu çalışma, olgun embriyo kültüründe yeşil sentez yoluyla elde edilen NP yapılarının test edilmesi noktasında bir ilk olma özelliği taşımaktadır. Bu durum embriyoların doku kültürü gelişim aşamalarına NP'lerin oluşturacağı etkilerin belirlenmesi noktasında literatürde bir eksikliği giderecektir.