Memeli cinsiyet hormonlarının arpa ve nohut bitkilerinin büyüme ve gelişmeleri üzerine etkileri
Effects of mammalian sex hormones on growth and developments of barley and chickpea plants
Yazar: SERKAN ERDAL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RAHMİ DUMLUPINAR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Bölümü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany
Dizin: Bitki besin elementleri = Plant nourishment elements ; Bitki büyüme = Plant growth ; Bitki büyüme düzenleyicileri = Plant growth regulators ; Bitki fizyolojisi = Plant physiology ; Bitki gelişimi = Plant development ; Bitki hormonları = Phytohormones

Özet:
Bu çalışmada memeli cinsiyet hormonları (MCH) olan progesteron, ß-östradiol ve androsteronun, kontrol şartlarında büyütülen arpa ve nohut bitkilerinin büyüme (kök ve gövde uzunlukları, kuru ve yaş ağırlıklar) ve biyokimyasal (protein ve şeker içerikleri, süperoksit dismutaz, katalaz, peroksidaz ve polifenol oksidaz enzim aktiviteleri, lipid perokidasyonu seviyesi, H2O2 içeriği ve inorganik element içerikleri) parametreleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Farklı konsantrasyonlarda (10-4, 10-6, 10-9, 10-12 ve 10-15 M) hazırlanan hormon çözeltileri 7 günlük bitki yapraklarına püskürtülerek uygulanmış ve hormon uygulamasından 18 gün sonra bitkiler hasat edilmiştir. Uygulanan tüm konsantrasyonlarda, MCH nohut bitkisinin kök ve gövde uzunluklarını, protein ve şeker içeriklerini, aktivitelerini süperoksid dismutaz (SOD), peroksidaz (POX), katalaz(CAT) ve polifnol oksidaz (PFO) aktivitelerini kontrol bitkilerine oranla önemli derecede artırmıştır. Maksimum bitki büyümesi ve enzim aktivite değerleri, progesteron uygulanan bitkilerde 10-6 M konsantrasyonda, ß-östradiol ve androsteron uygulanan bitkilerde ise 10-9 M konsantrasyonlarda belirlenmiştir. Lipit peroksidasyon seviyesi ve H2O2 içeriklerinde ise önemli düşüşler gözlenmiştir. Bu parametreler en düşük seviyelerine, maksimum büyüme ve en yüksek enzim aktivitelerinin tespit edildiği konsantrasyonlarda ulaşmıştır. MCH uygulaması, nohut bitkisine benzer olarak arpa bitkisinin de hem morfolojik hem de biyokimyasal parametrelerinde önemli değişikliklere neden olmuştur. Ancak nohut bitkisinden farklı olarak, arpa bitkisinin köklerinin uzunlukları, kuru ve yaş ağırlıkları, protein ve şeker içerikleri ile PFO aktivitelerinde kontrol bitkilerine oranla önemli azalmalar kaydedilmiştir. Oysa arpa bitkisinin yapraklarında bu parametreler de önemli artışlar belirlenmiştir. SOD, POX ve CAT aktivitelerinde ise hem kök hem de yapraklarda artışlar kaydedilmiştir. En yüksek enzim aktiviteleri ve maksimum bitki büyümesi progesteron uygulanan bitkilerde 10-9 M, ß-östradiol ve androsteron uygulanan bitkilerde ise 10-6 M' da belirlenmiştir. Uygulanan tüm konsantrasyonlarda, lipit peroksidasyon seviyesi ve H2O2 içeriklerinde önemli düşüşler belirlenmekle birlikte, bu parametrelerin en düşük değerlerine, maksimum büyüme ve enzim aktivitelerinin belirlendiği konsantrasyonlarda ulaşılmıştır. Diğer yandan, her üç hormon da nohut ve arpa bitkilerinin yapraklarının inorganik içeriklerinde önemli değişikliklere neden oldular. MCH uygulaması ile her iki bitkinin yapraklarındaki K, S, Al, Ca, Mg, Zn, Fe, P ve Cu konsantrasyonları artarken; nohutta Mn ve Cl içerikleri, arpada ise Na içeriği azalmıştır. İnorganik yapıdaki maksimum değişimler, her iki bitkinin de maksimum büyüme ve en yüksek enzim aktivitelerinin belirlendiği konsantrasyonlarda meydana gelmiştir. Bu sonuçlar gösterir ki, MCH, antioksidan enzim sistemini ve inorganik element içeriğini içeren bazı metabolik parametreleri etkileyerek bitki büyüme ve gelişmesini artırmaktadır.

Abstract:
In this study, effects of mammalian sex hormones (MSH) progesterone, ß-estradiol and androsterone on growth(root and shoot lengths, dry and fresh weights) and biochemical (protein and sugar contents, activities of superoxide dismutase, peroxidase, catalase and polyphenol oxidase, lipid peroxidation level, H2O2 content and inorganic element composition) parameters of barley and chickpea plants growing in control conditions were investigated. Hormone solutions prepared at various concentrations (10-4, 10-6, 10-9, 10-12 and 10-15 M) were applied by spraying on the leaves 7-day-old plants, and plants were harvested after 18 days. At all the concentrations tested, MSH significantly increased root and shoot lengths, protein and sugar contents, activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POX), catalase (CAT) and polyphenol oxidase (PPO) in chickpea compared to control plants. The maximum plant growth and enzyme activities were determined at the concentrations of 10-6 M for progesteron treated plants, 10-9 M for ß-estradiol and androsterone treated plants. Important decreases in lipid peroxidation level and H2O2 contents were observed. The lowest levels of these parameters were determined at the concentrations accompanied with the maximum growth and the highest enzyme activities. As similar to chickpea, MSH treatment also caused to important changes at both morphological and biochemical parameters of barley. Unlike chickpea, significant decreases in root lengths, dry and fresh weights, protein and sugar contents and PPO activities in barley were recorded. On the other hand, these parameters showed significant increases in shoots of barley. SOD, POX and CAT activities increased in both root and shoots. The maximum enzyme activities and plant growth were determined at the concentrations of 10-9 M for progesterone treated plants and 10-9 M for ß-estradiol and androsterone treated plants. At all the concentrations tested, important decreases in lipid peroxidation level and H2O2 contents; however, the lowest levels for these parameters were reached at the concentrations resulting in the maximum growth and enzyme activities. On the other hand, all hormones caused to significant changes in inorganic compositions in chickpea and barley leaves. While MSH treatment increased K, S, Al, Ca, Mg, Zn, Fe, P and Cu concentrations in chickpea and barley leaves, it decreased Mn and Cl contents for chickpea and Na content for barley decreased. The maximum changes in inorganic structure were recorded at the concentrations giving the highest enzyme activities and plant growth. These results showed that MSH enhanced plant growth and development by affecting some metabolic parameters including antioxidative enzyme system and inorganic element composition.