Coronatin (Cyclopropanecarboxylic acid, 2-ethyl-1-[(6-ethyl-2,3,3a,6,7a hexahydro-1-oxo-1h-inden-4-yl)]carbonyl amino)'in kuraklık ve sıcaklık stresine maruz bırakılan nohut (Cicer arietinum L.) üzerindeki fizyolojik ve biyokimyasal etkilerinin araştırılması
An investigation on the physiological and biochemical effects of coronatine (Cyclopropanecarboxylic acid, 2-ethyl-1-[(6-ethyl 2,3,3a,6,7a-hexahydro-1-oxo-1h-inden-4-yl)]carbonyl amino) on chickpea (Cicer arietinum L.) under simulated drought and heat stresses
Yazar: HÜLYA CEYLAN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL TÜRKAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
Çalışmamızın amacı; Jasmonatların yapısal ve işlevsel analoğu olan Coronatin'in (COR), nohut (Cicer arietinum L.)'un ICC 4958 türünün, yalınız veya birlikte uygulanan kuraklık ve sıcaklık stres toleransı üzerine olan etkisinin araştırılmasıdır. Hidroponik ortam şartlarında 15 gün yetiştirilen, 24 saat boyunca 0.01 ?M Coronatine uygulaması yapılan ve yapılmayan bitkilere 3 gün boyunca kuraklık (6% Polietilen Glikol 6000) veya sıcaklık stresi (35°C'den başlayarak, her 15 dakikada 1°C artırılmış ve 44°C'de 1 saat bekletilmiştir) uygulanmıştır. Kuraklık ve sıcaklık stresinin yalnız veya birlikte uygulandığı koşullar altındaki bitkilere 0.01µM COR ön uygulaması, kontrol gruplarına göre kök ve gövde uzunluğunu ve kuru ağırlığını artırmıştır. Tüm bu stres koşulları altında, 0.01µM COR ön uygulaması yapılan bitkiler, yapılmayanlara göre daha yüksek yaprak nisbi su içeriği ve daha düşük prolin birikimine sahiptirler. Tüm bu stres koşulları altında artan H2O2 ve MDA seviyesinde, 0.01µM COR ön uygulaması ile önemli ölçüde azalmıştır. Kontrol gruplarına göre, 0.01µM COR ön uygulaması sıcaklık stresi altındaki bitkilerin köklerindeki peroksidaz (POX; EC 1.11.1.7), askorbat peroksidaz (APX; EC 1.11.1.11), glutatyon reduktaz (GR; EC 1.6.4.2) enzim aktivitelerini değiştirmezken, katalaz (CAT; EC 1.11.1.6) ve superoksit dismutaz (SOD; EC 1.15.1.1) enzim aktivitelerini tüm stres koşulları altında artırmıştır. Kuraklık stresi altında ise COR uygulanan bitkilerin APX ve GR enzim aktiviteleri uygulanmayanlara göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Ayrıca COR uygulaması her iki stresin birlikte uygulandığı koşullar altındaki bitkilerin köklerinde APX ve GR aktivitesini azaltırken, POX aktivitesini artırmıştır.Sonuç olarak; COR, nohutta (Cicer arietinum L. ) reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşumunu azaltarak, antioksidan enzimleri aktive ederek ve aynı zamanda membran peroksidasyonunu ve biyomolekül denatürasyonunu önleyerek, sıcaklık ve kuraklık stresinin yalnız veya birlikte uygulandığında oluşturduğu etkiyi azaltmaktadır.

Abstract:
The objective of our study was to examine the effects of coronatine (COR), a structural and functional analogue of jasmonates, on tolerance of chickpea (Cicer arietinum L.), ICC 4958 to drought and heat stress, simulated alone or in combination.Seedlings raised hydroponically in a growth chamber for fifteen days were pretreated with or without coronatine at 0.01 ?M for 24 h, and then exposed to drought (6% polyethylene glycol 6000) or heat (first 35°C, then gradually increased 1°C per 15 minutes and 1 hour 44°C) stress for 3 days. Under simulated drought and heat stress, alone or combined, pre-treatment with 0.01µM COR increased the lenght and dry weight of roots and shoots of the seedlings compared to the stressed groups. In all these stress conditions, seedlings were pre-treated with 0.01µM COR maintained significantly higher RWC in leaves and less accumulation of prolin in roots than those not treated with COR. Under all stress conditions H2O2 and Malondialdehyde (MDA) level increased sharply, but pre-treatment with 0.01µM COR significantly reduced it. Compared with control, pre-treatment with 0.01µM COR had no effects on the activities of peroxidase (POX; EC 1.11.1.7), ascorbate peroxidase (APX; EC 1.11.1.11), glutathione reductase (GR; EC 1.6.4.2) in root tissues of heat stressed seedlings, but it significantly enhanced activities of catalase (CAT; EC 1.11.1.6) and superoxide dismutase (SOD; EC 1.15.1.1) under all stress conditions. Under drought treatment, APX and GR activity in the seedlings treated with COR were much higher than in those not treated. In additional treatment with COR increased the activities of POX but decreased the activities of APX and GR in roots of seedlings under combined stresses of heat and drought.Thus, COR might alleviate drought and heat stress effects, simulated alone or together, on chickpea (Cicer arietinum L.) by reducing reactive oxygen species (ROS) production, activating antioxidant enzymes, thereby preventing membrane peroxidation and denaturating of biomolecules.