Salisilik asit ve strigolakton uygulamalarının su stresi altındaki nane (Mentha piperita L.) fidelerinde morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal parametreler üzerine etkileri

Abstract

Su eksikliği, bitkilerin büyüme ve gelişimini olumsuz etkileyen önemli abiyotik faktörlerden olup hormonlar ve büyüme düzenleyiciler stres şartlarında bitkilerin çevreye uyumunu sağlayan önemli sinyal molekülleridir. Tez kapsamında nane (Mentha piperita L.) fidelerine salisilik asitin (SA) ve sentetik strigolakton (SL) analoğu olan GR24'ün farklı konsantrasyonları ayrı ayrı ve birlikte uygulanarak su eksikliği şartlarındaki rolleri incelenmiştir. İklim odasında farklı zamanlarda yürütülen denemelerde ilk aşamada 0, 0.05, 0.25 mM SA ve 0, 0.5, 1 µM GR24 nane fidelerine uygulanmış ve fideler 3 ve 6 gün aralıklı olmak üzere farklı sıklıklarda sulanarak uygulamaların fidelerin morfolojik ve fizyolojik parametreleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Son olarak birinci aşamada belirlenen etkin SA konsantrasyonu olan 0.05 mM SA ile GR24 kombine olarak fidelere uygulanmış (0 mM SA-0 µM GR24; 0.05 mM SA-0.5 µM GR24; 0.05 mM SA-1 µM GR24) ve birlikte uygulamanın su stresi şartlarında olası sinerjik etkileri incelenmiştir. Deneme sonucu tüm uygulamalar istatistiksel analize tabii tutulmuş, 6 gün aralıklı sulamalarda herhangi bir uygulamanın olmadığı kontrol gruplarında verim değerlerinin düştüğü, yaprak dökümü ve senesensin başladığı ve bitkilerin strese girdiği görülmüştür. SA, GR24 ve SA+GR24 uygulamaları konsantrasyona bağlı olarak farklı parametrelerde stres şartlarında olumlu etki göstermiştir. SA uygulamasının diğer uygulamalara göre toplam fenol, flavonoid, prolin miktarını, CAT ve POX enzimlerinin aktivitesini daha fazla artırdığı tespit edilmiştir. GR24 uygulaması ile EC oranının, H2O2 içeriğinin, MDA seviyesinin düştüğü, RWC oranının, mineral madde, fotosentetik pigment miktarının ve DPPH aktivitesinin arttığı gözlenmiştir. SA+GR24 birlikte uygulaması ile EC oranının düştüğü, RWC oranının, fotosentetik pigment miktarının, karotenoid, azot miktarının, prolin içeriğinin, toplam protein miktarının, flavonoid, DPPH aktivitesinin arttığı gözlenmiştir. Denemede uygulanan konsantrasyonların etkisi değerlendirildiğinde SA uygulamalarında 0.05 mM, GR24 uygulamalarında 1 µM ve SA+GR24 uygulamalarında 0.05 mM SA+1 µM GR24 uygulamalarının su eksikliğinde daha etkili olduğu ve diğer uygulamalara göre onarıcı etkisinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Çalışmada en iyi uygulamanın seçiminde varyans analizi sonuçlarıyla birlikte temel bileşen (PCA) ve ısı haritası (Heatmap) analizleri de değerlendirilmiş ve 3 gün aralıklı sulanan fidelerde 1 µM GR24 uygulamasının daha etkili olduğu ancak 6 gün aralıklı sulanan stres şartlarındaki fidelerde 0.5 µM GR24 uygulamasının daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak M. piperita'nın uzun aralıklı sulamalardan etkilendiği ve stresin yıkıcı etkilerinin ekzojen olarak uygulanan SA, GR24 ve SA+GR24 uygulamaları ile hafifletilebileceği, özellikle 0.5 µM GR24 uygulamasının, diğer uygulamalara kıyasla su stresinin olumsuz etkilerini azaltmada daha etkili olduğu söylenebilir.

Water deficiency is one of the important abiotic factors that negatively affects the growth and development of plants, and hormones and growth regulators are important signal molecules that enable plants to adapt to the environment under stress conditions. Within the scope of the thesis, different concentrations of salicylic acid (SA) and synthetic strigolactone (SL) analogue GR24 were applied separately and together to peppermint (Mentha piperita L.) seedlings and their roles in water deficiency conditions were investigated. In the experiments carried out at different times in the climate chamber, at the first stage, 0, 0.05, 0.25 mM SA and 0, 0.5, 1 µM GR24 were applied to peppermint seedlings and the seedlings were irrigated at different frequencies, with intervals of 3 and 6 days, and the effects of the applications on the morphological and physiological parameters of the seedlings were evaluated. Finally, 0.05 mM SA, the effective SA concentration determined in the first step, and GR24 were applied to the seedlings in combination (0 mM SA-0 µM GR24; 0.05 mM SA-0.5 µM GR24; 0.05 mM SA-1 µM GR24) and the possible synergistic effects of the co-application under water stress conditions were investigated.As a result of the experiment, all applications were subjected to statistical analysis, and it was observed that the yield values decreased, leaf fall and senescence started, and the plants were stressed in the control groups where there was no application in 6-day irrigations. SA, GR24 and SA+GR24 applications showed positive effects in different parameters depending on the concentration under stress conditions. It was determined that SA application increased the total amount of phenol, flavonoid, proline and the activity of CAT and POX enzymes more than other applications. With GR24 application, it was observed that EC ratio, H2O2 content, MDA level decreased, RWC ratio, mineral substance, photosynthetic pigment amount and DPPH activity increased. With SA+GR24 co-administration, it was observed that the EC ratio decreased, RWC ratio, photosynthetic pigment amount, carotenoid, nitrogen amount, proline content, total protein amount, flavonoid, DPPH activity increased.When the effect of the concentrations applied in the experiment was evaluated, it was seen that 0.05 mM in SA applications, 1 µM in GR24 applications, and 0.05 mM SA+1 µM GR24 applications in SA+GR24 applications were more effective in water deficiency and their restorative effect was higher than other applications.In the study, principal component (PCA) and heat map analyzes were also evaluated together with the results of variance analysis in the selection of the best application, and it was determined that 1 µM GR24 application was more effective in seedlings irrigated with 3 days intervals, but 0.5 µM GR24 application was more effective in seedlings irrigated 6 days apart under stress conditions.As a result, it can be said that M. piperita is affected by long-term irrigation and the destructive effects of stress can be alleviated by exogenously applied SA, GR24 and SA+GR24 applications, especially 0.5 µM GR24 application is more effective in reducing the negative effects of water stress compared to other applications.