Düşük sıcaklık stresinin bazı biber çeşitlerinde çimlenme, fide gelişimi, antioksidan enzim aktivitesi ve hormon içeriği üzerine etkileri
The effect of low temperatures stress on germination, seedling growth, antioxidant enzyme activity and hormone content of some pepper cultivars
Yazar: OĞUZHAN ARAZ
Danışman: DOÇ. DR. MELEK EKİNCİ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı / Sebze Yetiştirme ve Islahı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Çalışmada, bazı biber çeşitlerinde, düşük sıcaklık stresinin çimlenme, fide gelişimi, antioksidan enzim aktivitesi ve hormon içeriği üzerine etkileri araştırılmıştır. Altı farklı biber çeşidinin (YÇ: Yalova Çarliston, KD: Kandil dolma, AK: Menderes Acı kıl biber, SD: Sera demre, SB: Süs biber, TK: Tatlı kıl) kullanıldığı çalışmanın tohum çimlendirme aşaması 15, 20 ve 25°C, fide aşaması ise 20/15, 15/12 ve 10/8 °C (gündüz/gece) sıcaklıklarının olduğu kontrollü büyütme kabininde yapılmıştır. Çalışmada, sıcaklık azalması ile biberde çimlenme (en iyi sonuçlar 20 ve 25°C'de alınmıştır) ve fide gelişim parametrelerinde (en iyi sonuçlar 20/15°C'de alınmıştır) önemli düşüşler meydana gelmiştir. 
Çimlenme aşamasında; sıcaklığın 15°C'ye düşmesi ile çimlenme oranında %23,50, kökçük uzunluğunda %82,87, kökçük yaş ağırlığında %47,83 ve kökçük kuru ağırlığında %25,00 oranlarında azalma meydana gelmiştir. Sıcaklıktaki düşüşten (15°C) en az oranda etkilenen çeşitler; çimlenme oranı için SD, çimlenme süresi için SB, kökçük uzunluğu için AK, kök yaş ağırlığı için SB ve kökçük kuru ağırlığı için ise YÇ çeşitleri olmuştur. 
15/12°C'de fide gelişim parametrelerinde belirgin bir azalma görülmüş, 10/8°C'nin etkisi daha fazla olmuştur. 10/8°C'de 20/15°C'ye kıyasla bitki yaş ağırlığında %86,57, bitki kuru ağırlığında %75,74, gövde çapında %57,63, yaprak sayısında %75,46, yaprak alanında %89,25, bitki boyunda %73,27, kök yaş ağırlığında %94,89 ve kök kuru ağırlığında %95,59 oranlarında azalmalar meydana gelmiştir. 10/8°C'de bitki yaş ağırlığında YÇ, bitki kuru ağırlığında, gövde çapında ve bitki boyunda SB, yaprak sayısında ve kök kuru ağırlığında AK, yaprak alanında KD ve kök yaş ağırlığında SD çeşitlerindeki azalma oranları diğerlerine göre daha az olmuştur. Klorofil SPAD değeri, klorofil a, b ve toplam klorofil içeriği tüm çeşitlerde azalan sıcaklıklar ile düşmüştür. 10/8°C'de bu parametreler üzerinde meydana gelen azalmalar 20/15°C'ye kıyasla sırasıyla; %57,50, %77,02, %69,70 ve %75,11 oranlarında olmuştur. 10/8°C'de klorofil SPAD değerinde YÇ çeşidinde, diğer klorofil içeriklerinde ise KD çeşidinde diğer çeşitlere göre daha az düşüş meydana gelmiştir. SOD, POD ve CAT antioksidan enzimleri sıcaklıkta meydana gelen azalma ile birlikte azalmış, 20/15°C'ye kıyaslandığında 10/8°C'de sırasıyla %1,31 %16,03 ve %12,22 oranlarında azalma görülmüştür. Bununla birlikte enzim aktivitesi bakımından meydana gelen azalmalar çeşitler arasında farklılık göstermiştir. H2O2 içeriği 15/12oC'de %11,82 ve 10/8°C'de ise %23,54 oranlarında artış göstermiş, prolin içeriğinde ise 20/15°C'ye göre 15/12°C'de %30,30, 10/8°C'de ise %21,84 oranlarında artış olmuştur. Çeşitlerin düşük sıcaklıklarda H2O2 ve prolin içeriği farklılık göstermiştir. Sıcaklıktaki azalma ile birlikte giberallik asit, salisilik asit ve indol asetik asit içeriklerinde azalma meydana gelirken, absisik asit içeriği ise artmıştır. Çeşitlerin sıcaklık değişimlerine karşı gösterdikleri hormonal tepkileri de farklı olmuştur. Sonuç olarak biberde tohum çimlenmesi ve fide gelişim aşamasında meydana gelen sıcaklık düşüşleri önemli zararlanmalar meydana getirmiş, çeşitlerin bu düşüşlere karşı tolerans seviyeleri farklılık göstermiştir. Elde edilen sonuçlar meyve bağlama ve verim aşamasında çeşitlerin tepkisini anlamak açısından önemli olacaktır.

