Marulda (Lactuca sativa L.) tuz stresi üzerine melatoninin etkilerinin moleküler ve fizyolojik düzeyde belirlenmesi

Abstract

Tuzluluk ürün gelişimini, verimini ve kalitesini etkileyen önemli bir abiyotik stres faktörüdür. Marul tuz stresine oldukça hassas bir bitki olup, tuz stresi marul tarımını etkilemektedir. Bu çalışmada NaCl altındaki marul bitkisinde melatonin uygulamasının yaprak nispi su içeriği (%), klorofil miktarı, hücre membran hasarı (%)'na ait fizyolojik parametrelerdeki değişimler ile DNA metilasyonu ve bazı tuz toleransı ile ilgili genlerin (SOS1, SOS2, AKT1, NHX1, HKT1) mRNA ifadesine de etkileri incenlenmiştir. Böylece, tuz stresinde melatonin uygulamasının tuz toleransında fizyolojik ve moleküler düzeydeki rolü aydınlatılarak marulda tuz toleranslı genotiplerin ıslahına yol gösterici temel moleküler bilgilerin elde edilmesi hedeflenmektedir.Çalışma sonucunda, NaCl stresinin klorofil miktarı ve nispi su içeriğini azalttığı, hücre membran hasarını arttırdığı belirlenmiştir. Fakat tuzlulukla birlikte melatonin uygulamasının klorofil miktarını ve nispi su içeriğini arttırdığını, hücre membran hasarını azalttığı tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra, elde edilen verilere göre, NaCl stresi altında gen ifadesi analizleri sonucunda Yedikule ve İvanka genotiplerinde SOS1, SOS2, AKT1, NHX1 ve HKT1 genlerinin mRNA ifade seviyelerinin arttığı ve melatonin uygulamasında bu genlerin mRNA ifade seviyelerinin azaldığı belirlenmiştir. Diğer taraftan MSAP analizi sonucuna göre, her iki genotipte de kontrole kıyasla NaCl stresinde metilasyon seviyesinde azalma belirlenirken, NaCl stresi altında uygulanan melatoninin ise tuz stresine kıyasla metilasyon seviyelerini artırdığı fakat yine de bu oranın kontrolden daha az olduğu görülmüştür. Bu sonuçlar melatoninin tuz yanıtta önemli bir bileşen olduğunu göstermiştir.

Salinity is an important abiotic stress factor that affects plant growth, yield and quality. Lettuce which is a quite sensitive to salt stress and it effects plant production. In this research, effects of melatonin application on salt stressed lettuces were investigated on leaf relative water content (%), amount of chlorophyll, cell membrane damage changes (%), alterations of physiological parameters, DNA methylations and mRNA expressions of some salt tolerance genes (SOS1, SOS2, AKT1, NHX1, HKT1). Thus, it is aimed to obtain basic molecular information leading the breeding of salt tolerant genotypes the lettuce by clarifying the role of melatonin application in salt stress at physiological and molecular level in salt tolerance.As a result of the study, it was determined that NaCl stress decreased chlorophyll amount and relative water content and increased cell membrane damage. However, it was found that MEL application with salinity increases the amount of chlorophyll and relative water content and reduces cell membrane damage. In addition, it was determined that mRNA expression levels of SOS1, SOS2, AKT1, NHX1 and HKT1 genes were increased in Yedikule and Ivanka genotypes and the melatonin application of these genes decreased mRNA expression levels. On the other hand, according to the results of MSAP analysis, methylation levels of NaCl stress were decreased in both genotypes compared to control, whereas melatonin applied under NaCl stress increased methylation levels compared to salt stress, but this ratio was still less than control. These results showed that melatonin is an important component in salt response.