Kuraklık stresi koşullarında nitrik oksit uygulamalarının yerel ve yabani karpuz genotiplerinin gelişimi üzerine etkisi

Abstract

Kuraklık toleransları farklı olan kuraklığa toleranslı KAR 98 ve duyarlı KAR 147 karpuz genotiplerinin kuraklık stresi toleransları üzerine, NO uygulamasının etkilerinin araştırıldığı bu tez çalışmasında, ozmotik stres oluşturmak amacıyla Hoagland besin solüsyonu içinde %15 PEG 6000 uygulanmıştır. Ayrıca bitkilere NO dönoru olarak 100 µM SNP ve NO-temizleyici ajan olarak cPTIO tatbik edilmiştir. Karpuz genotiplerinde temel büyüme parametreleri, iyon sızıntısı, MDA miktarı ile SOD, CAT ve POX antioksidan enzim aktiviteleri incelenmiştir. PEG 6000-teşvikli kuraklık stresine bağlı olarak karpuz genotiplerinde kök ve gövde yaş ve kuru ağırlık ile gövde boyu değerlerinde azalmaların meydana geldiği ve bu azalmaların kuraklığa duyarlı KAR 147 genotipinde kuraklığa toleranslı KAR 98 genotipinden daha yüksek oranda olduğu gözlenmiştir. NO uygulamasının büyüme parametrelerinde kuraklık stresinin neden olduğu azalmaları engelleyemediği belirlenmiştir. Kuraklık stresi nedeniyle prolin birikiminde oluşan artışlar üzerinde NO'in herhangi bir etkisinin bulunmadığı tespit edilmiştir. Kuraklık stresinin neden olduğu oksidatif hasara bağlı lipid peroksidasyonunun bir göstergesi olan MDA içeriğinin KAR 98 ve KAR 147'de önemli oranda arttığı ve NO uygulamasının bu artışları az da olsa engellediği belirlenmiştir. Karpuz genotiplerinin elektrolit sızıntısında kuraklık stresine bağlı oluşan artışlar membranların stabilitesinin bozulduğunu göstermektedir. NO uygulamasının elektrolit sızıntısındaki kuraklık stresinden kaynaklanan artışlar üzerinde iyileştirici etkisinin bulunmadığı görülmüştür. Bitkilerin SOD aktivitelerinde kuraklık stresi ve NO uygulamalarına bağlı artışlar tespit edilmiştir. Ancak kuraklık stresine bağlı olarak KAR 98 ve KAR 147'nin CAT ve POX aktivitelerinde azalmaların meydana geldiği, NO uygulamasının KAR 147'de POX aktivitesinde oluşan azalmayı engellediği tespit edilmiştir.

This study aimed to investigate the effect of nitric oxide (NO) treatment on drought stress tolerance of local watermelon genotypes KAR 98 and KAR 147, which were drought-tolerant and sensitive, respectively. Drought stress was mimicked by adding 15% PEG 6000 into the Hoagland nutrient solution. 100 µM sodium nitropurisside (SNP) was used as NO donor and cPTIO was used to scavenge NO. Physiological parameters including growth parameters, electrolyte leakage, malondialdehyde (MDA) content, and activities of antioxidant enzymes such as SOD, CAT and POX were assayed in leaves of watermelon genotypes.PEG 6000-induıced drought stress decreased fresh and dry weights of shoots and roots and lengths of shoots in both watermelon genotypes and the rate of decreases were more prominent in drought-sensitive KAR 147 than in drought-tolerant KAR 98. NO treatment could not alleviate the decrements occurred in growth parameters due to drought stress. NO treatment did not have any significant effect on proline accumulation increased by drought. MDA content, one of the markers of oxidative damage on lipid membranes, was increased due to drought stress in KAR 98 and KAR 147 and NO treatment slightly reduced the contents of MDA under drought stress. Enhanced level of electrolyte leakage in both watermelon genotypes because of drought implied the disturbance in membrance stability and NO did not show alleviating effect on the stability of membranes. SOD activities in leaves of watermelon genotypes were increased by NO and drought stress treatments. However, CAT and POX activities in leaves of KAR 98 and KAR 147 were decreased due to drought stress and NO treatment could prevent the decrease in POX activity of KAR 147 alone.NO treatment seemed to promote drought tolerance mechanism of the drought-tolerant watermelon genotype KAR 98 under drought conditions.