Üç turunçgil anacının kuraklık stresi sırasında antioksidan aktivitelerinde meydana gelen değişimlerin belirlenmesi

Abstract

Kuraklık stresi dünyada tarımsal üretimde her yıl yaklaşık olarak %35 oranında verim ve kalite kayıplarına yol açarak milyarlarca dolar zarara sebep olmaktadır. Ekonomik açıdan önemli bir meyve grubunu oluşturan turunçgiller de kuraklık stresinden olumsuz olarak etkilenmektedir. Tarımsal üretimde turunçgillerin de dahil olduğu birçok ürün grubunda yetiştiricilikte çevresel streslere karşı dayanıklılık için anaç kullanma zorunluluğu bulunmaktadır. Yapılan bu çalışma kapsamında da turunçgil yetiştiriciliğinde yaygın olarak kullanılan turunç (Citrus aurantium) ve Troyer ve Carrizo sitranjlarının (Poncirus trifoliata x Citrus sinensis) kuraklık stresi sırasında antioksidan seviyelerinde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Çalışmada öncelikle kullanılan her bir anaç için ayrı ayrı olmak üzere ve her bir grupta 10 bitki olacak şekilde kontrol ve stres grubu bitkileri aynı koşullarda yetiştirilmiştir. Daha sonra kontrol gruplarında bulunan bitkilere düzenli olarak su verilirken stres grubunu oluşturan bitkilere ise 14 gün boyunca su verilmeyerek kuraklık stresi uygulanmıştır. Kuraklık stresi boyunca, stres uygulamasının 0., 7., 8., 9., 12. ve 14. günlerinde kontrol ve stres gruplarını oluşturan bitkilerden ayrı ayrı yaprak örnekleri toplanarak -80 0C'de saklanmıştır. Yaprak örnekleri daha sonra sıvı azot yardımı ile ezilerek uygun yöntemlerle ekstraksiyonu gerçekleştirilmiştir. Bitkilerde stres göstergesi olarak toprak nemi, stoma iletkenliği, hidrojen peroksit (H2O2), lipit peroksidasyonu (MDA) ve protein miktarlarında meydana gelen değişimler incelenmiştir. Aynı zamanda strese bağlı enzimatik antioksidanlarda meydana gelen değişimleri belirlemek için süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (KAT), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon redüktaz (GR) enzimlerinin aktiviteleri, enzimatik olmayan antioksidanlarda meydana gelen değişimi belirlemek için ise askorbik asit ve fenolik miktarlarında meydana gelen değişimler incelenmiştir. Yapılan istatistiksel analizler sonucunda, stres uygulanmış bitkilerin tümünün hidrojen peroksit (H2O2) ve malondialdehit (MDA), askorbik asit, fenolik miktarlarının ve KAT, APX enzim aktivitelerinin kontrollere göre arttığı belirlenmiştir. SOD enzim aktivitesi tüm çeşitlerde azalma gösterirken, GR enzim aktivitesi ve protein miktarı ise turunç anacında kontrole kıyasla azalırken diğer anaçlarda artmıştır. Sonuç olarak Troyer ve Carrizo sitranjlarının kuraklık stresine dayanım düzeylerinin turunç anacına göre daha fazla olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle kurak koşullarda turunçgil yetiştiriciliğinde anaç olarak Troyer ve Carrizo sitranjlarının kullanımının turunç anacına göre daha uygun olabileceği düşünülmekte ve önerilmektedir.

Drought stress annually causes billions of dollars loss by approximately 35% decreases in the yield and quality of agricultural crops around the world. Citrus, which constitute an economically important fruit group, is also adversely affected by drought stress. Use of rootstock is necessary for resistance to environmental stresses in agricultural production of many crops including citrus fruits. In this study, changes in the antioxidant levels during the drought stress were investigated in sour orange (Citrus aurantium) and Troyer and Carrizo citranges (Poncirus trifoliata x Citrus sinensis) which are commonly used as rootstocks in citrus cultivation. Seedlings were grown for each rootstock used in the study; then, control and stress groups containinin 10 seedlings were formed for each rootstock. The seedlings in the control groups were regularly watered, but seedlings in the stress groups were not watered for 14 days to apply drought stress. Leaf samples were collected separately from the control and stress groups of each rootstocks at 0, 7, 8, 9, 12 and 14 days of the drought stress and leaf samples were stored at -80 °C. The leaf samples were ground in liquid nitrogen and then extracted by appropriate methods. Then, soil moisture, stoma conductivity, lipid peroxidation (MDA) and hydrogen peroxide (H2O2), changes in protein content were investigated in samples from control and stressed plants as stress indicators. Moreover, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), and glutathione reductase (GR) enzyme activities were determined as enzymatic antioxidants and ascorbic acid and phenolic levels were determined as non-enzymatic antioxidants to determine antioxidative changes during drought stress. As a result of the statistical analysis, hydrogen peroxide (H2O2), malondialdehyde (MDA), ascorbic acid, phenolic amounts, CAT activity and APX activities increased in all stressed plants compared to the controls. While GR enzyme activity and protein amount decreased in stressed sour orange rootstock, it is increased in other rootstocks compared to control after drought stress. On the other hand, SOD enzyme activity decreased in all stressed treated rootstocks compared to the controls. As a result, it was determined that the stress indicators of Troyer and Carrizo rootstocks were higher than that of sour orange rootstocks. Therefore, these citrus rootstocks were more resistant to drought stress than sour orange rootstock. These results indicated that the use of Troyer and Carrizo citrange rootstocks can be more suitable than sour orange in citrus cultivation during drought condition.