Bazı çeltik (Oryza sativa L.) çeşitlerinde kuraklığa tolerans cevaplarının araştırılması
Investigation of drought tolerance response in some rice (Oryza sativa L.) cultivars
Yazar: İBRAHİM SELÇUK KURU
Danışman: DOÇ. DR. ÇİĞDEM IŞIKALAN ; DOÇ. DR. FİLİZ AKBAŞ
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany
Dizin: Çeltik = Paddy

Özet:
Çeltiğin (Oryza sativa L.) önemi ve kuraklığın bitkiler üzerindeki olumsuz etkisi göz önünde bulundurularak yapılan bu çalışmada 3, 6, 9 ve 12 günlük süre ile kuraklık stres uygulamalarına maruz bırakılan çeltik çeşitlerinde (Osmancık-97, Beşer, Paşalı, Gönen, Halilbey, Kızıltan, Karacadağ, Hazro) uygulama sonrası ortaya çıkan bazı morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal yanıtlar incelenmiştir. Kuraklık stres faktörüne karşı verdikleri yanıtlara göre, çeşitlerin kuraklığa tolerans ve hassasiyet dereceleri ile ilişkisi araştırılmıştır. Bu amaçla ilk aşamada, kuraklık uygulamaları (3, 6, 9 ve 12. gün) sonunda çeşitlerin kök-sürgün boyu, taze-kuru ağırlık, 0-5 görsel skala değerlendirmesi, bağıl su içeriği, pigment içeriği, ozmotik potansiyel ile lipit peroksidasyonunun son ürünü olan malondialdehit (MDA) miktarları için ölçüm ve analizler yapılarak kendi kontrol gruplarına göre meydana gelen % değişimler hesaplanmıştır. Yapılan analizler sonucunda, sürgün boyu ve kuru ağırlık değerleri, çeşitlere göre değişkenlik gösterirken taze ağırlık, bağıl su içeriği, ozmotik potansiyel ve klorofil-a içeriğinin tüm çeşitlerde azaldığı belirlenmiştir. Buna karşın tüm çeşitlerde; kök boyu artışının yanı sıra klorofil b, karotenoid ve MDA miktarları artmıştır. Tüm parametreler genel olarak değerlendirildiğinde, kuraklık stres faktörüne karşı farklı yanıtlar veren Osmancık-97 ve Beşer çeşitleri tolerant, Halilbey ve
Karacadağ çeşitleri ise hassas olarak seçilmiştir. İkinci aşamada ise tolerant ve hassas çeltik çeşitlerinde, prolin, toplam çözünebilir karbohidrat, hidrojen peroksit (H2O2), toplam çözünebilir protein, absisik asit (ABA), indol asetik asit (IAA), zeatin ribozid (ZR) içeriği ve katalaz (CAT), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon redüktaz (GR), süperoksit dismutaz (SOD) enzim aktiviteleri incelenmiştir. Toplam çözünebilir protein miktarı, CAT, APX, GR enzim aktiviteleri çeşitlere ve stres uygulama süresine göre değişkenlik göstermiştir. Sonuç olarak, Osmancık-97 ve Beşer (toleranslı) çeşitlerinde prolin, toplam çözünebilir karbohidrat, H2O2 miktarının Gönen ve
Karacadağ (hassas) çeşitlerine göre daha düşük; ancak antioksidan enzim aktiviteleri ve ABA miktarının daha yüksek bulunması bu çeşitlerin kuraklığa karşı daha toleranslı
olmalarını desteklemektedir. Bu çalışmayla, ülkemizde yetiştirilen bazı çeltik çeşitlerinin kuraklıktan etkilenme dereceleriyle ilgili temel bilgi açığının kapatılması ve stres koşullarına dayanıklı çeltik çeşitlerinin üretiminin yapılması konusunda önemli veriler elde edilmiştir. Ayrıca ileride yapılacak araştırmalar için temel oluşturacağı ve ülke ekonomisine katkıda bulunabilme potansiyeline sahiptir.

Abstract:
This study was carried out in consideration of the importance of rice (Oryza sativa L.) and the negative effect of drought on the plants. In this study, rice varieties (Osmancık-97, Beşer, Paşalı, Gönen, Halilbey, Kızıltan, Karacadağ, Hazro) were exposed to drought stress applications for 3, 6, 9, and 12 day duration and some morphological, physiological and biochemical responses have been investigated. According to the responses to the drought stress factor, the relationship between varieties and their tolerance-sensitivity degrees was investigated. In the first stage, at the end of drought applications (3, 6, 9 and 12 days), the measurements and analyses were carried out for the root-shoot height, fresh-dry weight, 0-5 visual scale evaluation, relative water content, pigment content, osmotic potential and amount of malondialdehyde (MDA) which is the final product of lipid peroxidation. The percentage changes in the varieties exposed to drought stress were calculated according to control groups. Moreover, it was determined that fresh weight, relative water content, osmotic potential and chlorophyll-a contents decreased in all varieties while plant height and dry weight values varied according to varieties. On the other hand, chlorophyll b, carotenoid and MDA levels increased in all varieties as well as increase of root height. When all the parameters were evaluated in overall, Osmancık-97 and Beşer varieties, which gave different responses to the drought stress factor, was evaluated as tolerant, Halilbey ve Karacadağ varieties as sensitive. In the second stage, in tolerant and sensitive rice varieties, proline, total soluble
carbohydrate, hydrogen peroxide (H2O2), total soluble protein, abscisic acid (ABA), indole acetic acid (IAA), zeatin riboside (ZR) content and catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR), superoxide dismutase (SOD) activities were investigated. Total amount of soluble protein, CAT, APX, GR enzyme activities have differed according to the varieties and stress application period. As a result, the amounts of proline, total carbohydrate and H2O2 in Osmancık-97 and Beşer (tolerant) varieties were found to be lower than Gönen and Karacadağ (sensitive) varieties also antioxidant enzyme activities and ABA content has found to be higher in tolerant varieties. Therefore, these varieties are evaluated more tolerant to drought stress compare to other varieties. In this study were obtained significant scientific data on how to produce resistant some rice varieties to stress conditions and lack of basic information were closed on the degree of impact from drought some rice varieties grown in our country. Also this study will contribute to the country's economy and will provide a basis for further research.