Domateste soğuk stresinin antioksidatif mekanizmalar yönünden araştırılması

Abstract

ÖZYÜKSEK LİSANS TEZİDOMATESTE SOĞUK STRESİNİN ANTİOKSİDATİFMEKANİZMALAR YÖNÜNDEN ARAŞTIRILMASIÖzay Özgür GÖKMENÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİFEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜTOPRAK ANABİLİM DALIDanışman : Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİYıl: 2006, Sayfa: 69Jüri : Prof. Dr. M. Rıfat DERİCİ.Doç. Dr. Levent ÖZTÜRKYard. Doç. Dr. Sema KARANLIKDüşük sıcaklık stresi, bitkisel üretimi sınırlayan en önemli çevresel stres faktörlerindenbiridir. Özellikle sera koşullarında yetiştirilen domateslerde, düşük sıcaklık stresinden kaynaklananciddi boyutlarda verim düşüklüğü meydana gelmektedir. Bu tez çalışmasında 137 farklı domatesgenotipi taranarak, bunların soğuk etkinliği (düşük sıcaklıklardaki kuru madde verim kapasitesi)belirlenmiştir. Soğuk etkinliklerine göre seçilen duyarlı ve dayanıklı genotiplerde, uygulanan stresekarşı dayanıklılıkta, toksik O2 radikallerinin detoksifikasyonunu sağlayan antioksidan bileşiklerin veenzimlerin (antioksidatif savunma sistemlerinin) rolü araştırılmıştır.Screening denemelerinde düşük sıcaklık stresi 14 gün uygulanan domates genotiplerindeortalama soğuk etkinliği % 45.1, 9 gün uygulananlarda ise % 73,9 bulunmuştur. Uzun süreli düşüksıcaklık uygulamasına en çok aktive olan enzimin SOD olduğu (% 44 artış), bunu APaz (% 15 artış),GRaz (% 19 azalış) ve KATaz'ın (% 23 azalış) izlediği belirlenmiştir. Antioksidant bileşikler düşüksıcaklıkta önemli oranda artmıştır. Kontrol uygulamasına göre düşük sıcaklıkta çözünür SH-grupları1,8 kat artarken, düşük sıcaklık stresi öncesinde yapraktan H2O2 ve paraquat (PQ) uygulamasıylasırasıyla 2,3 ve 2,1 kat arttırılabildiği saptanmıştır.Deneme sonuçları düşük sıcaklığa bağlı fizyolojik değişimlerin bitkinin yaşlı ve gençyapraklarında farklı etkilerle ortaya çıktığını göstermektedir. Bitkinin yaşlı yapraklarında klorofilazalması soğuk etkinliği düşük genotiplerde daha fazla miktarlarda olmuştur. Oksidatif stres arttırıcı(OSA) maddelerin (PQ, H2O2, Salisilik asit (SA)) uygulamaları kuru madde verimine sadece genotipbazında etki yapmıştır. OSA bazı genotiplerde düşük sıcaklıktaki kuru madde kaybını arttırırkenbazılarında ise azaltmıştır. Düşük sıcaklıklarda kuru madde veriminin ve dolayısıyla soğuketkinliğinin yapraktan OSA uygulanması ile kısmen arttırılabildiği belirlenmiştir.Elde edilen sonuçlar, düşük sıcaklık stresine karşı dayanıklılıkta domates genotipleri arasındafaydalı olabilecek önemli bir varyasyonun bulunduğunu göstermektedir. Ancak soğuk etkinliğindekisöz konusu farkları açıklamada antioksidatif sistemlerin yetersiz kaldığı gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: Domates, düşük sıcaklık stresi, tolerans, antioksidatif enzimler veantioksidantlar, toksik O2 radikalleriI

ABSTRACTMSc THESISINVESTIGATION OF LOW TEMPERATURE STRESS IN TOMATOIN RESPECT TO ANTIOXIDATIVE MECHANISMSÖzay Özgür GÖKMENUNIVERSITY OF CUKUROVAINSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCESDEPARTMENT OF SOIL SCIENCESupervisor : Prof. Dr. M.Rıfat DERİCİYear: 2006, Page: 69Jury : Prof. Dr. M.Rıfat DERİCİAssoc. Prof. Levent ÖZTÜRKAssist. Prof. Sema KARANLIKLow temperature stress is a major environmental factor limiting plant productivity. Lowtemperature stress causes severe depressions in yield in greenhouse grown tomato. In this thesis study137 different tomato genotypes were screened for their efficiency to grow under low temperatures. Ingenotypes with contrasting efficiency under low temperature stress, the role of antioxidants andantioxidative enzymes in detoxification of toxic O2 radicals were evaluated.In screening experiments, average efficiency of the genotypes tested was 45.1, 9 % and 73.9% in 14 and 9-day-cold treated plants respectively. Under long term low temperature regime,activation of antioxidative enzymes were in the order of superoxide dizmutaze (44 % increase),ascorbate peroxidase (15 % increase), glutathione reduktase (19 % decrease) and catalase (23 %decrease). The levels of antioxidants were also significantly enhanced under low temperature stress.Concentration of buffer soluble SH-groups was induced by a factor of 1.8. Foliar application of stressenhancers H2O2 and paraquat (PQ) prior to low temperature treatment were also effective in inductionof SH-groups.There were significant differences in activation of antioxidative systems depending on theage of leaf tissue in all genotypes. Cold induced chlorophyll degradation was more pronounced in theold leaves of non-efficient plants. Oxidative stress inducers (OSI) were only effective in dry matterproduction of genotypes. Pre-OSI treatment resulted in induction or reduction in dry matterproduction under low temperature stress. It is suggested that OSI treatment before the onset of lowtemperature treatment may have some beneficial effect on the efficiency of some genotypes.Results obtained in this research have shown a significant and exploitable variation in coldtolerance of tomato genotypes. However changes in antioxidative systems under low temperatureregimes was not enough to explain the variations in efficiency.Key words: Tomato, low temperature stress, tolerance, antioxidative enzymes andantioxidants, toxic O2 radicalsII