4. ARAŞTIRMA BULGULARI
4.4. Sakkaroz Stresi Ortamında Geliştirilen Cinslerin Nitrojenaz Aktivitesi
Her üç cins dikkate alındığında, inkübasyon süresi sonunda Nostoc’un 60 mM sakkaroz konsantrasyonunda en yüksek nitrojenaz aktivitesi gösterdiği (0.08 µl etilen/mg.h ) belirlenmiştir. En düşük nitrojenaz aktivitesi Nodularia sp.’de 60 mM’da 0,004 µl etilen/mg.h olarak gerçekleşmiştir. Her üç cinsinde gelişimleri incelendiğinde, şeker konsantrasyonuna bağlı olarak biyomasın arttığı ancak nitrojenaz aktivitelerinin artan şeker konsantrasyonlarından bariz bir şekilde etkilendiği ve keskin bir şekilde inhibe olduğu saptanmıştır ( Çizelge 4.8.).
Çizelge 4.8. Sakkaroz konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon
( mM ) Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl/ mg.h )
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl/ mg.h)
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl/ mg.h ) Kontrol 473±25 0,23±0,028 86±3,5 2,2±0,2 280±28 0,7±0,2
10 1115±35 0,01±0,0007 95±7,0 0,10±0,007 275±7,0 0,04±0,001 20 1645±77 0,012±0,0007 95±7,0 0,11±0,014 330±10 0,03±0,002 40 1326±66 0,008±0,0005 100±7,0 0,10±0 675±21 0,01±0,001 60 1275±35 0,008±0,002 125±7,0 0,08±0 766±15 0,004±0,0005 Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Sakkarozun gelişim üzerine etkili olduğu ( p < 0,01 ) belirlenmiştir.
4.5. Metal Stresi Ortamında Geliştirilen Cinslerin Nitrojenaz Aktiviteleri
4.5.1. Demir konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi
Seçilen cinslerde, demir metalinin nitrojenaz aktivitesine etkisi incelendiğinde Anabaena ve Nostoc cinslerinin nitrojenaz aktiviteleri, metal konsantrasyonunun artmasına paralel olarak baskılandığı gözlenmiştir. Nodularia sp. ise düşük demir konsantrasyonlarında (0,625 ve 1,25 ppm) nitrojenaz aktivitesinin kısmen stimüle olmuş ancak konsantrasyonun artmasına bağlı olarak nitrojenazın baskılandığı ve en yüksek aktivitenin Nodularia sp’.e ait olduğu belirlenmiştir. Tüm cinslerde demir konsantrasyonunun artmasına paralel olarak gelişimleri baskılanmıştır. Anabaena sp.
nin 20 ppm’e kadar (0,006 µl etilen/mg.h), Nostoc sp. nin 10 ppm’e kadar ( 0,01µl etilen/mg.h ) ve Nodularia sp.nin ise 5ppm’e kadar (0,7 µl etilen/mg.h) tolerans gösterdikleri belirlenmiştir. Anabanea sp. 40 ve 80 mM’da , Nostoc sp.’nin 20 mM ve üzerinde ve Nodularia sp.’nin ise 10 mM ve üzerindeki demir konsantrasyonlarında gelişimlerinin tamamen baskılandığı saptanmıştır (Çizelge 4.9).
Çizelge 4.9.Demir konsantrasyonlarının gelişime ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
** Demirin gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.5.2. Mangan konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi
Mangan konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi incelendiğinde Anabaena sp. 2,5 ppm’e ( 0,29 µl etilen/mg.h ), Nostoc ve Nodularia sp. ise 20 ppm’e kadar
( 0,006 µl etilen/mg.h ve 0,1µl etilen/mg.h ) toleranslı oldukları belirlenmiştir. Düşük mangan konsantrasyonunun ( 0,625 ppm ) Anabaena sp. ve Nostoc sp. de nitrojenaz aktivitesini başlangıçta stimüle ettiği ancak konsantrasyon arttıkça kısmen baskıladığı gözlenmiştir. Nodularia sp. ise nitrojenaz aktivitesinin başlangıçta kontrole yakın değer ( 0,55 µl etilen/mg.h ) gösterdiği ancak konsantrasyonun artmasına paralel olarak nitrojenaz aktivitesinin de inhibe olduğu belirlenmiştir. Manganın gelişim üzerinde etkisi incelendiğinde, Nostoc ve Nodularia cinslerinin yüksek mangan
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon (ppm) Kuru
ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h) Kontrol 613±40 0,27±0,04 48±1,7 2,4±0,07 280±28 0,65±0,2 0,625 456±11 0,007±0,0 35±1,1 0,055±0,007 280±20 0,83±0,06 1,25 483±10 0,006±0,0 24±3,0 0,02±0,0 226±20,8 0,9±0,07 2,5 440±0 0,006±0,0 22±1,1 0,02±0,0 196±23 0,7±0,07 5 430±0 0,006±0,0 18±1,1 0,02±0,0 135±35 0,7±0,014 10 390±10 0,006±0,0 16±1,1 0,01±0,0 0 0
20 180±10 0,006±0,0005 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0
80 0 0 0 0 0 0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
konsantrasyonlarında ( 40 mM ) tamamen baskılandığı, Anabaena cinsinin ise 5 mM’dan itibaren inhibe olduğu saptanmıştır ( Çizelge 4.10.).
