Bazı ayçiçeği (Helianthus annuus L.) varyetelerinde orobanche cumana Wallr. nın süperoksit dismütaz (SOD;E.C.1.15.1.1) ve peroksidaz (POD;E.C.1.11.1.7) aktiviteleri üzerine etkilerinin araştırılması

Abstract

BAZI AYÇİÇEĞİ (Helianthus annuus L.) VARYETELERİNDE Orobanchecumana Wallr.' NIN SÜPEROKSİT DİSMÜTAZ (SOD;E.C.1.15.1.1) VEPEROKSİDAZ (POD;E.C.1.11.1.7) AKTİVİTELERİ ÜZERİNEETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASIÖZETAyçiçeği (Helianthus annuus L.) köklerini enfekte eden Orobanche cumanaWallr., tam parazit bir Angiosperm'dir. Ana vatanı Akdeniz bölgesidir. O. cumanaWallr. tohumları Trakya Bölgesinden (Tekirdağ-Hayrabolu) toplanmıştır.Araştırmada, Orobanche genusuna dayanıklılığı bilinen ayçiçeği varyeteleriPIONEER 4223 ve ilaçla dayanıklı SANAY ile Orobanche genusuna duyarlılığıbilinen ayçiçeği varyetesi olan ISERA kullanılmışıtır.O. cumana Wallr. bitkisi tohumları petri kaplarında bir hafta süresince nemlive karanlık bir ortamda bekletilmiştir ve 1 hafta sonra GR 24 uygulamasıyapılmıştır. Uygulamanın ardından çimlenen tohumlar araştırmada kullanılacakayçiçeği varyetelerinin köklerine penetre edilerek su kültüründe ayçiçeği fideleriylebirlikte yetiştirilmiştir. Penetrasyondan sonra her bir varyete için ayrı ayrı 1., 3., 5.,7. ve 9. günde uygulama yapılan ve kontrol grubu olarak tespit edilen ayçiçeğiköklerinden örnekleme yapılmıştır. Orobanche genusuna dayanıklılıkta, bitki -parazit ilişkisinden ileri gelen oksidatif stresin izlenmesi için antioksidatif savunmaenzimlerinden Süperoksit dismütaz (SOD;E.C.1.15.1.1) ve Peroksidaz(POD;E.C.1.11.1.7) aktivitelerindeki değişiklikler saptanmıştır.O. cumana Wallr. parazitine duyarlı olduğu bilinen ISERA, toplam SODmiktarları dikkate alındığında kısa süreli antioksidatif yanıt oluşturmakla birlikte, buyanıtlarını POD ile destekleyememektedir. O. cumana Wallr. parazitine toleranslıolduğu bilinen PIONEER 4223 varyetesinin hem toplam SOD miktarında hem dePOD aktivitesinde sergilediği anlamlı antioksidatif yanıtlar ise, bu yolun toleransmekanizmasında işlevsel olabileceğini göstermektedir. Bu anlamda, duyarlı ISERAivvaryetesinin toplam SOD miktarlarıyla POD aktiviteleri arasındaki uyumsuzlukonun duyarlılık mekanizmasını açıklayabilir. İlaçla dayanıklı olduğu bilinenSANAY varyetesi, araştırmamızda ilaç kullanılmadan incelenmiştir. Bu varyetedesaptanan SOD verileri anlamsız değişimler sergilemektedir. Aynı varyetenin PODaktiviteleri ise ISERA varyetesine zıt şekilde genellikle kontrole kıyasla yüksektir.Ancak her iki antioksidatif enzim için kontrole kıyasla anlamlı artışlarsaptanmamıştır. Bu durum SANAY varyetesinin ISERA varyetesine benzer şekildeO. cumana Wallr. parazitine duyarlı olduğuna işaret etmektedir.Araştırmamızda ayçiçeği-orobanş arasındaki ilişkide ortaya çıkan oksidatifstrese, PIONEER 4223 varyetesinin özellikle kısa süre için çok iyi yanıt oluşturduğusaptanmıştır.Anahtar Sözcükler: Ayçiçeği, Helianthus annuus, ISERA, PIONEER 4223,SANAY, Orobanche cumana, Süperoksit dismütaz, Peroksidaz, Antioksidantenzimler, Oksidatif stres.Hazırlanan bu Yüksek Lisans tezi Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi BAPtarafından 2005/27 numaralı projeden desteklenmiştir.v

THE EFFECT OF Orobanche cumana Wallr. ON SUPEROXIDEDISMUTASE (SOD;E.C.1.15.1.1) AND PEROXIDASE (POD;E.C.1.11.1.7)ACTIVITIES IN SOME SUNFLOWER VARIETIESABSTRACTOrobanche cumana Wallr. is a holoparasitic angiosperm which infectsHelianthus annuus L. roots. It originated in the Mediterranean regio. O. cumanaWallr. seeds were collected on infested sunflower fields in Thracia region(Hayrabolu-Tekirdağ). In this research some O. cumana resistant sunflower varieties(PIONEER 4223 and SANAY) and sensitive one (ISERA) were used.O.cumana Wallr. seeds were placed in petri dishes and were kept there for oneweek and then GR 24 was applied. After GR 24 treatment sunflower seedlings weregrown in hydroponic culture for one week before infestation, and germinatingbroomrape seeds were penetrated into sunflower roots. After the penetration,sunflower roots were harvested to determine the total protein and anthioxidantenzyme activities in first, third, fifth, seventh and ninth days respectively. Theinteraction of O. cumana Wallr. with resistant and sensitive sunflower varieties(ISERA, SANAY, PIONEER 4223) in Turkey was investigated and the changes inSuperoxide dismutase (SOD;E.C.1.15.1.1) and Peroxidase (POD;E.C.1.11.1.7)activities were identified.The results indicate that ISERA, which is known as a sensitive variety to O.cumana Wallr., contains high total SOD amount in antioxidative responses in shorttime. But these results are not supported with peroxidase activity. PIONEER 4223,which is known as a resistant variety to O. cumana Wallr., displays antioxidativeresponses to functional expressive increase in both total SOD amount and POXactivity. These results indicate that total SOD amount and POX activity of ISERAare not compatible. It may explain sensitive mechanism of ISERA. SANAY isknown as a resistant variety with using total herbicide. In this research, this chemicalvisubstance was not examined. The total amount of SOD in SANAY variety isobscure. When SANAY is compared with ISERA, higher level of peroxidaseactivity were determined in same application group than that of control group inSANAY.However, no significant increases were identified for two antioxidativeenzymes in application group in comparison with control group. This result indicatesthat SANAY and ISERA varieties are sensitive to O. cumana Wallr. in the sameway.In our experiment, it was determined that PIONEER 4223 variety constituted aperfect response especially for a short time to oxidative stress appearing as a resultof the interaction sunflower with Orobanche.Key words: Sunflower, Helianthus annuus, ISERA, PIONEER 4223, SANAY,Orobanche cumana, Superoxide dismutase, SOD, Peroxidase, POD, Oxidativestress, Antioxidant enzymes.The present M.Sc. thesis was supported by Çanakkale Onsekiz Mart UniversityBAP under the project no of 2005/27.vii