Yaprak kıvrılmasının düzenlenmesinde dehidrin seviyesi ile hidrojen peroksit ve süperoksit arasındaki ilişkinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada yaprak kıvrılmasının düzenlenmesinde dehidrin seviyesi ile hidrojen peroksit ve süperoksit arasındaki ilişkinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Yaprak kıvrılması ve dehidrinler arasındaki ilişkiyi belirlemek ve yaprak kıvrılma cevabında dehidrinlerin absisik asit (ABA), salisilik asit (SA), hidrojen peroksit (H2O2) ve süperoksit etkileşimini ortaya koymak amacıyla, öncelikle yapraklarda dehidrin içeriğini artıran veya azaltan SA, ABA ve PEG 6000 konsantrasyonu belirlendi. Ayrıca yaprakları stressiz koşullarda kıvrık mutant (rld1) mısır bitkileri kullanılarak ozmotik stresi boyunca yaprak kıvrılmasına paralel olarak dehidrin seviyesindeki değişimler western blot yöntemi ile belirlendi. Dehidrin (DHN2) geninin ifade seviyesindeki değişimler real-time PCR yöntemiyle belirlendi. Yapılan ölçümler ve analizler sonucunda ozmotik stres koşullarında düşük konsantrasyondaki (25 µM) SA ve (100 µM) ABA uygulamalarının dehidrin seviyesi ve nispi su içeriğini arttırdığı, DHN2 geninin ifade seviyesini uyardığı, yaprak kıvrılma derecesi (%), H2O2 ve süperoksit içeriklerini ise azalttığı bulundu. Yüksek konsantrasyonda (200 µM) SA'nın ise dehidrin seviyesi ve DHN2 gen ifadesini baskıladığı, yaprak kıvrılma derecesi (%), H2O2 ve süperoksit içeriklerini arttırdığı belirlendi. Ayrıca rld1 mutantlarında ozmotik stres koşullarında düşük konsantrasyonda SA ve ABA uygulamalarına benzer etki gözlendi.Elde edilen verilere göre, yaprak kıvrılmasının büyük ölçüde hidrojen peroksit ile kontrol edildiği, dehidrin birikimine neden olduğu ve yaprak kıvrılmasının düzenlenmesinde dehidrinler ile hidrojen peroksit ve süperoksit gibi reaktif oksijen türleri arasındaki etkileşimin önemli bir rolünün olabileceği sonucuna varılmıştır.

The aim of this study was to determine the relationship between dehydrin level and hydrogen peroxide and superoxide in regulation of leaf rolling. To determine the relationship between leaf rolling and dehydrins and to reveal the interaction of dehydrins with abscicic acid (ABA), salicylic acid (SA), hydrogen peroxide (H2O2) and superoxide on leaf rolling response, the concentrations of salicylic acid, absisic acid and PEG 6000 which increases or decreases dehydrine level were firstly determined. In addition, changes in dehydrin levels as parallel to leaf rolling during drought stress by using rolled-leaf mutant (rld1) maize plants under stress-free conditions were determined by western blot analysis. The changes of dehydrin (DHN2) gene expression were detected by real-time PCR. As a result of the measurements and analyzes, it was found that low concentration of SA (25 µM) and ABA (100 µM) applications increased dehydrin level and relative water content, up-regulated DHN2 gene expression but decreased leaf rolling degree (%), H2O2 and superoxide contents under osmotic stress conditions. High concentration of SA (200 µM) suppressed the level of dehydrine and DHN2 gene expression but increased degree of leaf rolling (%), H2O2 and superoxide contents. It was also found that mutant rld1 has similar effects to low concentration SA and ABA applications under osmotic stress conditions.According to the our data, it might be concluded that the leaf rolling is pretty much controlled via H2O2, which causes dehydrin accumulation and the interaction between dehydrines and reactive oxygen species such as hydrogen peroxide and superoxide may have an important role in the regulation of leaf rolling.