Domates bitkisinde glisin betain uygulamasının soğuk toleransı ile ilgili genlerin belirimi üzerine etkileri

Abstract

Abiyotik streslerden biri olan soğuk stresi bitkiyi fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler bakımdan olumsuz etkiler. Düşük sıcaklıklardan zarar gören bitkilerin yapraklarında fotosentez ve solunum hızı düşer, protein sentezi engellenir, mevcut proteinlerin parçalanma hızı artar, lipid organizasyonu değişir, membran yapısı bozulur ve hücrenin kararlılığı azalır. Bitkiler karşılaştıkları stres ile metabolik olarak yeni bir düzenleme girerler. Bitkilerin strese yanıt olarak sentezlediği bir osmolit olan glisin betain (GB), protein komplekslerinin ve membran yapılarının kararlılığını korumakla görevlidir.Domates (Solanum lycopersicum L.; genel olarak bilinen adı, Lycopersicon esculentum) önemli bir tarım bitkisidir. Ilıman iklim koşullarında yetişir ve soğuğa duyarlıdır. Özellikle 150C'nin altındaki sıcaklıklarda soğuk hasarı görülür. Domates GB sentezleyemeyen bir bitkidir. Çalışmamızda, domates yapraklarına GB püskürtülmesiyle soğuk stresine dayanıklılığın arttırılması amaçlanmıştır. Soğuğa duyarlı ve dayanıklı iki domates çeşidinin soğuk stresine verdiği morfolojik, fizyolojik ve moleküler yanıtları incelenmiştir.Çalışmamızda, soğuk stresi ile membran kararlılığının azaldığı MDA ve iletkenlik ölçüm sonuçlarıyla görülmüştür. Dışarıdan GB uygulanan gruptaki bitkilere soğuk stresinin membran yapısına etkisi GB uygulanmamış soğuğa maruz kalan bitkilere etkisine göre daha az olduğu görülmüştür. Fotosentetik verim sonuçları da, GB uygulamasının soğuk stresine karşı iyileştirici bir etkisi olduğunu gösterir.

Among the abiotic stresses, cold stress is one of the most important stressors which effect physiological, biochemical and molecular responses of plants. Photosynthesis and respiration rates decrease, protein synthesis is inhibited, protein degradation increases, lipid structure and membrane integrity are effected when plants are subjected to low temperature degrees. Plants response to low temperature degrees by adjusting their metabolic pathways. Some osmoprotectant molecules like glycine betaine (GB) protects membrane integrity and protein structure within the cell membrane.Tomato (Solanum lycopersicum L.; previous systematic name known as Lycopersicon esculentum) is an important agricultural plant. It grows under mild temperatures and sensitive to low temperatures and temperature degrees under 150C effects growth adversely. Tomato plant does not synthesize GB which is an important protectant under low temperatures. In this study we applied GB exogenously and investigated the morphological, physiological and molecular responses of two tomato cultivars differing in low temperature tolerance.Low temperature stress effected membrane integrity in both cultivars as it is seen in lipid peroxidation and membrane leakage values. Exogenous GB application increased low temperature stress tolerance in tomato plants as compared to that of unapplied groups. Amerolative effects of GB application were more prominent in photosynthetic efficiency results of GB treated plants.