Çoklu streslere maruz bırakılan çeltik (Oryza sativa L.) yapraklarında eksojen skandiyum (sc)`un reaktif oksijen türleri (ROS) ve antioksidan savunma sistemi üzerine etkileri

Abstract

Tuz ve/veya kuraklık stresleri bitkide, sodyum (Na+) klorür (Cl-) alımını, bitki büyüme ve gelişimini olumsuz yönde etkileyen ve bunların sonucunda reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşmasına neden olan en önemli stres faktörleri arasındadır. Bunlara bağlı olarak kloroplastlarda süperoksit anyon radikali (O2•-), hidrojen peroksit (H2O2) ve hidroksil radikali (OH•) gibi ROS üretiminde artışa neden olmaktadır. Bu çalışmanın amacı, tuz (100 mM) ve/veya kuraklık (PEG %5) altındaki çeltik (Oryza sativa L.) fidelerindeki fotosentetik, biyokimyasal ve fizyolojik parametreler üzerine nadir toprak elementlerinden (NTE) olan skandiyum'un (Sc) (25-50 mikromolar) etkilerinin değerlendirmektir. Sonuçlar, stres koşulları altında büyüme (RGR), bağıl su içeriği (RWC), ozmotik potansiyel ve fotosentetik verimde (Fv/Fm) önemli azalmalara neden olduğunu göstermiştir. Stres koşullarında prolin içeriklerinde önemli değişimler olmamasına rağmen, kombine stres uygulaması dışındaki Sc (25 mikromolar) uygulamasında prolin içeriklerinde artış olmuştur. Tuz ve/veya kuraklık stresleri altındaki çeltik fidelerinde süperoksit dismutaz (SOD) katalaz (CAT) peroksidaz (POX) ve glutatyon redüktaz (GR) aktivitelerinde azalmalar görülmüştür. Bunlardan dolayı tuz ve/veya kuraklık stresiyle hidrojen peroksit (H2O2) ve lipid peroksidasyonu (TBARS miktarı) artış gözlemlenmiştir. Glutatyon-S-transferaz (GST) ve NADPH oksidaz (NOX) aktivitelerinde önemli değişimler görülmemiştir. Stresle birlikte Sc uygulamaları antioksidan enzim aktivitelerini indüklemiştir. Sonuç olarak, Sc ve stres faktörleri çeltik bitkisinde stresle artan oksidatif hasarın etkilerini iyileştirmiştir.

Salt and / or drought stresses are among the most important stress factors in the plant, which affect the uptake of sodium (Na+) chloride (Cl-) in a negative way, which leads to the formation of reactive oxygen species (ROS). Depending on these, it causes an increase in ROS production such as superoxide anion radical (O2•-), hydrogen peroxide (H2O2) and hydroxyl radical (OH•) in chloroplasts. The aim of this study was to evaluate the effects of the scandium (Sc) (25-50 micromolar) one of the rare earth elements (REE), on photosynthetic, biochemical and physiological parameters in rice (Oryza sativa L.) seedlings under salt (100 mM) and / or drought (PEG %5). The results showed that growth (RGR), relative water content (RWC), osmotic potential and photosynthetic efficiency (Fv/Fm) resulted in significant reductions under stress condition. Although there were no significant changes in the content of proline under stress conditions, there was an increase in proline contents in Sc (25 micromolar) application except for the combined stress applications. Decreases in the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), and glutathione reductase (GR) were observed in rice seedlings under salt and/or drought stresses. Therefore, hydrogen peroxide (H2O2) and lipid peroxidation (amount of TBARS) increased with salt and/or drought stress. There were no significant changes in the activities of glutathione-S-transferase (GST) and NADPH oxidase (NOX). Sc applications with stress induced antioxidant enzyme activities. As a result, Sc and stress factors ameliorate the effects of oxidative damage increased by stress in rice plant.