Sodyum klorürün bazı arpa (Hordeum vulgare L.) kültür çeşitlerinde minarel beslenme ve protein metabolizması üzerine etkileri
Effects of sodium chloride on mineral nutrition and protein metabolism in some barley (Hordeum vulgare L.) cultivars
Yazar: BENGÜ TÜRKYILMAZ
Danışman: PROF.DR. AVNİ GÜVEN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, Türkiye'de üretimi yapılan beş farklı arpa (Hordeum vulgare L.) kültür çeşidinde (Anadolu 98, Efes 3, Fİ Gem, Süleyman Bey, Vamık Hoca), tohum çimlenme aşamasında ve farklı gelişme dönemlerindeki bitkilere Hoagland besin çözeltisi ile birlikte uygulanan değişik konsantrasyonlardaki tuzun (0, 120, 180 ve 240 mM NaCl), tohum çimlenmesi, fide gelişimi, kök-gövde büyümesi, azot, fosfor, potasyum, sodyum, kalsiyum, magnezyum, klor gibi mineral maddelerin alımı üzerine etkilerinin yanı sıra, yaprak bağıl su içeriği, fotosentetik pigment miktarları, fotosentetik verim, prolin ve protein miktarları değişimi ile süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (PO), katalaz (CAT) gibi oksidatif enzim aktiviteleri üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Elde ettiğimiz sonuçlara göre, uygulanan tuz konsantrasyonu artışına paralel olarak, incelenen tüm arpa kültür çeşitlerinde ve özellikle Anadolu 98 ve Efes 3'te, tohum çimlenme oram, oluşan fidelerde kök ve koleoptil büyümesi ile yaş ağırlıkları azalmakta, kuru ağırlıkları ise artmaktadır. Sürekli tuzlu ortamda gelişen ve farklı gelişme dönemlerinde tuz uygulanan bitkilerde kök ve gövde büyümesi, yine Anadolu 98 ve Efes 3 kültür çeşitlerinde, Fİ Gem, Süleyman Bey ve Vamık Hoca kültür çeşitlerine oranla daha fazla engellenmiştir. Mineral madde analizi sonuçlarımız, tüm arpa kültür çeşitlerinde, uygulanan tuz konsantrasyonu artışına paralel şekilde Na+ ve Cl" miktarlarının arttığım, diğer mineral madde miktarlarının ise, kültür çeşitlerine göre değişkenlikler gösterdiğini ortaya koymuştur. Bundan başka, özellikle uzun süreli ve sürekli tuz uygulamaları, tüm arpa kültür çeşitlerinde yaprak bağıl su içeriğinde azalmaya neden olmuştur. Uygulanan konsantrasyonla bağıntılı oluşan tuz stresi, Anadolu 98 ve Efes 3 kültür çeşitlerinde fotosentez verimi ve fotosentetik pigment içeriğinde azalmaya, Fİ Gem, Süleyman Bey ve Vamık Hoca kültür çeşitlerinde ise, düşük düzeyde de olsa artışa yol açmıştır. Uygulanan tuz konsantrasyonuyla ilişkili olarak, incelenen tüm arpa çeşitlerinde prolin miktannm arttığı, prolin bMkiminin özellikle 2 hafta süresince tuz uygulanan gruplarda ve konsantrasyon artışına paralel şekilde gerçekleştiği saptanmıştır. Anadolu 98, Efes 3 ve Vamık Hoca kültür çeşitlerinde uygulanan 120 ve 180 mM NaCl'ün, nicel ve nitel protein miktarlarım arttırdığı, 240 mM NaCl'ün ise azalttığı; Fİ Gem ve Süleyman Bey çeşitlerinde ise uygulanan farklı konsantrasyonlardaki NaCl'ün nicel ve nitel protein miktarlarım arttırdığı saptanmıştır. Diğer yandan, farklı konsantrasyonda uygulanan tuz, tüm kültür çeşitlerinde SOD, PO ve CAT aktivitelerinde artışa yol açmıştır. Bu oksidatif enzim aktivite artışları, 2 haftalık bitkilerde, 4 haftalık bitkilere göre, daha yüksek değerde bulunmuştur. Bunun yam sıra, Süleyman Bey ve Vamık Hoca kültür çeşitlerindeki enzim aktiviteleri, diğer kültür çeşitlerine oranla daha düşük düzeydedir. Elde ettiğimiz verilerin ışığında, Süleyman Bey ve Vamık Hoca kültür çeşitlerinin tuz stresine karşı daha fazla toleranslı olduğu sonucuna varabiliriz.Anahtar Kelimeler: Antioksidatif enzim, Arpa, Hordeum vulgare L., Mineral madde, NaCl, Prolin, Protein, Tuz Stresi, Verim.

Abstract:
This study was carried out in order to identify the effects of various salt concentrations (0, 120, 180, 240 mM NaCl), applied with Hoagland nutrient solution to plants during seed germination and different stages of development, on seed germination, seedling development, root-shoot growth, uptake of minerals such as N, P, K, Na, Ca, Mg, CI, as well as on leaf relative water content, photosynthetic pigment amounts, photosynthetic yield, changes in the amounts of proline and proteins, and also on the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (PO), catalase (CAT) enzymes. According to the results we obtained, paralel to increasing salt concentrations, in all barley cultivars and especially in Anadolu 98 and Efes 3, the rate of seed germination, growth of root and coleoptile in seedlings, and fresh weight decreased, but dry weight increased. In plants grown continuously in salty medium and in those which salt was applied during various growth stages, root and shoot growth was inhibited more in Anadolu 98 and Efes 3 cultivars compared with Fİ Gem, Süleyman Bey and Vamik Hoca cultivars. Results of mineral analysis showed that, in all barley cultivars, parallel to increasing salt concentrations, Na+ and CI" amounts increased and amounts of other minerals displayed differences depending on cultivars. Apart from that, especially long-term and continious salt applications caused a decrease in leaf relative water content in all barley cultivars. Salt stress, depending on concentration applied, caused a decrease in photosynthesis yield and photosynthetic pigment content in Anadolu 98 and Efes 3, and an increase in Fl Gem, Süleyman Bey and Vamik Hoca, albeit in low amounts. It was noted that, depending on salt concentration applied, proline amounts in all barley forms increased, and proline accumulation occured parallel to increase in salt concentrations especially in those groups where salt was applied for 2 weeks. In Anadolu 98, Efes 3 and Vamik Hoca cultivars, 120 and 180 mM NaCl increased the protein amounts qualitatively and quantitatively whereas 240 mM NaCl caused a decrease. NaCl, applied to Fl Gem and Süleyman Bey forms in different concentrations, caused an increase in qualitative and quantitative protein amounts. On the other hand, salt led to an increase in all SOD, PO and CAT activities in all cultivars. These oxidative enzyme activity increases were found to be greater in 2-week-plants compared to 4-week-plants. However, enzyme activities in Süleyman Bey and Vamik Hoca cultivars are lower compared to other cultivars. In the light of our findings, we can conclude that Süleyman Bey and Vamik Hoca cultivars are more tolerant to salt stress.Key Words: Antioxidatif enzyme, Barley, Hordeum vulgare L., Mineral elements, NaCl, Proline, Protein, Salt Stress, Yield.