Solanaceae familyası bitkilerinde kadmiyum stresinin azaltılmasına silisyumun etkisi

Bu çalışmada; Solanaceae (patlıcangiller) familyası bitkilerinde (domates, biber, patlıcan, patates, tütün, altınçilek) Cd stresinin azaltılmasına Si'un etkisi, türlerin bazı agronomik, morfolojik ve beslenme özellikleri değerlendirilerek ortaya konulmuştur. Bu amaçla, dört haftalık tür fideleri perlit ortamında kontrol, 100 µM CdCl2, 0.2 mM K2SiO3 ve 2 mM K2SiO3 koşulları uygulanmış besin çözeltisiyle üç tekerrürlü olarak sera koşullarında dört hafta boyunca yetiştirilmiştir. Solanaceae türlerinin gövde ve kök biyokütleleri, kök uzunluğu, toplam klorofil ve karotenoid içerikleri ile gövde Ca konsantrasyonlarını Cd stresi önemli oranda azaltırken, gövde ve kök Cd ve K konsantrasyonları, köklerde net Cd akümülasyonu ve toplam Cd akümülasyon oranı ise önemli oranda artırmıştır. Kök gelişimine bağlı olarak Cd toksisitesine toleranslılık sıralaması domates> patates> altınçilek> tütün> patlıcan> biber olarak saptanmıştır. Ayrıca, tütün hariç diğer türlerin Cd translokasyonu Cd stresi koşullarında azalmıştır. Cd translokasyonuna göre Solanaceae türlerinin altınçilek< biber< patates< patlıcan< domates< tütün şeklinde sıralandığı belirlenmiştir. Kadmiyum stresine göre Cd+Si uygulamalarıyla türlerin ortalama gövde ve kök biyokütleleri, kök uzunluğu, kökte Cd, K ve Mg konsantrasyonları ve toplam Cd akümülasyon oranında önemli artışlar belirlenirken, gövde/kök oranı ve Cd translokasyonunda önemli azalmalar belirlenmiştir. Artan Si uygulamalarına türlerin tepkileri ayrımlı olmuş, patlıcan hariç diğer türlerin gövde ve kök biyokütle üretimleri Si uygulamalarıyla artırmıştır. Silisyum uygulamaları tüm türlerde Cd biyokonsantrasyonu, köklerle net Cd akümülasyonu ve toplam Cd akümülasyonunu artırmıştır. Cd stresi altındaki Solanaceae familyası türlerinde belirlenen gelişim gerilemesi ve besin maddesi dengesizliklerinin Si uygulamasıyla hafifletilebileceği ancak türlerin hem Cd stresine hem de Si uygulama düzeylerine tepkilerinin ayrımlı olduğu sonucuna varılmıştır.

This study, the effect of Si on ameliorating of Cd stress in Solanaceae family species (tomato, pepper, eggplant, potato, tobacco, goldenberry) has been demonstrated by evaluating some agronomic, morphological and nutritional characteristics of the plants. For this purpose, four-week-old seedlings belonging to the species were grown in greenhouse in three replications with nutrient solutions applied in perlite medium to control, Cd (100 µM CdCl2), Cd+0.2 mM K2SiO3 and Cd+2.0 mM K2SiO3 for four weeks. Shoot and root biomass, root length, total chlorophyll and carotenoid contents and shoot calcium (Ca) concentrations of Solanaceae species were significantly decreased by Cd stress, while shoot and root Cd and potassium (K) concentrations, shoot and root Cd uptake, net Cd accumulation via roots and total Cd accumulation rate were notably increased. Depending on the root development, the tolerance ranking to Cd stress was detected as tomato> potato> goldenberry> tobacco> eggplant> pepper. Cadmium translocation in all species, except for tobacco, was decreased under Cd stress. With respect to Cd translocation, Solanaceae species showed a ranking as follows: goldenberry< pepper< potato< eggplant< tomato< tobacco. It was found that shoot and root biomass, root length, root Cd, K and magnesium (Mg) concentrations and total Cd accumulation rate as average of species with Cd+Si applications compared to Cd stress were increased, while significant reductions were noted in shoot/root ratio and Cd translocation. The responses of the species to the increasing Si applications were varied, and the shoot and root biomass production in all species, except for eggplant, increased with Si applications. Silicon applications increased Cd bio-concentration, net Cd accumulation via roots and total Cd accumulation in all species. It has concluded that growth retardation and nutrient imbalances determined in Solanaceae family species under Cd stress might be alleviated by Si application; however, the responses of the species to both Cd stress and levels of Si application are various.