Biber bitkisinde düşük sıcaklık stresi koşullarında prolin uygulamalarının lsı şoku proteinleri üzerineetkisi
The effect of proline applicotions on heat shock proteins in pepper plant under low temperatureconditions
Yazar: TUĞÇE NUR DEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERGÜL ERGİN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Bitkisel Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Düşük sıcaklık stresi altındaki biber bitkisinde (Capsicum annuum L.) prolin uygulamalarının ısı şok proteinlerine (HSP) etkilerinin araştırıldığı bu çalışmada, 'Yalova Çorbacı 12' biber çeşidi tohumları torf, toprak ve perlit (1:1:1) karışımı içeren 45 gözlü viyollere ekilmiştir. 25/18 °C (gündüz/gece) ve %60±5 nem, 16 saat aydınlık/ 8 saat karanlık olacak şekilde kontrollü serada 3-4 yapraklı döneme kadar yetiştirilen fidelere, 0 mM, 5 mM, 10 mM ve 20 mM'lık prolin çözeltisi üç günde bir olacak şekilde 3 defa yapraktan spreyleme şeklinde uygulanmıştır. Uygulamanın sonunda bitkiler +8 °C sıcaklık, 16 saat aydınlık/ 8 saat karanlık olacak şekilde 3 gün boyunca düşük sıcaklığa maruz bırakılmıştır. Bu sırada kontrol bitkileri kontrollü serada bırakılmıştır. Biber bitkilerinin yaprak dokularında hücresel zararlanma, prolin miktarı, toplam çözünebilir protein (TÇP) miktarı belirlenmiş, SDS PAGE ve immunblot analizleri yapılmıştır. Düşük sıcaklık stresinde prolin uygulanmayan (0 mM) bitkilerde zararlanmanın prolin uygulanan bitkilere oranla daha fazla olduğu belirlenmiştir. Prolin uygulanan bitkilerde ise en düşük zararlanma 5 mM'da gözlenirken, bunu sırasıyla 10 ve 20 mM uygulamaları izlemiştir. Kontrol bitkileri ile kıyaslandığında düşük sıcaklığa maruz bırakılan bitkilerin prolin miktarının 0 mM prolin uygulanan bitkilerde azaldığı, prolin uygulaması yapılan diğer bitkilerde ise arttığı tespit edilmiştir. Düşük sıcaklık stresinin bütün uygulamalarda TÇP miktarını azalttığı, ancak prolin uygulanan bitkilerde TÇP miktarının uygulama yapılmayan bitkilere göre daha yüksek olduğu görülmüştür. Düşük sıcaklık stresi uygulanan bitkiler arasında en yüksek TÇP miktarı 5 mM uygulamasından elde edilmiştir.
SDS PAGE'de uygulamalara göre büyüklükleri 17 kDa ile 40 kDa arasında değişen protein bantları tespit edilmiştir. İmmunblot analizlerine göre, 40 kDa büyüklüğündeki HSP 60 düşük sıcaklık stresindeki bitkilerde yoğunluğunun genel olarak arttığı en yoğun HSP 60 sentezinin ise 5 mM'lık uygulamada olduğu belirlenmiştir. 23 kDa büyüklüğündeki HSP 23 de HSP 60 ile benzer şekilde düşük sıcaklık stresindeki bitkilerde artış göstererek, 5 mM uygulamasında en yüksek seviyeye ulaşmıştır. Düşük sıcaklık stresi altındaki biber bitkilerinde HSP 60 ve HSP 23'ün bitki stres toleransını arttırmada etkili olduğu ve 5 mM prolin uygulamasının tolerans kazanımına yardımcı olabilecek en uygun konsantrasyon olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study investigating the effects of proline treatments on heat shock proteins (HSP) in pepper plant (Capsicum annuum L.) under low temperature stress, seeds of  'Yalova Çorbacı 12' pepper variety were planted in 45-well viols containing a mixture of peat, soil and perlite (1:1:1). Seedlings were grown in a controlled greenhouse at 25/18 °C (day/night) and 60±5% humidity, 16 hours light/8 hours dark, until 3-4 leaf stage. 0 mM, 5 mM, 10 mM and 20 mM of the proline solution was applied as a foliar spray 3 times, once every three days. At the end of the trail, the plants were exposed to +8 °C temperature, 16 hours light / 8 hours dark for 3 days at low temperature. Mean while, the control plants were left in the controlled greenhouse. Cellular damage, proline amount, total soluble protein (TSP) amount were determined in leaf tissues of pepper plants, SDS PAGE and immunoblot analyzes were performed. It was determined that the damage in plants without proline (0 mM) at low temperature stress was higher than in plants treated with proline. In plants treated with proline, the lowest damage was observed at 5 mM, followed by 10 and 20 mM treatments, respectively. The proline amount of plants under low temperature decreased at 0 mM proline treatment, and increased in the other plants treated with proline, when compared with the control plants. It was observed that low temperature stress decreased TSP amount in all practices, but the amount of TSP in proline-treated plants was higher than in nonproline-treated plants. Among the plants subjected to low temperature stress, the highest amount of TSP was obtained from the 5 mM proline-treated plants. 
In SDS PAGE, protein bands varying in size from 17 kDa to 40 kDa were detected according to the treatments. According to the immunoblot analysis, it was determined that the density of the 40 kDa HSP 60 generally increased in plants under low temperature stress, and the most intense HSP 60 synthesis was in the 5 mM ptoline treatment. HSP 23 with a size of 23 kDa showed a similar increase in plants under low temperature stress, reaching the highest level in 5 mM proline treatment, similar to HSP 60. It has been determined that HSP 60 and HSP 23 are effective in increasing plant stress tolerance in pepper plants under low temperature stress and 5 mM proline treatment is the most appropriate concentration that can help to gain tolerance.