Bor stresine maruz bırakılan mısırda (Zea mays L.) kitosanın iyileştirici rolünün fizyolojik ve moleküler düzeyde araştırılması
Investigation of improving role of chitosan on physiologicaland molecular levels in mays (Zea mays L.) under boron stress
Yazar: SAKINEH MOHAMMADI  KOHNEH SHAHRI
Danışman: PROF. DR. YAVUZ DEMİR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Botanik = Botany

Özet:
Bor elementi (B);  bitkiler tarafından eser miktarda ihtiyaç duyulan, eksikligi ve toksisite sınırı birbirine çokyakın bir mikro besi elementtir. Dünyada olduğu gibi Türkiye'de de tuzluluk, alkalilik ve bor toksisitesi kurakve yarı kurak bölgelerde çölleşmenin temel nedenleridir. Mısır (Zea mays L., cv. Hido) ekonomik değere sahipdoğal   yetişme   ortamı   ülkemiz   Karadeniz   Bölgesi'dir.   Fakat   sıcaklığın   yeterli   olduğu   yerlerde   sulamayapılarakta   yetiştirilebilir.  Mısır   bitkileri   kontrol,   bor   stresi   (B)   ve   bor+kitosan   (B+Kit)   ortamlarındayetiştirilerek, büyüme parametreleri  (kök ve gövde uzunluğu), kuru madde ağırlığı, bağıl su içeriği, toplamçözünebilir protein, karbohidrat ve fenolik madde miktarları, prolin, klorofil, MDA, reaktif oksijen türlerinin(ROT) miktarı  (hidrojen  peroksit   (H2O2), süperoksit (O2.¯)) ve enzimatik antioksidan  (süperoksit dismutaz(SOD), katalaz (CAT), peroksidaz (POD) askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon reduktaz (GR)) aktivite veizoenzimleri ayrıca enzimatik olmayan antioksidant (askorbat (ASA), dehidro askorbat (DHA) ve glutatyon(GSH))  miktarları  bakımından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.  Mısır bitkileri ½ Hoagland besi çözeltisiiçeren   hidroponik   ortamda   9   gün   yetiştirildi.  Dokuzuncu  gün   kitosan   çözeltisi   (%0.01)   yapraklarapüskürtülerek uygulandı (Kitosan A uygulaması) ve 6 saat sonra Bor (8 mM B(OH)3), kökten hidroponikortamda   yetiştirilen   bitkilere   verilerek   bor   stresine   maruz   bırakıldı.  Diğer   taraftan  kitosan  (%0.01'lik)çözeltisinde şişirilmiş tohumlar %0.01'lik kitosan çözeltisi ve ½ Hoagland besi çözeltisi içeren hidroponikortamda 9 gün büyütüldü (Kitosan B uygulaması).  Dokuzuncu  gün bor (8 mM B(OH)3) kökten hidroponikortamda yetiştirilen bitkilere verilerek bor stresine maruz bırakıldı. Tüm uygulamalar 72 saat sonra hasatedilerek söz konusu parametrelere bakıldı. Bor stresin de mısırın kök ve gövde uzunlukları, kuru ağılık ve nispisu oranı, total çözünebilir protein, karbohidrat, klorofil, AsA, DHA ve CAT aktivitesi önemli derecede azalmış,buna karşı prolin, MDA, oksidantlar (O2.-, H2O2), SOD,  POD, APX aktiviteleri, total fenolik madde ve GSHmiktarları artmıştır. Kitosan (B+K) uygulamaları ise bor stresinin verdiği hasarda söz konusu tüm parametrelerbakımından  iyileştirmelere   neden   olduğundan,  Kitosanın   mısırda  bor   stresinin  yenilmesinde   güvenilir   birkimyasal olarak kullanılabileceği ileri sürülmüştür

Abstract:
Boron element (B); is a micro-nutrient element that is very close to the limit of lack and toxicityneeded by plants. As in the world, salinity, alkalinity and boron toxicity in Turkey are the maincauses of desertification in arid and semi-arid regions.  Maize (Zea mays  L.,  cv.  Hido) witheconomic value is our Black Sea Region of natural growth medium. However, it can be grownby irrigation at places where the temperature is sufficient. Growth parameters (root and stemlengths), dry matter content, relative  water content, total  soluble protein, carbohydrate andphenolic content, proline, chlorophyll, MDA, the amount of reactive oxygen species (ROT)(hydrogen   peroxide   (H2O2),   superoxide   (O2.¯))   and   enzymatic   antioxidants   (superoxidedismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX), glutathionereductase   (GR)   activity   and   its   isoenzymes,   non-enzymatic   antioxidants   (ascorbate   (AsA),dehydro   ascorbate   (DHA)   and   glutathione   (GSH))   quantities   have   also   been   studiedcomparatively in mays plants growing in control, boron stress (B) and boron + chitosan (B+K)conditions. Mays plants were grown for 9 days in hydroponic medium containing ½ Hoaglandsolution. On day 9, the chitosan solution (0.01%) was applied to the leaves by spraying (Kitosanapplication A) and after 6 hours, boron (8 mM B(OH)3) was exposed to boron stress by feedingin the root of plants grown in hydroponic environment. The 0.01% chitosan swelling seeds weregrown for 9 days in hydroponic medium containing 0.01% chitosan solution and ½ Hoaglandsolution (Chitosan application B). On day 9, boron (8 mM B(OH)3) was exposed to the boronstress by being fed in the root of plants grown hydroponic environment. All applications wereharvested 72 hours later and the parameters were examined. Boron stress significantly reducedroot and stem lengths, dry weight and relative water content, total soluble protein, carbohydrate,chlorophyll, AsA, DHA and CAT activity. Proline, MDA, oxidants (O2.-, H2O2), SOD, POD,APX activities, total phenolic substance and GSH levels were increased. It has been suggestedthat chitosan can be used as a reliable chemical in maize boron stress, since the applications ofchitosan (B + Kit) causes improvements in terms of all parameters in the damage caused byboron stress.