Çizelge 4.10. Mangan konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon (ppm) Kuru
ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kontrol 613±40 0,27±0,04 48±1,73 2,3±0,3 280±28 0,65±0,2 0,625 600±42 0,31±0,07 82±1,4 2,8±0,014 340±14 0,55±0,07 1,25 546±11 0,29±0,02 81±0,7 2,7±0,01 215±7,0 0,3±0 2,5 560±0 0,29±0,007 70±0 2,4±0,14 196±15 0,26±0,06 5 0 0 50±0 0,025±0,007 130±0 0,2±0 10 0 0 50±0 0,03±0,03 120±5,7 0,2±0 20 0 0 30±0 0,006±0,005 67±15 0,1±0
40 0 0 0 0 0 0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Manganın gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.5.3. Çinko Konsantrasyonlarının Nitrojenaz Aktivitesine Etkisi
Çinko konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi incelendiğinde Anabaena sp.
de gelişime paralel olarak nitrojenaz aktivitesinin azaldığı ve 5 ppm’e kadar tolerans ( 0,014µl etilen/mg.h ) gösterdiği belirlenmiştir. Nostoc sp. de ise başlangıçta (0,625ppm) nitrojenaz aktivitesi kısmen stimüle olmuş ancak konsantrasyonun artmasına paralel olarak enzim aktivitesi de baskılanmıştır. En yüksek tolerans 5 ppm’e kadar olup 0,96 µl etilen/mg.h etilen üretimi ile bu cinste gerçekleşmiştir. Nodularia sp.
de ise gelişime paralel olarak nitrojenaz aktivitesi de artan çinko konsantrasyonlarından etkilenmiş ve baskılanmıştır. En yüksek tolerans 2,5 ppm’e kadar olup 0,01µl etilen/mg.h etilen miktarı ile gerçekleşmiştir (Çizelge 4.11). Anabaena ve Nostoc cinslerinin 10 mM ve daha yüksek çinko konsantrasyonlarında gelişimlerinin tamamen
baskılanmış, Nodularia cinsinin ise 5 mM ve yukarısı konsantrasyonlardan itibaren inhibe olduğu belirlenmiştir.
Çizelge 4.11. Çinko konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon
(ppm) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı (µl / mg.h) Kontrol 1100±141 0,35±0,07 90±5,7 2,23±0,2 210±10 1,06±0,2 0,625 875±7,07 0,25±0,04 90±7,07 2,75±0,21 143±28 0,83±0,06 1,25 300±14,1 0,25±0,03 60±0 1,95±0,07 83±5,7 0,50±0 2,5 163±47 0,23±0,06 51±3,5 1,30±0,021 44±15 0,01±0,003 5 80±10 0,014±0,0017 23±2 0,96±0,11 0 0
10 0 0 0 0 0 0
20 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Çinkonun gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.6. Nitrat Konsantrasyonlarının Nitrojenaz Aktivitesine Etkisi
Nitrat konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesi üzerindeki etkisi incelendiğinde her üç cinsin de ortamdaki nitrattan çok fazla etkilendiği belirlenmiştir. Anabaena cinsinin nitrojenaz aktivitesi 1mM’a kadar olan nitrat konsantrasyonlarından (0,003 µl etilen/mg.h) aynı şekilde etkilenirken, Nostoc cinsi ise en yüksek toleransı 1mM seviyesinde 0,12 µl etilen/mg.h etilen miktarı ile gerçekleştirmiştir. En düşük nitrojenaz aktivitesi Nodularia sp.’de 10 mM düzeyinde 0,006 µl etilen/mg.h olarak belirlenmiştir.
