Kuraklık koşullarında alfa lipoik asit muamelesinin fotosentetik hasarı iyileştirmedeki rolü

Abstract

Kuraklığa maruz bırakılan mısır fidelerinde alfa lipoik asit (ALA) uygulamasının fotosentetik hasarı iyileştirme mekanizması araştırıldı. Hidroponik ortamda büyütülen fidelerin % 20 polietilenglikol (PEG6000) içeren köklendirme ortamına farklı konsantrasyonlarda (2,5, 12, 24 ve 50 µM) ALA uygulandı. Yaprak su durumu, klorofil içeriği, membran hasarı ile gaz değişim parametreleri ölçüldü ve stres hasarını azaltan ALA konsantrasyonu belirlendi. Etkinliği belirlenen ALA'nın klorofil fluoresansı ile ribuloz 1,5 difosfat karboksilaz (rubisco), fosfoenolpirüvat karboksilaz (PEPc), rubisco aktivaz (Rca), magnezyum şelataz (Mg-CHLI) ve klorofilaz genlerinin ifade seviyesi üzerine etkisi incelendi. ALA uygulamasının (12 µM) membran hasarını azalttığı, nispi su içeriği, fotosentetik pigment miktarı ve gaz değişim parametrelerindeki azalışları hafiflettiği tespit edildi. Kuraklık şartlarında fotosistem II (PS II) etkinliğinin olumsuz etkilendiği bununla beraber, ALA uygulanmış fidelerde PS II etkinliğinin arttığı belirlendi. Benzer şekilde, stres şartlarında azalan rubisco, PEPc, Rca, Mg-CHLI ve klorofilaz gen ifadesinin ALA uygulanmış fidelerde arttığı bulundu. Elde edilen verilere göre, kuraklık şartlarında dıştan uygulanan ALA'nın PS II aktivitesi, fotosentetik karbondioksit fiksasyonu ve klorofil sentezini uyardığı ve böylece fotosentezin devamlılığını sağlayabildiği sonucuna varıldı.

The alleviating mechanism of alpha lipoic acid (ALA) application against photosynthetic damages induced by drought stress was investigated in maize seedlings. ALA at different concentrations (2,5, 12, 24 ve 50 µM) was applied to rooting medium of the hydroponically grown seedlings including 20 % PEG. Leaf water status, chlorophyll content, membrane damage, gas exchange parameters were measured and effective ALA concentration reducing stress injuries was determined. The effects of exogenous ALA on chlorophyll fluorescence and the gene expressions of ribulose-1,5-biphosphate carboxylase (rubisco), phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPc), rubisco activase (Rca), magnesium chelatase (Mg-CHLI) and chlorophyllase were determined. ALA application (12 µM) mitigated membrane damage and alleviated the decreases in relative water content, amount of photosynthetic pigment and gas exchange parameters under the stress. It was found that efficiency of photosystem II (PS II) was negatively affected in the seedlings exposed to drought stress while the efficiency of PS II of ALA applied seedlings was high in comparison with unapplied ones. Decreased gene expressions of rubisco, PEPc, Rca, Mg-CHLI and chlorophyllase under the stress were induced in ALA applied seedlings.According to present data, it has been concluded that ALA application under drought stress conditions may induce photosystem II activity, photosynthetic carbondioksit fixation and the chlorophyll synthesis thus it can maintain photosynthesis in maize.