Ultra viyole (UV-B)stresinin bazı sarıçam (Pinus Sylvestris L.)soylarına etkilerinin araştırılması
Effects of ultra violet b (UV-B) stress on some scotch pine (Pinus sylvestris L.) provenances
Yazar: ÖZGE ALAÇIK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NURAN ÇİÇEK
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Botanik = Botany

Özet:
Ozon tabakasının incelmesi nedeniyle yeryüzüne ulaşan UV-B ışınlarının miktarı her geçen gün artmaktadır. UV-B ışınlarının miktarının artması, bitki büyüme ve gelişmesini olumsuz etkilemektedir. Bitkilerdeki UV-B stresine dayanıklılık veya duyarlılık, bitki türleri arasında farklılık göstermektedir.
Sarıçam (Pinus sylvestris L.) orman oluşturan önemli çam türlerinden biridir ve Kuzey Yarımkürede geniş bir dağılış göstermektedir. Dağılım gösterdiği alanlardaki çevresel koşullara uyum sağlamak üzere genetik modifikasyonlar meydana geldiği için UV-B stresine karşı cevaplarının da araştırılması önem teşkil etmektedir.
Bu araştırmada, dünya üzerinde yayılış gösterdiği farklı bölgelerden temin edilen sarıçam soylarının UV-B uygulamasına verdiği cevapların bazı fizyolojik parametrelerle ortaya konulması amaçlanmıştır.
10 farklı bölgeden sağlanan sarıçam soylarına iki gün boyunca sekizer saat UV-B uygulanmıştır. Uygulamadan 24 saat sonra, bazı fizyolojik parametreler (membran hasarı, antosiyanin, flavonoid, hidrojen peroksit (H2O2), fotosentetik pigment miktarları ve polifazik klorofil a fluoresansı parametreleri) ölçülüp analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda; İspanya dışındaki sarıçam soylarında,
membranlarında belirgin bir hasar saptanmamıştır. UV-B uygulaması ile antosiyanin miktarı Romanya, Vezirköprü ve Sarıkamış soylarında flavonoid miktarını İngiltere, Almanya ve Vezirköprü soylarında belirgin şekilde artarken, antosiyanin miktarı diğer soylarda değişmemiş, flavonoid miktarı Çatacık ve Kayseri soylarında azalmıştır. UV-B uygulaması sonucunda sarıçam soylarında en belirgin değişim hidrojen peroksit (H2O2) miktarlarında saptanmıştır. Almanya soyu dışındaki diğer tüm sarıçam soylarında hidrojen peroksit miktarı azalmıştır. UV-B uygulamasının tüm sarıçam soylarının klorofil pigment (klorofil a, b ve toplam klorofil) miktarlarını önemli derecede değiştirmediği belirlenirken, karotenoid miktarını İngiltere'de önemli derecede arttırdığı, Vezirköprü de ise azalttığı saptanmıştır. İngiltere ve Vezirköprü soylarındaki toplam klorofil/karotenoid oranındaki değişimin önemli olduğu belirlenmiştir.
UV-B uygulamasının oksijen oluşturan kompleksin (OEC) fraksiyonunu İngiltere (artış) ve Vezirköprü (azalma) soylarında diğer soylardan daha fazla etkilediği saptanmıştır. Klorofil a fluoresansı parametreleri genel olarak değerlendirildiğinde; UV-B uygulaması Romanya'da önemli olmak üzere, Almanya, Ilgaz, Sarıkamış ve Çatacık soylarında fotosentetik performansı (PIabs) artırırken, İspanya hariç diğer sarıçam soylarında fotosentetik etkinliğin azalmasına neden olmuştur. Buna bağlı olarak; fotosentetik performansın bileşenlerini oluşturan OJIP parametreleri, UV-B uygulaması ile sarıçam soylarında farklı cevaplar sergilemiştir.
