In vitro Pollen Germination and Tube Growth on Prunus armeniaca L. (Apricot) Grown
around the province of Elazig Cement Plant
Abstract
In this research which has been done in order to examine the polen growth and tube elongation of apricot (Prunus armeniaca L.) plants located in downtown area of the southern province of Elazig Cement Plant in other distances up to 2500 meters of 500 meter intervals. Brawbaker Kwack medium used in the experiments were used to germinate the pollens. By the 2500 meters to 500 meters of pollen germination
percentage was 13.64, falling 70.26%. The length of the tube in a similar way to 2500 m in 359.6 m, while 500 meter 23 m, it went down to
the tube length of approximately 93.6% percent had a reduction.
Keywords: Cement plant, apricot (Prunus armeniaca L.), polen germination, polen tube growth.
GİRİŞ
Dünya nüfusunun hızla artmasi beraberinde sanayin ve kentleşmenin artmasına neden olmaktadır. İnsanların, sanayinin ve kentlerin ihtiyaçı olan ham madde doğadan karşılanmaktadır. Bu ham madde ihtiyacının giderilmesi için doğa hızla tahrip edilerek çevreye zarar verilmektedir. Bu aşamada çeşitli kaynaklardan çıkan katı, sıvı ve gaz halindeki kirletici maddelerin hava, su ve toprakta yüksek oranda birikmesi çevre kirliliğinin oluşmasına neden olmaktadır.
Endüstrileşme ile birlikte çevre kirliliği dünyada önemli boyutlara ulaşmıştır. Özellikle, kurulan fabrikaların yer seçiminde meteorolojik olayların dikkate alınmaması çevredeki bitki, hayvan ve insan yaşamında önemli sorunlara yol
açmaktave atmosfere bırakılan atıklar hava, su ve toprak kalitesi üzerinde olumsuz etkiler yapmaktadır.
Ayrıca bu atıklar atmosfer koşullarının etkisiyle geniş alanlara yayılmak suretiyle çevrede bulunan bitkiler üzerinde birikerek normal gelişmelerine engel olmakta ve floristik kompozisyonu etkilemektedir. Diğer yandan, endüstriyel baca kirleticileri topraktaki mikrobiyal türler ve onların etkinliklerinde de olumsuzluklara neden olmaktadır (1).
Özellikle Çimento fabrikalarının yol açtığı kirlilik, artan nüfusa konut sağlama çalışmalarına paralel olarak artmaktadır. Dünyanın çeşitli bölgelerinde bulunan çimento fabrikalarının çevresinde yaşayan bitkilerde yapılan araştırmalarda, değişik
Elazığ İli Çimento Fabrikasının Çevresinde Yetişen Prunus armeniaca L. (Kayısı)
Bitkisi Polenlerinin in vitro Çimlenme ve Tüp Büyümesinin Araştırılması
Nazmi GÜR¹ Aykut TOPDEMİR² Gülşah TOPDEMİR³
1.Fırat Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü Elazığ 2.Fırat Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü Elazığ 3.Fırat Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoloji Bölümü Elazığ
*Corresponding author: E-mail: [email protected]
Özet
Elazığ ili şehir merkezinde bulunan Çimento Fabrikasının güneyinde kalan bölgeden 500 er metre aralıklarla 2500 üncü metreye kadar olan uzaklıklardan alınan kayısı (Prunus armeniaca L.) bitkisi polenlerinin in vitro polen çimlenmesi ve tüp uzunlukları tespit edildiği araştırmada fabrikaya yaklaştıkça hem çimlenme yüzdesi hem de tüp uzunluğunda önemli düşüşler tespit edildi. Deneylerde kullanılan polenlerin çimlendirilmesi için Brawbaker Kwack besiyeri kullanıldı. 2500 metredeki polen çimlenme yüzdesi 500 metreye gelindiğinde % 70,26 düşerek 13,64 olmuştur. Tüp uzunluğu da benzer şekilde 2500 m’ de 359,6 µm iken 500 m’de 23 µm’ ye düşmüş yani yaklaşık tüp uzunluğunda % 93.6 oranında bir kısalma olmuştur.
