Tuzluluk stresine karşı farklı biyomolekül uygulamalarının marul bitkisinde (Lactuca sativa) verim parametreleri ve antioksidan sistem üzerine etkileri
Effects of different biomolecule applications against salinity stress on yield parameters and antioxidant system in lettuce plant (Lactuca sativa)
Yazar: ŞAFAK ESRA ASLAN
Danışman: PROF. DR. DENİZ EKİNCİ
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bitkiler sürekli olarak çeşitli abiyotik streslerle karşı karşıyadır. Bitki büyümesi, gelişimi ve verimi bu streslerden etkilenir. Bu stresler genellikle bitki hücrelerinde homeostazisi ve iyon dağılımını bozar ve ozmotik stresi tetikleyerek reaktif oksijen türlerinin birikiminde artışa yol açar. Tuzluluk stresi, bitkilerin morfolojik ve fizyolojik gelişimini sınırlayan en önemli abiyotik faktörlerden biridir. Fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler düzeyde zararlı etkilere sebep olur. Tuzluluk stresinin bitkiler üzerindeki fizyolojik ve biyokimyasal etkilerinin daha iyi anlaşılmasıyla stres koşullarında bitki performansının arttırılması mümkün olabilir. Tez çalışması kapsamında; kırmızı marulda sulama suyu tuzluluğundan kaynaklanan verim düşüşlerinin salisilik asit, prolin ve melatonin biyomolekülleri kullanılarak azaltılması amaçlanmıştır. Çalışma toplam 72 adet saksıda gerçekleştirilmiş ve 18'erli 4 grup oluşturulmuştur. 18 saksıda 6 farklı sulama suyu tuzluluğu dozu olup 3 tekerrürlü olarak gerçekleştirilmiştir. Dışsal uygulama olarak 1 mM salisilik asit, 100 µM melatonin ve 5 µM prolin kullanılmıştır. Büyüme parametrelerinin belirlenmesine yönelik analizler yapılmış ve bitkinin bağıl su içeriği tespit edilmiştir. Toprak analizleri gerçekleştirilmiş, fotosentezle ilişkili pigment içerikleri belirlenmiştir. Ayrıca, bitkinin mineral içerikleri ve antioksidan enzim aktiviteleri incelenmiştir. Lipit peroksidasyonu ve prolin içeriği de ölçülerek bitkinin stres tepkileri değerlendirilmiştir. Çalışma sonuçları, hem tuzluluk stresinin hem de dışsal uygulamaların bitki fizyolojisi ve biyokimyası üzerinde önemli etkilere sahip olduğunu ortaya koymuştur. Genel olarak değerlendirildiğinde, melatonin uygulamasının tuzluluk stresine karşı kırmızı marul bitkisinde en etkili biyomolekül olduğu görülmüştür. Melatonin, tuzluluk stresine bağlı yaş ve kuru ağırlık kayıplarını azaltmış, bitkinin su dengesini iyileştirerek oransal nem içeriğini artırmış, oksidatif strese karşı koruma sağlamış, bitki dokularında ve köklerde Na+ birikimini azaltarak tuz toksisitesini hafifletmiştir.

Abstract:
Plants are continuously exposed to various abiotic stresses that affect their growth, development, and yield. These stresses often disrupt homeostasis and ion distribution in plant cells, leading to osmotic stress and an increase in the accumulation of reactive oxygen species. Salinity stress is one of the most significant abiotic factors limiting the morphological and physiological development of plants, causing harmful effects at physiological, biochemical, and molecular levels. Understanding the physiological and biochemical effects of salinity stress on plants can help improve plant performance under stress conditions. This thesis aims to mitigate yield reductions in red lettuce caused by saline irrigation water through the use of salicylic acid, proline, and melatonin biomolecules. The study was conducted in a total of 72 pots, divided into four groups of 18. Each group included 18 pots with six different doses of saline irrigation water, with three replicates. Externally applied treatments included 1 mM salicylic acid, 100 µM melatonin, and 5 µM proline. Analyses were conducted to determine growth parameters, relative water content, soil properties, and photosynthesis-related pigment contents. Additionally, the mineral contents and antioxidant enzyme activities of the plants were examined. Lipid peroxidation and proline content were also measured to assess the plant's stress responses. The results revealed that both salinity stress and external applications had significant effects on plant physiology and biochemistry. Overall, melatonin application was found to be the most effective biomolecule against salinity stress in red lettuce. Melatonin reduced the losses in fresh and dry weight due to salinity stress, improved water balance by increasing relative water content, provided protection against oxidative stress, and alleviated salt toxicity by reducing Na+ accumulation in plant tissues and roots.