Çalışmadan elde edilen tüm sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde, farklı yayılış alanlarından temin edilen sarıçam soylarının bazı fizyolojik süreçleri üzerine UV-B stresinin uygulanan süre ve seviye bakımından, şiddetli bir olumsuz etkiye neden olmadığı söylenebilir. Ancak, bir sınıflandırma yapılırsa Romanya ve Ilgaz soyları en iyi performansa sahipken, Fransa soyu en zayıf performansı sergilemiştir.
Anahtar Kelimeler: Fotosentetik Pigmentler, H2O2, Membran Hasarı, Pinus sylvestris, Polifazik Klorofil a Fluoresansı, Sarıçam, UV-B Absorplayan Bileşikler, UV-B stresi

Abstract:
Amount of UV-B radiation reaching to earth's surface is increase day by day because of depletion of ozone layer. The increase in the amount UV-B radiation affects negatively growth and development of plant.
UV-B radiation impairs the structural integrity by targeting nucleic acids, hormones, membranes. It changes the direction of important metabolic processes such as photosynthesis in the cell. Thus, yield and product quality is also decreased. Tolerance or susceptibility of plants to UV-B stress exhibit differences between plant species.
Scots pine (Pinus sylvestris L.) is one of the important pine species forest-forming and shows a wide distribution in the Northern Hemisphere. Investigation of its responses against the UV-B stress is important, because it has genetic modification to adapt to environmental conditions in the distribution areas.
In this study, the responses of Scotch pine (Pinus sylvestris L.) provenance obtained from different regions distribution to UV-B treatment are aimed to prove by some physiological parameters. Scotch pine provenances supplied from 10 different region were applied UV-B radiation for eight hours in two days. 24 hours after application, some physiological parameters (membrane damage, anthocyanin, flavonoid, hydrogen peroxide, photosynthetic pigment contents and polypahic chlorophyll a fluorescence parameters) were measured and analysed. As a result of the analysis; a distinct change was not detected in the membrane
damage of Scotch pine origins, except Spain origin. UV-B treatment increased prominently the amount of anthocyanin of Romania, Vezirköprü and Sarıkamış origins, and the amount of flavonoid of England, Germany and Vezirköprü origins, whereas it did not distinctly change the amount of anthocyanin in the other origin, and decreased the amount of flavonoid in Çatacık and Kayseri origins. As a result of the UV-B treatment, the most distinct fluctuation was determined in the amounts of hydrogen peroxide (H2O2). The amount decreased in all Scotch pine provenances, except Germany provenance. While UV-B treatment did not significantly change the chlorophyll pigment (chlorophyll a, b and total chlorophyll) contents in all Scotch pine origins, it was found that treatment considerably increased carotenoid content in England and reduced the content in Vezirköprü. It was determined that the changes in total chlorophyll / carotenoid ratio of Vezirköprü and England were significant.
It was determined that UV-B treatment affected the fraction of oxygen evolving complex (OEC) more apparent in England (increase) and Vezirköprü (decrease) than in other origin. General evaluation of chlorophyll a fluorescence parameters; UV-B treatment increased the photosynthetic performance (PIabs) of Germany, Romania (significantly), Ilgaz, Sarıkamış and Çatacık origins, whereas it caused to decrease in the photosynthetic efficiency of all other Scotch pine origins, except Spain. Accordingly, OJIP parameters forming components of photosynthetic performance exhibited different responses in Scotch pine origins with UV-B treatment.
As all the results obtained from the study are generally evaluated; it can be stated that UV-B stress in terms of duration and level has not caused a severe adverse effect on some physiological processes of Scotch pine origins provided from different distribution areas. However, if it is made a classification, it may be pronounced that Romania and Ilgaz origins have had the best performance, whereas France has exhibited the weakest performance.
Keywords: Photosynthetic Pigments, H2O2, Membrane Damage, Pinus sylvestris, Polyphasic Chlorophyll a Fluorescence, Scotch pine, UV-B Absorbing Compounds, UV-B Stress.