Effects of Lead  Pb  and Cadmium  Cd  Elements on Lipid  Peroxidation, Catalase Enzyme Activity and Catalase Gene Expression  Profile in Tomato Plants

Semra SOYDAM AYDIN; İlker BÜYÜK; Esra GÖKÇE GÜNDÜZER; Burcu Pelin BÜYÜK; İrfan KANDEMİR; Demet CANSARAN-DUMAN; Sümer ARAS

doi:https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001411

Makale detayları

Effects of Lead Pb and Cadmium Cd Elements on Lipid Peroxidation, Catalase Enzyme Activity and Catalase Gene Expression Profile in Tomato Plants

Yazarlar:

Semra SOYDAM AYDIN | İlker BÜYÜK | Esra GÖKÇE GÜNDÜZER | Burcu Pelin BÜYÜK | İrfan KANDEMİR | Demet CANSARAN-DUMAN | Sümer ARAS

Yayıncı:

Ankara University

Dergi:

Journal of Agricultural Sciences 2016 Vol.22 Issue 4, pp.539-547

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2016

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000607906

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2148-9297

DOI:

https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001411

Özet:

 

Heavy metals are significant abiotic stress factor, affecting various response mechanisms in plants. These responses include: changes in membrane composition, production of small molecules and free radicals, and alterations in the activities of antioxidant enzymes and their gene expressions. For this reason, lipid peroxidation levels  MDA , catalase enzyme activity, and gene expression profiles, quantified by real-time PCR, were analyzed in tomato plants exposed to various concentrations  0, 80, 160, 320, 640 and 1280 μM  of Cd2+ and Pb2+. All concentration of Cd+2 or Pb+2 contamination led to increased lipid peroxidation and catalase enzyme activity, except for 320 and 640 μM Cd+2 contamination levels. As a result, gene expression patterns at the mRNA level and changes in MDA content under different concentrations of Pb+2 and Cd+2 contamination revealed a positive correlation, although no correlation was found between gene expression patterns at the mRNA level and catalase enzyme activity. These results might be explained by the regulation of genes at the transcriptional, posttranscriptional, and also translational or posttranslational levels.

 

Önemli bir abiyotik stres faktörü olan ağır metaller bitkilerde çok çeşitli yanıt mekanizmalarını uyarabilirler. Bu yanıt mekanizmaları; membran kompozisyonunda değişiklik, küçük molekül ve serbest radikallerin üretimi, antioksidant enzimlerin aktivitelerinin ya da gen ekspresyonlarının değişimini içerir. Bu sebeple, bu araştırmada çeşitli konsantrasyonlardaki  0, 80, 160, 320, 640 ve 1280 μM  Pb2+ve Cd2+ kontaminasyonuna maruz kalan domates bitkilerinde lipid peroksidasyon seviyesi  MDA , katalaz enzim aktivitesi ve real-time PCR aracılığı ile katalaz gen ekpresyon seviyesi belirlenmiştir. 320 ve 640 μM Cd+2 kontaminasyonu hariç tüm Cd+2 ve Pb+2 kontaminasyonları lipid peroksidasyonuna ve katalaz enzim aktivitesinde artışa neden olmuştur. Sonuç olarak; çeşitli konsantrasyonlarda Pb2+ ve Cd2+ kontaminasyonuna maruz kalan domates bitkisinde, CAT gen ekpresyonu ve lipid peroksidayonu arasında pozitif korelasyon bulunurken, CAT gen ekpresyonu ve enzim aktivitesi arasında korelasyon tespit edilememiştir. Bu durum genlerin transkripsiyonel, posttranskripsiyonel ve aynı zamanda translasyonel veya posttranslasyonel seviyelerdeki regülasyonu ile açıklanabilir.

Makale detayları

Effects of Lead Pb and Cadmium Cd Elements on Lipid Peroxidation, Catalase Enzyme Activity and Catalase Gene Expression Profile in Tomato Plants

Yazarlar: Semra SOYDAM AYDIN | İlker BÜYÜK | Esra GÖKÇE GÜNDÜZER | Burcu Pelin BÜYÜK | İrfan KANDEMİR | Demet CANSARAN-DUMAN | Sümer ARAS

Yayıncı: Ankara University

Dergi: Journal of Agricultural Sciences 2016 Vol.22 Issue 4, pp.539-547

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 8/2016

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2000607906

Sıklık: Üç Aylık

eISSN: 2148-9297

DOI: https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001411

Sayı

Yazarlar:

Semra SOYDAM AYDIN | İlker BÜYÜK | Esra GÖKÇE GÜNDÜZER | Burcu Pelin BÜYÜK | İrfan KANDEMİR | Demet CANSARAN-DUMAN | Sümer ARAS

Yayıncı:

Ankara University

Dergi:

Journal of Agricultural Sciences 2016 Vol.22 Issue 4, pp.539-547

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2016

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2000607906

Sıklık:

Üç Aylık

eISSN:

2148-9297

DOI:

https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000001411