Nitrat toleransı Anabaena sp. ve Nostoc sp. de 10 mM’a kadar iken, Nodularia sp. de ise 100 mM’a kadar gerçekleşmiştir. Çizelge 4.12.de görüldüğü üzere, Anabaena ve Nostoc cinslerinde gelişim, 10 mM’da, Nodularia cinsinde ise 100 mM ve üzerindeki nitrat konsantrasyonlarında tamamen baskılanmıştır.
Çizelge 4.12. Nitrat konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kuru ağ.
(mg/l)
Etilen miktarı (µl / mg.h) Kontrol 520±52 0,37±0,05 30±1,5 11±2,13 280±28 0,74±0,24 10 µM 470±15 0,003±0 22±1,4 0,17±0 290±10 0,36±0,011 100 µM 396±5,7 0,003±0 17±1,4 0,16±0,007 115±7,07 0,016±0,0007 1 mM 225±7,07 0,003±0 15±1,4 0,12±0,021 90±5,7 0,008±0,0006
10 mM 0 0 0 0 50±0 0,006±0,0007
100 mM 0 0 0 0 0 0
1M 0 0 0 0 0 0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Nitratın gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.7. Fosfat Konsantrasyonlarının Nitrojenaz Aktivitesine Etkisi
Fosfat konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi incelendiğinde, Anabaena ve Nostoc cinslerinin 10 mM’a kadar Nodularia’nın ise 25 mM’a kadar tolerans gösterdiği belirlenmiştir. Anabaena sp. 500 µM fosfat konsantrasyonunda nitrojenaz aktivitesi başlangıçta stimüle olmuş ancak konsantrasyonun artması ile birlikte nitrojenaz aktiviteside baskılanmıştır. Nostoc ve Nodularia cinslerin de ise başlangıçtan itibaren artan fosfat konsantrasyonlarında gelişimsel inhibisyon meydana gelmiştir. Anabena ve Nostoc cinslerinde 25 mM ve üzerindeki fosfat konsantrasyonlarında, Nodularia sp.
cinsinde ise 50 mM’da mikrobiyel gelişim tamamen baskılanmıştır (Çizelge 4.13.).
Çizelge 4.13. Fosfat konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon
Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kontrol 540±80 0,26±0,06 29±3,6 14,6±1,15 280±28 0,72±0,22 500 µM 500±20 0,45±0,08 25±4,5 0,03±0,02 160±0 0,002±0
5 mM 355±7,07 0,40±0 26±4,6 0,02±0 153±5,7 0,002±0 10 mM 296±23 0,30±0 22±3,6 0,02±0 125±7,07 0,002±0 25 mM 0 0 0 0 113±20,8 0,002±0
50 mM 0 0 0 0 0 0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Fosfatın gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.8. Herbisitlerin Nitrojenaz Aktivitesine Etkisi
4.8.1. Bensülfüran metil konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi
Bensülfüran-metil konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesi üzerine etkisi incelendiğinde en yüksek toleransın Nodularia sp. ( 50 µg/ml ) de 0,06 µl etilen/mg.h etilen miktarı ile gerçekleştiği saptanmıştır. 5 µg/ml bensülfüran-metil konsantrasyonunda Anabaena sp.nin nitrojenaz aktivitesi başlangıçta stimüle olmuş, ancak konsantrasyon arttıkça gelişim ve nitrojenaz aktivitesinin baskılandığı belirlenmiştir. Nostoc sp.nin ise bensülfüran metilin 5 µg/ml konsantrasyonundan kısmen etkilendiği ve kontrole yakın değer gösterdiği ( 5,8 µl etilen/mg.h ) ancak konsantrasyon artmasına bağlı olarak nitrojenaz aktivitesinin inhibe edildiği saptanmıştır. Nodularia sp.de ise, 50 µg/ml’e kadar tolerans görülmesine rağmen, nitrojenaz aktivitesinin diğer iki cinsten daha fazla inhibe olduğu belirlenmiştir.
Bensülfüran-metil konsantrasyonlarının gelişim üzerine etkisi incelendiğinde, Anabaena ve Nostoc cinslerinin 40 µg/ml ve üzerindeki konsantrasyonlarda gelişimleri tamamen
inhibe olurken, Nodularia cinsinde ise artan bensülfüran-metil konsantrasyonlarından gelişim kısmen baskılanarak etkilenmiştir (Çizelge 4.14.).
