Kurağa dayanıklı ve duyarlı iki mercimek çeşidinde biyotik stresin (Orobanche crenata Forsk.) neden olduğu fizyolojik ve biyokimyasal değişimlerin belirlenmesi

Abstract

Bitkiler yaşamları boyunca biyotik ve abiyotik streslere maruz kalmaktadır Bunlardan kuraklık; fotosentetik pigmentlere, membran lipidlerine, proteinlere ve nükleik asitlere zarar veren reaktif oksijen türlerini (ROT) arttırmakta ve `oksidatif strese` neden olmaktadır. Mercimek tarımında kuraklık ve yabancı ot sorunu verimi olumsuz etkilemektedir. Canavar otları ise bitkinin köküne yapışarak ihtiyacı olan su, besin ve mineralleri konukçusundan temin eden yabancı otlardır. Canavar otu kaynaklı enfeksiyon ayçiçeği, domates, biber ve patlıcanda antioksidan enzim aktivitelerini değiştirmektedir. Ayrıca kuraklığa dayanıklı çeşitlerde de antioksidan enzimlerin aktivitesini artırmaktadır. Biyotik stres faktörü olan canavar otu (CO), abiyotik stres faktörü olan kuraklık (%10 PEG 6000) (P) ve bunun ikili kombinasyonu (PCO) 21 günlük mercimek fidelere 7 gün boyunca uygulanmıştır. Uygulamayı takiben 1., 3., 5. ve 7. günde örnekleme yapılmıştır. Örneklerde büyüme parametreleri (kök ve gövde uzunlukları, spesifik yaprak alanı (SYA), pigment miktarı) ve biyokimyasal parametreler (protein miktarları, hücre zarı geçirgenliği lipid peroksidasyononu miktarı (TBARS) ve antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, POX, APX, GR, CAT) araştırılmıştır. Kurağa dayanıklı ve duyarlı mercimek çeşitlerinde canavar otu enfeksiyonun etkileri bu yüksek lisans tezi ile ilk defa sunulmaktadır. Büyüme parametrelerine göre incelendiğinde, Çiftçi çeşidinde büyüme tüm stresler ile baskılanmıştır. Sultan 1 çeşidindeyse, büyüme stres uygulamalarından etkilenmemiştir. Sultan 1 çeşidi, Çiftçi çeşidine kıyasla stres uygulamaları sonucunda pigment içeriğini korumuştur ve daha düşük HZG'ye sahip bulunmuştur. Biyokimyasal parametreler incelendiğindeyse, Sultan 1 çeşidinde antioksidan savunmada tüm stres uygulamaları dikkate alındığında CAT ve GR, Çiftçi çeşidinden ise POX'lar öne çıkmaktadır. Sonuçta, kök dokusunda Sultan 1 çeşidi Çiftçi çeşidine kıyasla ilave CAT ve GR aktivite artışlarıyla yüksek antioksidan koruma göstermiştir. Yaprak dokusunda ise Çiftçi çeşidi daha zayıf antioksidan korumaya sahip bulunmuştur. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, kurağa dayanıklı Sultan 1 çeşidinin fizyolojik ve biyokimyasal olarak Çiftçi çeşidine kıyasla CO ve PCO streslerine daha dayanıklı olduğu, bu dayanıklılığın özelikle kök dokusunda belirginleştiği söylenebilir.Anahtar sözcükler: Antioksidan Savunma Sistemi, Canavar Otu, Kuraklık, Mercimek

Plants have affected from biotic and abiotic stresses during their lives. Drought stress has harmful effects to plant cells via oxidative stress, which is produce Reactive Oxygen Species (ROS) in subcellular components. Drought is one of the most limiting factors of lentil yield production. Besides, in agricultural areas has another limiting factor in lentil yield: broomrapes. Broomrapes (Orobanche and Phelipanche spp.) are obligate root holoparasite plants and take from their host plant's assimilates. Orobanche crenata causes high yield losses on plants such as tomato, eggplant, potato, tobacco and lentil. It was shown that antioxidant defense enzymes increased via broomrape infection (BRI) in sunflower, tomato, pepper and eggplants. Drought has also increased the level of antioxidant enzymes in lentil plants. However, we have not any knowledge about the effects of these stresses on antioxidant enzymes of drought –resistant and –susceptible lentil varieties. In this study BRI, %10 PEG 6000 (P) and PBRI stresses were treated on 21 d lentil seedlings during 7 d and sampling on 1st – 3rd – 5th – 7th days. Plant samples were used for analyses of growth (SYA, root/shoot lengths, pigment amounts) and biochemical parameters (Protein, electrolyte leakage, TBARS, SOD, POX, APX, GR, and CAT).Our results show that pigment amounts and electrolyte leakage was not change in cv. Sultan 1 from stress treatments than cv. Çiftçi. Otherwise, GR and CAT was more effectively in cv. Sultan1 and POX in cv. Çiftçi for protection against oxidative stress. In conclusion, cv. Sultan 1 show that high increases with CAT and GR in root tissues than cv. Çiftçi. Our results indicated that cv. Sultan 1has good antioxidant protection against BRI and PBRI stress treatments than cv. Çiftçi in leaf and root tissues.Keywords: Antioxidant Defense System, Broomrape, Drought, Lentil