Ekstrem Halofit Salsola crassa'nın Tohum Çimlenmesi ve Erken Fide Evresinde Tuz Toleransı Üzerine Bazı Çevresel Faktörlerin Etkilerinin Araştırılması
Investigation of the Effects of Some Environmental Factors on Seed Germination and Early Seedling Stage Salt Tolerance of Extreme Halophyte Salsola crassa
Yazar: ÜNAL ALTUĞ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Fotoperiyot = Photoperiod ; Halofitler = Halophytes ; Sıcaklık = Temperature ; Tohum çimlenmesi = Seed germination ; Tuzluluk = Salinity

Özet:
Halofit bitki türlerinde tohum çimlenmesi özellikle ışık, sıcaklık ve tuzluluk gibi çevresel faktörler tarafından kontrol edilmektedir. Salsola crassa oldukça tuzlu topraklara adapte olmuş tek yıllık halofitik bir türdür. Bu türün tuz stresine karşı tolerans seviyesi fide evresinde değerlendirilmiş olmasına karşın çimlenme evresindeki tuz toleransı hakkında herhangi bir literatür bulunmamaktadır. Bu nedenle, bu araştırmada S. crassa'nın tohum çimlenmesi üzerine 9 tuz konsantrasyonu (0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 ve 800 mM NaCl), 6 sıcaklık uygulaması (10, 15, 20, 25, 30 ve 35C) ve fotoperiyodun (12 saat fotoperiyot ve tamamen karanlık) etkileri araştırılmıştır. En yüksek çimlenme yüzdeleri (%98-99) distile suda, 20 ve 25C sıcaklık uygulamalarında ve 12 saatlik fotoperiyotta elde edilmiştir. Tuz konsantrasyonundaki artış özellikle düşük ve yüksek sıcaklık uygulamalarında tohum çimlenmesinde belirgin bir azalışa neden olmuştur. Düşük (10 ve 15C) ve yüksek (35C) sıcaklık uygulamaları hem kontrol hem de tuz uygulamalarında tohum çimlenmesinde belirgin bir şekilde inhibisyona neden olmuştur. Tüm sıcaklık uygulamalarında ve özellikle tuz uygulamalarında ışık ve karanlık uygulamaları arasında önemli farklılıklar bulunmuştur (P < 0.05). Bu sonuçlar, S. crassa'da çimlenme evresi stres toleransının ışık, sıcaklık ve tuzluluk etkileşimleri tarafından etkilendiğini göstermektedir.

Bu çalışmanın ikinci aşamasında, hidroponik olarak büyütülen S. crassa fidelerinde bazı büyüme parametreleri (taze ve kuru ağırlık), Na+-K+ içerikleri ve süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD) ve katalaz (CAT) aktivitesi üzerine farklı NaCl konsantrasyonlarının (0, 100 ve 300 mM) etkisi araştırılmıştır. Kontrole göre 100 ve 300 mM NaCl konsantrasyonu gövde dokusunun büyüme parametrlerini arttırırken, kök dokusunda sadece 100 mM NaCl uygulaması artışa neden olmuştur. Tuz konsantrasyonundaki artışla Na+ içeriği artarken, K+ içeriği azalmıştır. Ayrıca toprak üstü dokularda daha fazla Na+ birikimi belirlenmiştir. Tuz stresi sadece kök dokusunun POD ve CAT aktivitesinde artışa neden olurken, yaprak dokusunda inhibisyona neden olmuştur. Bu sonuçlar, S. crassa'nın tuz stresine oldukça toleranslı olduğunu ileri sürebilir.

Abstract:
Germination of halophyte plant species is controlled by several environmental factors, in particular light, temperature and salinity. Salsola crassa is an annual halophytic species adapted to highly saline soils. Although salinity tolerance level of this species was evaluated at seedling stage, there is no literature on salinity tolerance at germination stage. In this study, therefore, effects of 9 salt concentrations (0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 and 800 mM NaCl), 6 temperature treatments (10, 15, 20, 25, 30 and 35C) and photoperiod (12 h photoperiod and continuous darkness) on seed germination of S. crassa were investigated. The highest germination percentages (98-99%) were obtained in distilled water, at 20 and 25C temperature applications and 12 h photoperiod. An increase in salt concentration caused marked decrease in seed germination especially at low and high temperature treatments. Lower (10 and 15C) and higher (35C) temperature treatments caused marked inhibition in seed germination at both control and salt treatments. There were significant differences between the light and dark treatments in all temperature and salt treatments (P < 0.05). These results show that the stress tolerance of S. crassa at germination stage is affected by the interaction of light, temperature and salinity.

In the second stage of this study, the effects of different NaCl concentrations (0, 100 and 300 mM) on some growth parameters (fresh and dry weights), Na+-K+ content, and the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT) in the hydropoically grown S. crassa were investigated. As compared to control, 100 and 300 mM NaCl concentrations increased growth parameters of shoot tissue, while only 100 mM NaCl application caused an increase in root tissue. Na+ accumulation increased with increasing salinity concentration, while K+ accumulation decreased. Moreover, more Na+ accumulation was detected in the aerial parts. Salt stress caused an increase in POD and CAT activity of root tissue, while it led to inhibition in leaf tissue. These results suggest that S. crassa is highly tolerant to salt stress.