Nikel ile kirlenmiş toprakların fitoekstraksiyonu için transgenik ve transgenik olmayan tütün bitkisinin karşılaştırmalı değerlendirilmesi

Abstract

Nicotiana tabacum L. cv Petit Havana SR-1 çeşidi ve aynı çeşidin metal bağlayan Metallotiyonin II (MTII) geni aktarılmış transgenik tütün (p-S-ScMTII) çeşidi, nikel (Ni) biriktirme yeteneği ve fitoekstraksiyon potansiyeli açısından 14 gün boyunca 0, 5 ve 10 mg$L^{-1}$ Ni uygulanmış besin çözeltisinde yetiştirilmiştir. Artan dozlarda Ni uygulamasının kuru madde üretimi, Ni birikimi, klorofil ve glutatyon içeriği üzerine etkileri araştırılmıştır. Nikel uygulaması ile her iki tütün bitkisinde de başlangıçta gözlenen orta derecede solgunluk, pörsüme ve sararma, hasat döneminde şiddetlenmiş, kökler gelişememiş ve koyu kahverengi bir renk almıştır. Transgenik tütün bitkisinin, transgenik olmayan tütün bitkisine kıyasla kuru madde miktarı azalmıştır. Artan dozlarda Ni uygulaması ile transgenik ve trasgenik olmayan tütün bitkilerinin Ni konsantrasyonu, klorofil düzeyi ve -SH (indirgenmiş glutatyon) konsantrasyonu artış göstermiştir. Yapılan araştırmada, 10 mg $L^{-1}$ Ni dozu uygulamasında, transgenik tütün bitkisinin gövdesinde (128 mg $kg^{-1}$), transgenik olmayan tütün bitkisinden yaklaşık 1,47 kat (87 mg $kg^{-1}$) daha fazla Ni biriktirdiği belirlenmiştir. Sonuçta MTII geni aktarılarak, fitoekstraksiyonda kullanılacak bitkilerinin Ni biriktirme kabiliyetlerinin artırılmasının mümkün olabileceği sonucuna varılmıştır.

Nickel (Ni) accumulation ability and phytoextraction potential of Nicotiana tabacum L. cv Petit Havana SR-1 and Metallothionein II (MTII) gene transferred transgenic plants (p-S-ScMTII) of the same cultivar were grown in hydroponic culture containing 0, 5 and 10 mg $L^{-1}$ Ni for 14 days. The effects of increasing Ni concentrations on plant dry matter production, Ni accumulation, chlorophyll and glutathione concentration were investigated. Moderate wilting and wrinkling were observed upon Ni treatments at the early stage of the growth, these symptoms severely increased at the harvest in both plant types. In addition, poor root growth and dark brown colour were observed. Dry matter content of transgenic tobacco was lower than that of the non-transgenic one. With the increasing Ni doses, Ni concentration, chlorophyll level and –SH (glutathione) concentration increased. Results showed that transgenic tobacco (128 mg $kg^{-1}$) accumulated about 1.47-fold more Ni than that of non-transgenic one in shoots (87 mg $kg^{-1}$) at 10 mg $L^{-1}$ Ni treatment. Consequently, transfering the MTII gene into the plants to be used for phytoextraction may be regarded as promissing in improving Ni accumulation ability of plants. Keywords: Metallothionein, nickel, phytoextraction, transgenic tobacco