Bakır stresine maruz bırakılan hassas ve dayanıklı mısır çeşitlerinde glutatyon, hidrojen peroksit ve salisilik asit uygulamalarının fotosentetik verim üzerine etkilerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, glutatyon (GSH), hidrojen peroksit (H2O2) ve salisilik asit (SA) ön muamelesinin bakır stresi koşullarındaki bakıra dayanıklı (31G98) ve hassas (Akpınar) mısır çeşitlerinde antioksidan sistemin fotosentetik verim üzerindeki iyileştirici etkisi araştırılmıştır. Bu uygulamaların su potansiyeli, transpirasyon, membran hasarı, fotosentetik pigment miktarı, içsel bakır, H2O2, GSH ve SA seviyeleri ile kuru ağırlık, prolin miktarı, poliamin miktarı, ABA miktarı, fotosentez oranı, klorofil floresansı, rubisco aktivitesi ve konsantrasyonu üzerine etkisi spektrofotometrik ve western blot yöntemleri ile incelendi. Ayrıca süperoksit dismutaz, katalaz, askorbat peroksidaz, glutatyon redüktaz ve guaikol peroksidaz enzim aktiviteleri ile Absisik aldehit oksidaz (AAOX), glutatyon sentetaz (GSHSY) ve NADPH oksidaz (NOX) genlerinin ifadesi araştırıldı. Bakır stresinin mısır fidelerinde içsel GSH, H2O2, SA, ABA, poliamin, prolin, MDA içeriğini ve NOX, GSHSY, AAOX gen ifadelerini ve antioksidan sistem enzimlerinin aktivitelerini arttırdığı, rubisco içeriğini, fotosentetik aktiviteyi, transpirasyonu, su potansiyelini ve kuru ağırlığı azalttığı saptandı. GSH, H2O2 ve SA uygulamalarının her iki çeşitte de antioksidan sistemini uyarmak suretiyle fideleri bakır stresinin olumsuz etkilerinden koruduğu ve fotosentetik verimi farklı oranlarda iyileştirdiği belirlendi. Sonuç olarak; bakır stresi koşullarında 0,05 mM GSH, 10 mM H2O2 ve 0,01 mM SA ön muamelelerinin mısır çeşitlerinin fotosentetik verimi için iyileştirici etkiye sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

In this study, alleviating effects of glutathione (GSH), hydrogen peroxide (H2O2) and salicylic acid (SA) pre-treatments on antioxidant system enzymes, the expression of some genes and photosynthetic system of copper stressed maize varieties, 31G98 (resistant to copper) and Akpinar (sensitive to copper) were studied. Effects of these treatments on water content, stomatal conductance, membrane damage, photosynthetic pigment contents, endogenous copper, H2O2, GSH and SA levels, dry weight, growth inhibition, proline amount, polyamine content, ABA content, photosynthetic rate, transpiration, chlorophyll fluorescence, rubisco activity and concentration were examined via spectrophotometry and Western blot methods. In addition, the enzyme activities of superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase and guaikol peroxidase and the expression of abscisic aldehyde oxidase (AAOX), glutathione synthetase (GSHSY) and NADPH oxidase (NOX) genes were investigated. Copper stress was found to increase endogenous GSH, H2O2, SA, ABA, poliamine, proline, MDA, antioxidant enzyme system and NOX, GSHSY, AAOX gene expression. On the other hand, the stress was decrease the rubisco concentration, photosynthetic activity, transpiration, water potential and dry weight. GSH, H2O2 and SA application was found to mitigate negative effects of the stress by induced antioxidant system at different rates in both maize varieties. It was concluded that pretreatments of 0,05 mM GSH, 10 mM H2O2 and 0,01 mM SA had alleviating effects on maize cultivars under copper stress.