Anahtar Kelimeler: Çimento fabrikası, kayısı (Prunus armeniaca L.), polen çimlenmesi, polen tüpü gelişimi.
Biyoloji Bilimleri Araştırma Dergisi 5(2): 17-19, 2012
18
N. Gür ve ark. / BİBAD, 5(2): 17-19,2012
bitki türlerinin fabrika baca gazlarından önemli ölçüde zarar gördüğü tespit edilmiştir (2,3).
Çimento tozları, bitkilerin vejetatif büyüme ve gelişmesini engellemekle kalmayıp, bitkinin gerek meyve tutumu, yani sayısında, gerekse meyve büyümesinde olumsuz etkilere yol açmaktadır. Çimento tozlarıyla kirlenen çiçeklerinden tozlaşma döneminde toplanan polen tanelerinin çimlenme yeteneklerinde önemli bir düşüş olduğu belirlenmiştir.
Bu çalışma ile Elazığ ili merkezinde bulunan Çimento fabrikası çevresinde yetişen Prunus armeniaca L. bitkisi polenlerinin fabrikaya olan uzaklıkları ile polen verimliliği arasındaki ilişkinin tespit edilmesi amaçlanmıştır.
MATERYAL VE YÖNTEM
Çalışmada, Elazığ şehir merkezinin güneyinde bulunan Çimento fabrikasından 500, 1000, 1500, 2000 ve 2500’ üncü metrelerdeki Prunus armeniaca L. bitkisi polenleri araştırma materyali, 4000 metredeki polenler ise araştırmamızda kontrol materyali olarak kullanılmıştır. Bitkinin olgun anterlerinden alınan polenler, bekletilmeden çimlenme ortamına alınmış, her deney serisinde aynı çiçeğe ait polenler kullanılmıştır. Polenler Brewbaker ve Kwack kültür ortamında çimlendirilmiştir. .Kültür ortamının hazırlanmasında; %10 luk sukroz, 100mg/lt Borik asit, 300 mg/lt Kalsiyum nitrat, 200 mg/lt Magnezyum sülfat 100mg/lt Potasyum nitrat kullanılmıştır (4).
Bu şekilde hazırlanan besiyeri çözeltisi içerisindeki sukrozdan dolayı mikroorganizma üremesine elverişli olduğundan daha uzun süre bozulmadan dayanabilmesi için ağzı bir pamukla kapatılarak otoklavda (Eryigit, ERS2000D model) 121 °C de 1 atmosfer basınç altında 15 dakika süre ile steril edilmiştir.Araziden toplanan ve polietilen poşetler içinde etiketlenerek laboratuvara getirilen çiçekler stereo mikroskop altında incelenmiştir.
Her bir uzaklık için, 2 tanesi deney, 1 tanesi kontrol grubu olmak üzere steril 3 lam alınıp, her lamın iki değişik alanına 50’ şer µl kültür ortamı damlatılmıştır. Daha sonra stereo mikroskop altında, steril bir iğne yardımıyla anterden alınan polenler kültür ortamları içerisinde homojen bir şekilde dağıtılmıştır. Bu şekilde üzerine polen ekimi yapılan lamlar, ıslak filtre kağıdı ile döşenmiş petri kutusu içerisindeki cam çubuklar üzerine yerleştirilmiştir. Petri kutularının kapağı kapatıldıktan sonra 22±1 oC’ lik inkübatörde 3 saat bekletilmiştir. Bu sürenin sonunda inkübatörden çıkarılan lamların üzerindeki kültür ortamlarına birer damla %10’ luk etanol damlatılarak fikse edilmiştir. Fiksasyon işleminin ardından lamel kapatılarak ışık mikroskobu altında Shivanna ve Rangaswamy da anlatılan yönteme göre polenlerin çimlenme yüzdeleri ile tüp uzunlukları ölçülmüştür (5).
