Bazı bitki büyüme düzenleyicilerinin çimlenen mısır(Zea mays L.) tohumlarında metilglioksal toksisitesininyatıştırılması üzerindeki etkileri

Abstract

Bu çalışmada, çimlenen tohumlarda metilglioksal (MG) toksisitesinin yatıştırılmasında bitki büyüme düzenleyicilerinden nitrik oksit (NO), hidrojen sülfür (H2S) ve salisilik asidin (SA) etkileri araştırılmıştır. Bu amaç için mısır (Zeamays L., cv. Arifiye) tohumları, çimlenme öncesi farklı seviyelerde NO donörü olarak SNP (500 ve 750 M), H2S donörü olarak NaHS (0,25 ve 0,50 mM) veya salisilik asit (0,1 ve 1 mM) çözeltilerinde ön ıslatma tabi tutulduktan sonra, 1 ve 3 mM MG ortamında çimlendirilmişlerdir. Çalışmada, özellikle 3 mM MG'nin, çimlenen mısır tohumlarında büyüme ve gelişme parametrelerini (çimlenme oranını ve fide uzunluğu) ve antioksidatatif sistemi (süperoksiddismutaz, katalaz, guaikolperoksidaz, askorbatperoksidaz ve glutatyonperoksidaz aktiviteleri; reaktif oksijen türleri ve lipidperoksidasyonu içeriği) olumsuz etkileyerek strese neden olduğu belirlenmiştir. Buna karşılık tohumlara MG stresinden önce uygulanan SNP, SA ve H2S, MG toksisitesi altındaki tohumlarda bu parametreler iyileştirebilmiştir. EkzojenMG uygulaması, çimlenen mısır tohumlarında içsel MG'yi detoksifiye eden Glioksalaz I ve Glioksalaz II aktivitesini olumsuz etkilemiş, ancak SNP, SA ve H2S uygulamalarınındaha çok düşük konsantrasyonları bu enzimlerin aktivitelerini artırarak MG toksisitesinin yatıştırılmasına önemli katkı yapmıştır. MG uygulamaları çimlenen tohumda içsel MG miktarını önemli ölçüde artırmış, fakat özellikle H2S+MG ve SNP+MG uygulamaları içsel MG seviyesini düşürmüştür. MG toksisitesi altında çimlenen mısır tohumlarında SNP, SA ve H2S uygulamaları büyüme, fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerini iyileştirerek bitki toleransının artırılmasına önemli katkı yaptığı belirlenmiştir. MG toksitesini yatıştırmada bu sinyal bileşikler içerisinde SA genelde daha etkili olmuştur.

In this study, from the plant growth regulators, the effects of nitric oxide (NO), hydrogen sulfide (H2S) and salicylic acid (SA) on the mitigating of methylglyoxal (MG) toxicity were aimed to investigate in germinating seeds.For this purpose, maize (Zea mays L., cv. Arifiye) seeds were pre-soaked inthe solutions of SNP (500 and 750 M) as NO donor,NaHS (0.25 and 0.50 mM) as H2S donor, or SA (0.1 and 1 mM) before germination. Then, the seeds were germinated in the medium containing 1 or 3 mM MG. It was determined that especially 3 mM MG caused stress by negatively affecting the growth and development parameters (germination rate and seedling length) and antioxidative system (superoxide dismutase, catalase, guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase and glutathione peroxidase activities), and by increasing reactive oxygen species and lipid peroxidation contentsin the germinating maize seeds. But, SNP, SA and H2S applied to the seeds before MG stress were able to improve these parameters under the MG toxicity. Exogenous MG adversely affected Glyoxalase I and Glyoxalase II activities, which detoxifyendogenous MG in the germinating seeds, but the low concentrations of SNP, SA, and H2S contributed significantly to the alleviation of MG toxicity by increasing the activity of these enzymes. MG applications significantly increased endogenous MG content in the germinated seeds, but especially H2S+MG and SNP+MG decreased the MG level. It was determined that SNP, SA and H2S applications contributed to increasing plant tolerance by improving growth, physiological and biochemical parameters in germinating maize seeds under MG toxicity. SA between these signal compounds was generally more effective in alleviating MG toxicity.