Kuraklık ve tuz stresi altındaki domateste serotonin uygulamasının belirli fizyolojik ve moleküler düzeydeki etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of serotoni̇n on tomato under salinitt and drought stress in terms of certain physiological and moleculer parameters
Yazar: NİLGÜN OKUDAN
Danışman: DOÇ. DR. UFUK ÇELİKKOL AKÇAY
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışma ile domates fideleri kullanılarak kuraklık ve tuz stresinin etkilerini belirlemek ve kuraklık ve tuz stresine karşı serotonin hormonu uygulamasının etkilerini ortaya koymak hedeflenmiştir. Bu amaçla hormon uygulamaları tohum ekiminden itibaren, Hoagland çözeltisi içerisine 5 μM serotonin hidroklorür eklenerek uygulanmış ve stres uygulamaları sırasında da uygulama devam etmiştir. Tüm bu uygulamalar sonucunda gövde/kök yaş-kuru ağırlığı, gövde-kök uzunluğu gövde-kök su içeriği miktarları ve prolin, MDA, iyon sızıntısı ve bağıl su içeriği miktarları ile CAT, SOD, GR, APX gibi antioksidatif enzim gen ve ACS2, P5CS gibi stresle ilişkili gen ifadeleri incelenmiştir.
Çalışma sonucunda kontrole göre tuz ve kuraklık stresi gövde uzunluğunu, gövde-kök kuru ağırlıklarını azaltmıştır. Serotonin uygulaması kök doku uzunluğunu artırmıştır, ancak diğer parametreler üzerinde önemli bit etki göstermemiştir. Bununla birlikte serotonin+tuz uygulamasıyla bağıl su içeriği ve prolin miktarında artış, iyon sızıntısı ve MDA miktarında azalma olduğu saptanmıştır. Sonuçlar incelendiğinde serotonin uygulamasının özellikle fizyolojik parametreler üzerinde kuraklık ve tuz stresinin meydana getirdiği olumsuz sonuçları azaltıcı yönde etki gösterdiği saptanmıştır.
Kuraklık ve tuz stresi altındaki bitkilerin antioksidatif enzim gen ifadeleri incelendiğinde ise, serotonin hormonu uygulaması, APX1, SOD, CAT2 ve GR1 gen ifadesinde artışa sebep olurken, ACS2 gen ifadesinde ise azalmaya sebep olmuştur. Tuzlu koşullar altında serotonin uygulamasının ise P5CS gen ifadesinde artışa sebep olduğu belirlenmiştir.
Domateste kuraklık ve tuz stresi sırasında serotonin hormonu uygulaması yapılan bir çalışmaya rastlanılmamıştır ve çalışmamızda elde edilen veriler ilk defa bu çalışma ile elde edilmiştir. Tüm bu parametreler incelendiğinde kuraklık ve tuz stresi altındaki bitkilere serotonin hormonu uygulamasının kuraklık ve tuz stresini azaltmada etkili olabileceği kanısına varılmıştır.

Abstract:
In this study, it was aimed to determine the effects of drought and salt stress by using tomato seedlings and to reveal the effects of serotonin hormone application against drought and salt stress. For this purpose, hormone applications were applied by adding 5 μM serotonin hydrochloride into Hoagland solution from seed sowing and the application continued during stress applications. As a result of all these applications, stem/root fresh-dry weight, stem-root length, stem-root water content amounts, proline, MDA, ion leakage and relative water content amounts, and antioxidant enzyme gene such as CAT, SOD, GR, APX and stress-related gene such as ACS2, P5CS expressions were analysed.
As a result of the study, salt and drought stress decreased stem length and stem-root dry weight compared to control. Serotonin administration increased root tissue length, but had no significant effect on other parameters. However, with the application of serotonin+salt, an increase in the relative water content and proline amount, and a significant decrease in the amount of ion leakage and MDA were detected. When the results were examined, it was determined that the application of serotonin had a decreasing effect on the physiological parameters, especially on the negative results of drought and salt stress.
When the antioxidative enzyme gene expressions of plants under salt and drought stress were examined, it was found that serotonin hormone application caused an increase in APX1, SOD, CAT2 and GR1 gene expression, while it caused a decrease in ACS2 gene expression. Serotonin administration under saline conditions caused an increase in P5CS gene expression.
There was no study in which serotonin hormone was applied during drought and salt stress in tomatoes, and the data obtained in our study was obtained for the first time with this study. When all these parameters were examined, it was concluded that the application of serotonin hormone to plants under drought and salt stress may be effective in reducing drought and salt stress.