BULGULAR VE TARTIŞMA
Kontrol grubunda %72,80 olan çimlenme oranı 2500 metrede %36,99 oranında düşerek %45,87 olmuştur. Çimlenme oranı 1500 metrede %34,23’e, 1000 metrede %30,09 ve 500 metrede 2500 metreye göre %70,26 düşerek %13,64 olmuştur. Tüp uzunluğunda da çimlenme oranında olduğu gibi fabrikaya olan uzaklığa paralel bir artış görülmektedir. Çimento fabrikasından 500 metre uzaktaki kayısı bitkisi polenlerinde tüp uzunluğu 23 µm. iken 2500 metrede %93,6 artarak 359,6 µm.’ye ulaşmıştır. 2500 metredeki tüp uzunluğu ile kontrol grubu arasında 27,4 µm’lik bir fark vardır (Şekil 1 ve 2).
Şekil 1. Elazığ Çimento Fabrikasından Farklı Uzaklıklardaki
Kayısı Bitkisinde Polen Çimlenmesi.
Şekil 2. Elazığ Çimento Fabrikasından Farklı Uzaklıklardaki
Kayısı Bitkisinde Polen Tüp Uzunluğu.
Elazığ’da bulunan Çimento Fabrikası çevresinde yetişen kayısı bitkisinin çimlenme yüzdesi ve tüp uzunluğu açısından değerlendirildiği çalışmamızda polenlerin fabrikaya yaklaştıkça olumsuz yönde etkilendiği görülmüştür. Fabrikadan en uzak istasyon olan 2500 metrede kontrol grubuna göre çimlenme oranı ve tüp uzunluğu arasında fazla bir fark olmadığı halde düşüş olduğu gözlenmiştir.
Trabzon-Ünye’de ihraç ürünü fındıkta, Mersin’de turunçgillerde, Izmir ve Erzurum-Aşkale’de zeytinliklerde çimento fabrikası baca tozlarının etkisi ile verim kaybı gözlenmiştir (6). Çanakkale kentinin 40 km güneyinde yer alan Çimento Fabrikası’nın çevresinde bulunan zeytin plantasyonunda zeytinliklerden ve kontrol olarak da 5 km kuzeyde bulunan zeytinliklerden alınan filiz örneklerinin ortalama değeri kontrole göre %28 oranında azalmıştır. Yeni filizlerdeki yaprak sayısı ortalamasında da, tıpkı filiz boyunda olduğu gibi kontrole göre %5 azalma görülmüştür. Benzer şekilde, çimento tozlarıyla kirlenen alanlardaki zeytin meyveleri boyutlarının da kontrole göre meyve boyunda %25, meyve eninde ise %20 düzeyinde olduğu saptanmıştır (6). A.B.D.’nin New Jersey eyaletinde bir çimento fabrikası civarındaki ormanda bulunan değişik ağaç türlerinin fabrikadan kaynaklanan çimento tozlarının topraktaki birikimine bağlı olarak gösterdikleri tepkileri araştırmışlardır. Sonuçta, Quercus
prinus, Quercus velutina, Quercus rubra, Quercus coccinea ve Quercus alba türlerinin yapraklarında kloroz, yaprak
kavrulması, dal kuruması ve ölüm gibi çeşitli olumsuzlukların meydana geldiğini bildirmişlerdir (7). Mishra adlı araştırıcı ise 1990 yılında Hindistan ACC Kymore’ de bir çimento fabrikasından çıkan gaz ve çimento tozlarının çeşitli uzaklıklarda yetişen ürünlerin verimliliğini nasıl etkilediğini araştırmıştır. Mishra’nın bulguları 1,6 km’den 11,3 km’ye kadar yetişen ürünlerin verimliliğinin azaldığını, ürünlerin fabrikadan çıkan atıklarla direkt temas etmelerinin yanında su ve toprağın kirlenmesi ile de etkilendiklerini tespit etmiştir (8).
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 P o le n % Çi m le n e n 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 P o le n T ü p Uz u n lu ğ u ( µ m )
19
N. Gür ve ark. / BİBAD, 5(2): 17-19,2012
SONUÇ VE ÖNERİLER
Yapılan bu çalışmalar, çalışmamızda tespit ettiğimiz olumsuz etkilenmeyi destekler niteliktedir.