Çizelge 4.14. Bensülfüran-metil konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon
(µg/ml) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı (µl / mg.h) Kontrol 420±20 0,24±0,04 45±5,6 6,25±0,9 210±10 1±0,2 5 480±30 0,8±0,03 50±1,5 5,8±1,0 145±7,07 0,09±0 10 450±10 0,25±0,03 41±3,5 4,6±0,2 143±5,7 0,08±0,011
20 415±35 0,26±0,014 30±0,7 4,5±0 130±14 0,07±0,02 30 250±30 0,25±0,02 19±2,6 4,5±0 115±7,07 0,07±0,007
40 0 0 0 0 105±7,07 0,07±0
50 0 0 0 0 90±10 0,06±0,006
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
**Bensülfüran- metilin gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.8.2. Molinat konsantrasyonlarının nitrojenaz aktivitesine etkisi
Nitrojenaz aktivitesi üzerine molinat’ın etkisi incelendiğinde üç cinsinde enzim aktivitesinin gelişime paralel olarak baskılandığı ve toleransında 100 µg/ml’e kadar gerçekleştiği saptanmıştır. 100 µg/ml’de nitrojenaz aktivitesinde en yüksek tolerans Nostoc sp. de 6 µl etilen/mg.h meydana gelmiştir. En düşük aktivite ise Anabaena sp.’de ( 0,12 µl etilen/mg.h ) belirlenmiştir. Nodularia sp. başlangıçta ( 50 µg/ml ) nitrojenaz aktivitesi kontrole yakın bir değer göstermiş, ancak konsantrasyonun artmasına paralel olarak baskılanma saptanmıştır. Molinat’ın gelişim üzerindeki etkisi incelendiğinde, üç cinsin de artan molinate konsantrasyonlarından baskılanma şeklinde etkilendiği belirlenmiş olup, 200 µg/ml ve üzerindeki konsantrasyonlardan tamamen inhibisyon meydana gelmiştir (Çizelge 4.15.).
Çizelge 4.15. Farklı molinat konsantrasyonlarının siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Konsantrasyon
(µg/ml) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı (µl / mg.h)
Kontrol 420±20,0 0,24±0,04 43±5,6 8,15±1,7 365±7,07 0,27±0,014
50 406±20,8 0,14±0,04 31±1,7 7±0,45 180±14,00 0,26±0,014
100 320±30,0 0,12±0,035 27±2,0 6±0,25 150±0,00 0,20±0,035
200 0 0 0 0 0 0
300 0 0 0 0 0 0
500 0 0 0 0 0 0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Molinat’in gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.
4.9. Işık Şiddetlerinin Nitrojenaz Aktivitesine Etkisi
Işık şiddetlerinin nitrojenaz aktivitesine etkisi incelendiğinde, yüksek ışık şiddetinde ( 900 lüks ) nitrojenaz aktivitesinin, düşük ışık şiddetine ( 300 lüks ) nazaran daha fazla baskılandığı saptanmıştır. Çizelge 4.16.da da görüldüğü üzere tüm cinslerin nitrojenaz aktiviteleri 600 lüks ışık şiddetinde artış göstermiştir. En yüksek nitrojenaz aktivitesi 600 lükste 7,8 µl etilen/mg.h etilen miktarı ile Nostoc sp.’e, en düşük ise 900 lükste 0,22µl etilen/mg.h etilen miktarı ile Anabaena sp.’e ait olduğu belirlenmiştir.
Gelişimleri dikkate alındığında ise tüm cinslerde biyomas başlangıçta artmış ancak ışık şiddetinin artmasına bağlı olarak biyomasta baskılanma saptanmıştır.
Çizelge 4.16. Farklı ışık şiddetinin siyanobakterilerin gelişim ve nitrojenaz aktivitesine etkisi
Anabaena sp. Nostoc sp. Nodularia sp.
Işık şiddeti
(lüks) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı
(µl / mg.h) Kuru ağ.
(mg/l) Etilen miktarı (µl / mg.h)
300 256±11,5 0,26±0,006 50±2,5 7,3±0,57 160±0 0,32±0,035
600 520±52 0,34±0,06 50±1,5 7,8±0,85 203±5,7 1±0,15
900 313±50 0,22±0,03 18±2,5 0,25±0,05 65±7,0 0,4±0
Uygulama(U): : **
Çeşit (Ç) : **
UxÇ interaksiyonu : **
** Işık şiddetinin gelişim üzerinde etkili ( p < 0,01 ) olduğu belirlenmiştir.