Eksojen lipoik asitin mısır (Zea mays L.) çimlenmesi ve çimlenme sonrası etkilerinin fizyolojik,biyokimyasal ve moleküler düzeyde araştırılması

Abstract

Bu araştırmada bir vitamin benzeri bileşik olan Lipoik asitin mısır (Zea mays L.) bitkisine eksojen uygulanması ile enerji metabolizması üzerine iyileştirici etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla tohumlar belirlenen konsantrasyonlarda (10, 20, 25 ve 30 µM lipoik asit) petrilerde 25°C'ye ayarlı olan çimlenme kabininde kontrol şartlarında 4 gün süre ile büyütülüp hasat edilerek fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler parametrelerdeki değişimler incelenmiştir. Kontrol grubuna kıyasla LA uygulanan gruplarda kök ve gövde uzunluklarında artış belirlenmiş fakat çimlenme yüzdeleri bakımından belirgin bir fark elde edilememiştir. Protein içeriği ve protein profili üzerine etkileri araştırdığımızda mısır bitkisinin kök, gövde ve endospermlerindeki protein miktarı kontrol grubuna göre artış göstermiştir. Total karbohidrat içeriğinde kök ve gövdede kontrol grubuna göre tüm uygulama gruplarında artış kaydedilirken, endospermlerde kontrole kıyasla uygulama gruplarında azalış gösterdi. Lipoik asit SOD ve CAT ve GPX aktivitesini kontrol grubuna kıyasla azaltırken APX aktivitesini kontrol grubuna göre artırmıştır. GR aktivitesinde de kontrol grubuna göre artış belirlenmiştir. Mısır bitkisinin köklerinde total AsA, AsA, DHA ve DHA/AsA içeriklerine bakılmış ve total AsA ve indirgen AsA içeriğinin kontrol grubu bitkilerine göre bütün uygulama gruplarında artmış olduğu, DHA içeriğininde kontrol grubu bitkilerine göre 20 µM LA uygulaması hariç diğer bütün uygulama gruplarında ise arttığı kaydedildi. Fenolik madde içeriği kontrol gruplarına kıyasla uygulama gruplarında artmıştır. İzositrat Liyaz aktivitesi kontrol grubunun endospermlerine göre LA uygulama gruplarında artış gözlemlenmiştir. Malat sentaz aktivitesi de kontrol gruplarına LA uygulama gruplarında artış gözlemlenmiştir. Aynı zamanda kontrole kıyasla amilaz aktivitesinin Lipoik asit uygulaması ile dört gün boyunca önemli bir artış sağlayarak çimlenme üzerine önemli bir etki sergilediği belirlenmiştir. Sitrat sentaz aktivitesi de uygulama gruplarında kontrol grubuna kıyasla artış göstermiştir. Kökler ve gövdede sitrat sentaz, sitokrom oksidaz, ATP sentaz, prüvat dehidrogenaz enzimleri ile endospermlerde isositrat liyaz ve malat sentaz enzimlerini kodlayan genlerin ifade düzeyleri Real-Time PCR ile belirlenmiş ve gen ifadelerinde kontrol grubuna göre artış gözlemlenmiştir.

The effects of lipoic acid, a vitamin like compound, on the energy metabolism by exogenous application to corn (Zea mays L.) were investigated. For this purpose, corn seeds in petri plates, were grown and harvested for 4 days under the control conditions in the germination chamber set at 25 ° C in the oil at the specified concentrations (10, 20, 25 and 30 µM lipoic acid). Root and stem lengths treated with lipoic acid were more developed than the control group. but there was no significant difference between the control group and LA group for germination. When the effects on protein content and protein profile are examined, it was determined that the amount of protein in the root, stem and endosperm of corn plant was higher than the control group. Total carbohydrate content of root and stem compared to control group increased in all application groups, while the endosperm showed a decrease in application groups compared to control. Lipoic acid decreased SOD, CAT and GPX activity compared to control group and Lipoic acid increased APX and GR activity compared to control group.Total AsA, AsA, DHA and DHA / AsA contents of corn plant roots were examined and total AsA and reducing AsA contents increased in all application groups compared to control groups. DHA content was higher in all application groups except 20 µM LA application compared to control groups. Phenolic content increased in application groups compared to control groups. Isocitrate Lyase activity, was increased in LA application groups compared to endosperms of the control groups. Malat synthase activity too, was increased in LA application groups compared the control groups. Amylase activity with lipoic acid administration showed a significant increase for four days showed a significant effect on germination to compared the control groups. Citrate synthase activity too, increased in the application groups compared to the control groups. Citrate synthase, cytochrome oxidase, ATP synthase, pruvate dehydrogenase enzymes in the roots and stems, expression levels of the coding genes were determined by Real-Time PCR and an increase in gene expression was observed compared to the control groups. isocitrate lyase and malate synthase enzymes in endosperms, expression levels of the coding genes were determined by Real-Time PCR and an increase in gene expression was observed compared to the control groups.