Bazı sentetik siklitol türevlerinin kuraklık stresine maruz bırakılan Cicer (nohut) fideleri üzerindeki fizyolojik ve biyokimyasal etkilerinin araştırılması

Abstract

Kuraklık stresi altında kültür nohut Cicer arietinum Küsmen 99 (kuraklığa duyarlı) ve yabani nohut Cicer reticulatum AWC611 (kuraklığa dayanıklı)'de bazı sentetik siklitol türevlerinin gövde/kök büyümesi, yaprak su potansiyeli (YSP), antioksidan enzimler, lipid peroksidasyonu (MDA) ve hidrojen peroksit (H2O2) seviyesi üzerine etkileri araştırılmıştır. Kuraklık stresinin ilk üç günü kuraklık uygulanan ve uygulanmayan bitkilerin yapraklarına dl- siklopentan-1,2,3-triol (A siklitol), dl- siklohekzan-1,2,3-triol (B siklitol), dl- sikloheptan-1,2,3-triol (C siklitol) 10µM, 20 µM ve 30 µM konsantrasyonlarda püskürtüldü. Kuraklık stresi gövde uzunluğunu stresin süresine bağlı olarak azaltmış ve siklitol uygulamaları ise etkili olmamıştır. Kuraklık stresi her iki türün kök uzunluklarının artmasına neden olmuştur. Kuraklık stresinde siklitol uygulanan C.reticulatum'un kök uzunluğu 20 µM C siklitol uygulamasıyla belirgin bir artış göstermiştir. Kuraklık stresi ve siklitol her iki türde de YSP'yi azaltmıştır. C siklitol uygulamaları C.reticulatum'un ve B siklitol uygulamalar da C.arietinum'un YSP'ni belirgin bir şekilde azaltmıştır. Kuraklık stresinde her iki türün yaprak ve köklerinde süperoksit dismutaz, askorbat peroksidaz, glutatyon redüktaz ve katalaz enzim aktiviteleri artış göstermiştir. Siklitolün antioksidan enzim aktiviteleri üzerindeki etkisinin siklitol türevine, konsantrasyonuna ve bitki türüne bağlı olduğu belirlenmiştir. Kuraklık stresi uygulanan bitkilerin kök ve yapraklarında MDA ve H2O2 miktarı artmıştır. Kuraklık stresine maruz kalan ve siklitol uygulanan bitkilerin yaprak ve köklerindeki MDA ve H2O2 seviyesi önemli oranda azalmıştır. Sonuç olarak, dışsal uyguladığımız sentetik siklitol türevlerinin kültür ve yabani nohut türlerinde kuraklık stresini azalttığı ve biyolojik olarak aktif oldukları söylenebilir.

The effects of some synthetic cyclitol derivatives on stem and root growth, leaf water potential (LWP), antioxidant enzymes, lipid peroxidation (MDA) and hydrogen peroxide (H2O2) levels studied in cultivated chickpea Cicer arietinum Küsmen 99 (drought sensitive) and wild chickpea Cicer reticulatum AWC611 (drought resistant) under drought stress. Synthetic cyclitols, dl-cyclopentane- 1,2,3-triol (A cyclitol), dl-cyclohexane- 1,2,3-triol (B cyclitol), dl-cycloheptane- 1,2,3-triol (B cyclitol) (10µM, 20 µM ve 30 µM for each cyclitol), were sprayed to drought stressed- and unstressed-plants for three days. Shoot lengths of drought stressed-plants decreased due to time of stress and significantly unchanged with cyclitol treatments. Root lengths of cyclitol treated-C.reticulatum remarkably increased with 20 µM C treatments under drought stress. Drought stress and cyclitol treatments decreased the LWP of both species. Superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase and catalase enzyme activities remarkably increased in both species. It is determined that effect of cyclitol derivatives on the antioxidant enzyme activities in both species depend on the cyclitol type, concentration and plant species. MDA and H2O2 significantly increased in roots and leaves of drought stressed-plants. MDA and H2O2 remarkably decreased in roots and leaves of drought stressed- and cyclitol treated-plants. In conclusion, exogenous treated synthetic cyclitols could contribute to alleviation the effect of drought stress and they could be biologically active.