Bor stresine karşı buğday (Triticum aestivum L.) fidelerinde eksojen ferulik asitin iyileştirici etkilerinin belirlenmesi
Determination of ameliorative effects of exogenous ferulic acid on wheat (Triticum aestivum L.) seedling against boron stress
Yazar: HÜSEYİN KARAHAN
Danışman: DOÇ. DR. EVREN YILDIZTUGAY
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Botanik = Botany

Özet:
Ferulik asit (FA; 3-metoksi-4-hidroksisinamik asit) bir fenolik bileşiktir ve reaktif moleküllerin süpürülmesinde, lipid peroksidasyonunun inhibe edilmesinde ve hücre zarının stabilizasyonunda rol oynayabilir. FA, suda çözünürlüğü ve antioksidan aktiviteyi geliştirerek stres koşulları altında bitki toleransını geliştirmeye aday olabilir. Bildiğimiz kadarıyla, bitkilerde aşırı bora (B) karşı toleransı arttırmak için eksojen FA uygulamasının potansiyel rolünü araştırılmamıştır. Bu amaçla, buğday fideleri hidroponik kültürde büyütüldü ve buğday bitkileri, 7 gün boyunca çeşitli konsantrasyonlarda FA (25 ve 75 M) yalnız veya B stresiyle (4 ve 8 mM) birlikte uygulandı. Sonuçlar, B stresinin su içeriğinde (RWC), ozmotik potansiyelde () ve prolin içeriğinde (Pro) bir azalmaya neden olduğunu gösterdi. Bununla birlikte, FA uygulaması bu parametreler üzerindeki inhibisyonu önledi. Sadece 8 mM B, süperoksit dismutaz (SOD) aktivitesini arttırdı. Katalaz, peroksidaz (POX), askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon redüktaz (GR) aktiviteleri stres altında artmadı. Bu nedenle, stres koşullarında süperoksit anyon radikali (O2•) ve hidrojen peroksit (H2O2) arttı. SOD aktivitesinin artması nedeniyle, stres altında FA başarıyla O2• içeriğini azalttı. Ayrıca, 4 mM B stresi altında eksojen olarak uygulanan FA, CAT ve POX'un aktivitelerini arttırdı. Her ne kadar buğday yapraklarındaki B stresi APX, GR, monodehidroaskorbat redüktaz (MDHAR) ve dehidroaskorbat redüktaz (DHAR) aktivitelerinde ve total askorbat (tAsA) ve dehidroaskorbat (DHA) içeriklerinin indüksiyonu tetiklemese de, stres ile birlikte FA bu parametreleri indükledi. B stresi altındaki 25 M FA, indüklenmiş CAT aktivitesinin yanısıra askorbat-glutatyon döngüsünde yer alan indüklenen tAsA ve GSH'ın rejenerasyonunu önemli ölçüde korudu. Antioksidan enzimlerin bu aktivasyonu sayesinde, strese bağlı H2O2 içeriği önemli ölçüde azaldı ve FA uygulaması ile buğdayda OH• süpürülme aktivitesi arttı. Ayrıca FA, radikallerin süpürülme aktivitesini indüklenmesinden dolayı stresin neden olduğu lipid peroksidasyonu (TBARS) önlendi.

Abstract:
Ferulic acid (FA; 3-methoxy-4-hydroxycinnamic acid) is a phenolic compound and can role in scavenging of reactive molecules, inhibition of lipid peroxidation and stabilization of cell membrane. FA can be a candidate for evolving plant tolerance under stress conditions through improving the water solubility and antioxidant activity. To our knowledge, no study has thus far explored the potential role of exogenous FA application to improve tolerance against boron (B) excess in plants. For this purpose, the wheat seedlings were grown in hydroponic culture and wheat plants were treated with the various concentrations of FA (25 and 75 M) alone or in combination with B stress (4 and 8 mM) for 7 d. The results showed that B stress caused a decrease in water content (RWC), osmotic potential () and proline content (Pro). However, FA application prevented this inhibition on these parameters. Only 8 mM B increased the superoxide dismutase (SOD) activity. The activities of catalase, peroxidase (POX), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) did not increase under stress. So, the superoxide anion radical (O2•) and hydrogen peroxide (H2O2) increased during stress conditions. However, due to increased SOD activity, FA under stress successfully decreased O2• content. Besides, the exogenously applied FA under 4 mM B stress increased the activities of CAT and POX. Although B stress in wheat leaves did not trigger the induction in the activities of APX, GR, monodehydroascorbate reductase (MDHAR) and dehydroascorbate reductase (DHAR) and total ascorbate (tAsA) and dehydroascorbate (DHA) contents, FA with stress did. 25 M FA under B stress remarkably maintained the regeneration and induced contents of tAsA and GSH including ascorbate-glutathione cycle as well as induced CAT activity. Thanks to this activation of antioxidant enzymes, stress-induced H2O2 content significantly decreased and the scavenging activity of OH• increased in wheat with FA application. Also, FA prevented the lipid peroxidation (TBARS) caused by stress because of induced scavenging activity of radicals.