Arslan ve arkadaşları çimento fabrikası tozlarında Cd, Co, Cr, Pb, Ni ve Mn ağır metallerinin bulunduğunu belirlemişlerdir (9). Ağır metallerin çiçekli bitkilerin erkek gametofiti olan polenlerin çimlenme yüzdelerinde ve tüp uzunluklarında önemli düşüşlere yol açtığı yapılan pek çok çalışma ile tespit edilmiştir (10-14).
Bu durum Prunus armeniaca L. bitkisi polenlerinin çimento fabrikası gazlarında bulunan ağır metallerden etkilenmiş olabileceğini düşündürmesine rağmen, bunun bitkinin generatif kısımlarında yapılacak ağır metal analizleri ile desteklenmesi gerekmektedir. Ayrıca üretime yönelik olarak kurulacak meyve bahçelerinin yeri belirlenirken fabrikalardan uzak bölgelerin seçilmesi yararlı olacaktır.
KAYNAKLAR
[1] Wolters, J.H.B., Martens, M.J.M., 1987, Effects of air pollutants on pollen, The Botanical Review, 53(3), 372-414. [2] Lux,H.,1974, Contamination of the top soil in Pinus sylvestris stands by basic dust of indusrial origin. Wissenschaftliche Zeitshrift der Tecnischen Universtat Dresden, 23(3/4), 915-920.
[3] Biddappa, C.C., Nagarajan, M. Ve Rethinam, P., 1990, Heavy metal pollution through cement dust in coconut ecosystem. Journal of Plantation Crops, 18(1), 58-62.
[4] J.L. Brewbaker, B.H. Kwack, The essential role of calcium ion in pollen germination and pollen tube growth. American Journal of Botany, 50, 859-865, 1963.
[5] K.R. Shivanna, N.S. Rangaswamy, Pollen Biology Laboratory Manual. Springer Verlag, Berlin, 1992.
[6] Uysal, İ., Karabacak, E., Tütenocaklı, T., 2003, Çanakkale çimento fabrikası bacalarından çıkan tozların zeytin ağaçlarının gelişimi ve verimi üzerine etkileri, Ekoloji Çevre Dergisi, 13, 49, 17-24.
[7] Rhoadas,A.F., 1976, Forest species show adelayed response to cement dust in the soil . State Univ., New Brunswick, New Jersey, 2(10), 197-199.
[8] Mishra, G.P., 1990, Effects of industrial discharge on agricultural crops along the penalization of gradient att ACC Kymore. Environment and Ecology. 8 (1A), 38-42.
[9] Arslan, M., Kaya, M., Yazıcı,A. ve Boybay,M., 1992, Elazığ Çimento Fabrikası çevresinde düşen tozlardaki ağır metal dağılımı-II, Yüzüncü yıl üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, 3 (3), 135-144.
[10] Krishnayya,N.S.R. ve Bedi, S.J., 1986, Effect of automobile lead pollution on Cassia tora L. And Cassia occidentalis L., Environmental Pollution, 40, 221-226.
[11] Xiong, Z.T., Peng, Y.H., 2001, Response of polen germination and tube growth to cadmiumwith special reference to low concentration exposure, Ecotoxicology and Environmental Safety, 48, 51-55.
[12] Tuna,A.L., Bürün,B., Yokaş,İ. Ve Çoban, E., 2001, The effect of heavy metals on polen germination and polen tube lenght in the tobacco plant. Turkish Journal of Biology, 26, 109-113.
[13] Munzuroğlu, Ö. Ve Gür,N., 2000, Ağır metallerin elma (Malus sylvestris Miller cv. Golden)’ da polen çimlenmesi ve tüp oluşumu üzerine etkileri, Turkish Journal of Biology, 24, 677-684.
[14] Gür,N., Topdemir,A., Munzuroğlu,Ö. Ve Çobanoğlu,D., 2004, Ağır metal iyonlarının (Cu++, Pb++, Hg++, Cd++) Clivia sp. bitkisi polenlerinin çimlenmesi ve tüp büyümesi üzerine etkileri, F.Ü.Fen ve Müh. Bilimleri Dergisi, 16(2), 177-182.