Abstract:
In this research, the effects of low temperatures on germination, seedling growth, antioxidant enzyme activity and hormone content of some pepper cultivars were investigated. The study was conducted in controlled growth chamber with six different pepper cultivars (YC: Yalova çarliston, KD: Kandil dolma, AK: Menderes acı kıl, SD: Sera demre, SB: Süs biberi, TK: Tatlı kıl) at 15, 20 and 25°C for seed germination stage and 20/15, 15/12 and 10/8°C (day/night) for seedling stage. Decreased germination rate (best results were obtained at 20 and 25oC) and seedling growth parameters (best results were obtained at 20/15oC) were observed with decreased temperatures in the study. 
When the temperature was reduced to 15°C during the germination stage; germination rate, root length, root fresh weight and root dry weight decreased by 23,50%, 82,87%, 47,83%, 25,00% respectively. The less affected cultivars through temperature reduction were SD for the germination rate, SB for the germination time, AK for the root length, SB for the root fresh weight, and YC for the root dry weight. 
A significant decrease was observed in seedling growth parameters at 15/12oC, and the effects were worse 10/8oC. Plant fresh weight, plant dry weight, stem diameter, leaf number, leaf area, plant height, root fresh weight, and root dry weight decreased by 86,57%, 75,74%, 57,63%, 75,46%, 89,25%, 73,27%, 94,89% and 95,59% respectively in lower temperatures (10/8oC) as compared to 20/15oC. The lowest reductions were obtained from YC cultivar in plant fresh weight, from SB cultivar in plant dry weight, stem diameter and plant height, from AK cultivar in leaf number and root dry weight, from KD cultivar in leaf area and from SD cultivar in root fresh weight at 10/8oC as compared to others. Chlorophyll SPAD value, chlorophyll a, b and total chlorophyll content decreased with decreased temperatures in all cultivars. Chlorophyll SPAD value, chlorophyll a, b and total chlorophyll content decreased by 57,50%, 77,02%, 69,70% and 75,11%, respectively for all cultivars as compared to 20/15oC.  The chlorophyll SPAD value was found lower in YC cultivar, while in the other chlorophyll contents were lower in KD cultivar as compared to the other cultivars at 10/8oC. SOD, POD and CAT antioxidant enzymes decreased with reduced temperatures and the decrease was 1,31%, 16,03% and 12,22% respectively in 10/8oC as compared to the 20/15oC. However, the reductions in enzyme activities were differed from one cultivar to another as compared to 20/15oC temperature, H2O2 and proline content in all cultivars increased by 11,82% and 30,30% at 15/12oC; 23,54% and 21,84% at 10/8oC, respectively. The H2O2 and proline content of cultivars were differed in the low temperatures. Giberallic acid, salicylic acid and indol acetic acid contents were decreased with reduced temperatures while abscisic acid content were increased. The hormonal responses of the cultivars against the different temperatures were also differed from one cultivar to another. As a result, major damages were observed with reduced temperatures during the germination and seedling development stages in pepper, the tolerance capacity of the cultivars to lower temperatures were different. The obtained results will be important to understand the response of cultivars during the stage of fruit binding and yield.