Yem bezelyesi (Pisum sativum arvense L.) genotiplerinin, prolin içeriğine ve antioksidan enzim aktivitesine bağlı olarak soğuğa karşı direncinin belirlenmesi

Abstract

Bezelye (Pisum sativum arvense L.), dünya çapında başlıca ticari yem bitkilerinden biridir ancak verimi soğuk stres nedeniyle soğuğa karşı direnci ile sınırlıdır. Bu çalışmada, farklı 31 bezelye genotipinin soğuğa direnç tepkisini, soğuk stres altında test edilmiştir. Bezelye bitkileri, deneylerden 10 gün önce sıcaklık kontrollü bir serada (25/15 °C) tohumlardan yetiştirilmiştir. Soğuğa dirençli ve soğuğa duyarlı hatlar, çeşitler farklı termal analiz değerleri kullanılarak seçilmiştir. Ayrıca antioksidan enzimlerinin (askorbat peroksidaz, katalaz ve süperoksit dismutaz) aktivitesindeki değişimlerin, serbest prolin içeriğindeki değişimlerin ve soğuğa direncin % 50 oranında yapraklarda ölüme neden olan öldürücü sıcaklık (LT50) ile ilişkisi araştırılmıştır. Soğuk aklimasyon ve aklimasyon olmayan koşullarda üç ıslah hattı seçilmiştir. Proline içeriği, aklimasyon olmayan koşullara kıyasla, soğuk aklimasyonda bulunan yapraklarda kademeli olarak artmıştır. Soğuk aklimasyon Askorbat Peroksidaz (APX), Süperoksit Dismutaz (SOD) ve Katalaz (CAT) aktivitelerini geliştirmiştir. Enzim aktiviteleri ile soğuğa karşı direnci arasındaki en yüksek korelasyon 19 ıslah hattının yaprak örneklerinde SOD, APX ve CAT durumunda gözlenmiştir. Elde ettiğimiz sonuçlar, LT50'nin soğuk aklimasyonda prolin içeriği ve antioksidan enzim aktiviteleriyle yakından ilişkili olduğunu göstermiştir.

Pea (Pisum sativum arvense L.) is one of the major commercial forage all over the world, but its yield is restricted by cold stress due to cold sensitivity. In this study, the response of 31 pea genotypes with different cold resistance was tested under cold stress. Pea plants were cultivated from seeds in a temperature-controlled greenhouse (25/15 °C) for 10 days prior to experiments. Cold-resistant and cold-sensitive lines and cultivars were selected using values of different thermal analysis. In addition, alterations in the activity of antioxidant enzymes (Ascorbate peroxidase, catalase and superoxide dismutase), free proline content and their relation to LT50 (lethal temperature causing fifty percent damage) with cold resistance were investigated, and three breeding lines were selected at cold acclimation and non-acclimation conditions. Proline content gradually increased at cold acclimation compared to those leaves at non-acclimated. Cold acclimation improved the activities of APX, SOD and CAT. The highest correlation between enzyme activities and cold resistance was observed in the case of SOD, APX and CAT of 19 breeding lines' leaves. Our results indicated LT50 as closely related to proline content and antioxidant enzyme activities at cold acclimation.