Melatonin ve spermin uygulamalarının tuz stresi altındaki fesleğen (Ocimum basilicum L.) bitkisinin fenolik bileşiklere ve antioksidan aktivitesine etkisi

Abstract

Abiyotik stres faktörlerinden biri olan tuzluluk hem tarım yapılan topraklarda hem de tuzluluk tehdidi altındaki topraklarda yetişen bitkilerde pek çok olumsuzluklara neden olmaktadır. Tuzluluğun olumsuz etkilerine karşı bitkiler üzerinde ekzojen olarak hormon ve büyüme düzenleyici bileşikler denenmekte olup, bu çalışmada melatonin ve spermin uygulamaları ile tıbbi bir bitki olan fesleğende sekonder madde üretimini ve tuza dayanıklılığı arttırmak hedeflenmiştir. Farklı konsantrasyonlarda melatonin (1 ve 10 µM) ve spermin, (0,1 ve 1 mM) mor yapraklı fesleğen (Ocimum basilicum L.) tohumlarına 24 sa süre ile emdirilmiş, ekimleri saksılara yapılarak iklim odasında uygun koşullarda yetiştirilmiştir. Bitkiler dört yapraklı boyuta geldiklerinde stres uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Artan tuz konsantrasyonu ile (25, 50, 75, 100 mM) birer hafta sulanarak çiçeklenme dönemi öncesi hasat edilmiştir. Bitki ekstraktlarının spektrofotometrik yöntemlerle DPPH antioksidan aktivite, toplam fenol ve toplam flavonoid miktarları, HPLC cihazı ile fenolik asitleri analiz edilmiştir. Çalışmanın sonucunda tüm analizlerde uygulamaların etkisi istatistikel olarak anlamlı bulunmuştur (p<0,01). Analizler sonucunda tuz stresi altında DPPH antioksidan aktivitenin kontrol grubuna göre düşüş gösterdiği (% 98,37-% 91,19), toplam fenolik madde miktarının tuz stresi ile azaldığı (4,45-2,55 mg/g ekstrakt) fakat 10 µM melatonin+tuz uygulamasının fenolik madde miktarını arttırdığı (5,30 mg/g ekstrakt), Spermin 0,1 mM uygulamasının da kontrole göre daha fazla (5,32 mg/g ekstrakt) fenolik madde içerdiği tespit edilmiştir. Toplam flavonoid miktarının fenolik madde miktarı ile benzer şekilde tuz stresi altında azalmış (0,31-0,18 mg/g ekstrakt), 10 µM melatonin+tuz uygulamasında ise artış göstermiştir (0, 39 mg/g ekstrakt). Çalışmamızda kafeik asit, şikorik asit ve rozmarinik asit ana fenolik bileşenler olarak tespit edilmiş, kafeik asit miktarının kontrol grubunda tuz stresi altında azaldığı (0,016-0,006 mg/g ekstrakt), melatonin ve spermin uygulamalarının hepsinde kontrollerine göre artış gösterdiği belirlenmiştir. Şikorik asit miktarının ise tuz stresinde tüm uygulamalarda kontrollerine göre azalış görülürken, 10 µM melatonin+tuz uygulamasında kontrol grubuna göre artış (0,15-1,88 mg/g ekstrakt) görülmüştür. Rozmarinik asit miktarı tuz stresi altında kontrol grubunda tespit edilememiş, diğer uygulamalarda da azalışlar görülmüş, 10 µM melatonin+tuz uygulamasında ise kontrolüne göre artış (0,09-3,05 mg/g ekstrakt) belirlenmiştir. Sonuç olarak 10 µM melatonin uygulamasının tuz stresi altında sekonder madde miktarlarını arttırdığı görülmüş, fesleğen bitkisi için bu konsantrasyonun etkili olduğu belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Fesleğen, tuz stresi, melatonin, spermine, antioksidan aktivite, fenolik asit.

Salinity, which is one of the abiotic stress factors, causes many adversities both in the cultivated soils and the plants grown in the soils under the threat of salinity. Hormone and growth regulating compounds are tested exogenously on the plants against the negative effects of salinity. In this study, with the application of melatonin and spermine, it is aimed to increase the secondary substance production and salt resistance in basil which is a medicinal plant. At the different concentration of melatonin (1 and 10 µM) and sperm (0.1 and 1 mM) were soaked into purple-leaf basil (Ocimum basilicum L.) seeds for 24 hours and cultivated in pots in favorable conditions in the climate room. When the plants reached four-leaf size, stress applications were carried out. It was harvested one week before the flowering period by irrigation with increasing salt concentration (25, 50, 75, 100 mM) at one week interval. DPPH antioxidant activity, total phenol and total flavonoid amounts of plant extracts were analyzed by spectrophotometric methods and phenolic acids were analyzed by HPLC. As a result of the study, the effect of applications was statistically significant in all analyzes (p<0,01). As a result of the analysis, DPPH antioxidant activity decreased under salt stress when compared to the control group (98,37- 91,19%), total phenolic content decreased with salt stress (4,45-2,55 mg / g extract) but 10 µM melatonin + salt application increased the amount of phenolic material (5,30 mg / g extract). It was determined that 0.1 mM application of spermine contained more phenolic substances (5,32 mg / g extract) than control group. Total flavonoid content showed similarity with total phenolics that decreased with salt stress (0,31-0,18 mg / g extract) and increased with 10 µM melatonin + salt application (0,39 mg / g extract). In our study, caffeic acid, chicoric acid and rosmarinic acid were found to be the main phenolic components, and the amount of caffeic acid decreased under the salt stress (0,016-0,006 mg /g extract) in the control group, and it was determined that all treatments of melatonin and spermine increased compared to all their controls. The amount of chicoric acid decreased under salt stress compared to the controls in all applications, whereas 10 µM melatonin + salt application increased compared to the own control group (0,15-1,88 mg / g extract). The amount of rosmarinic acid could not be determined in the control group under salt stress and decreases were observed in other applications, but an increase was determined at 10 µM melatonin + salt application (0,09-3,05 mg/g extract). As a result, 10 µM melatonin application was found to increase the amount of secondary metabolites under salt stress, and this concentration was found to be effective for basil plant.Key words: Basil, salt stress, melatonin, spermine, antioxidant activity, phenolic acid