Tuz stresinin biberde bitki gelişimi, fizyolojik ve biokimyasal özellikler, dna metilasyonu ile tohum çimlenmesi üzerine etkisi
Effect of salt stress on plant growth, physiological and biochemical characteristics, dna metylation and seed germination of pepper cultivars
Yazar: MOSTAFA KAMAL SHAMS
Danışman: PROF. DR. ERTAN YILDIRIM
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı / Sebze Yetiştirme ve Islahı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Tuzluluk, dünyada özellikle kurak ve yarı kurak alanlarda en önemli tarımsal problemlerden biridir. Tuz stresi, epigenetik modifikasyonları tetikler ve bitkilerin büyümesini engeller. Bu çalışma, farklı tuz seviyelerinde [kontrol (0.7), 3.5 ve 7.0 dS/m] yetiştirilen üç biber çeşidinde (Dolmalık, Çarliston ve Maraş), DNA metilasyon modeli, bitki büyümesi, enzim aktivitesi, prolin, toplam amino asitler, hormonlar, mineral madde, H2O2 ve MDA içeriği, fotosentez aktivitesi ve tohum çimlenmesi üzerine etkisini belirlemek amacıyla 2016-2017 yıllarında yürütülmüştür. Sonuçlar, üç biber çeşidinin tuz stresine karşı farklı tepki modeline sahip olduğunu göstermiştir. Dolmalık ve Çarliston çeşitlerinde, tuzlu koşullardaki tohum çimlenmesi tuz seviyesindeki artışa paralel olarak bariz azalmalar göstermiştir. Maraş çeşidinde ise söz konusu düşüşün daha az seviyede olduğu gözlenmiştir. Tuz stresi şartlarının Dolmalık ve Çarliston çeşitlerinde DNA tam metilasyon oranını ve H2O2 içeriğini artırdığı, bununla birlikte enzim aktivitesi, bitki büyümesi, prolin, hormon, K+ ve Ca2+ içeriği ile fotosentetik parametrelerde düşüş tespit edilmiştir. Maraş çeşidinde ise DNA demetilasyonu meydana gelmiş ve enzim aktivitesi, prolin, hormonlar, K+ ve Ca2+ içeriğinde artış saptanmıştır. Bu nedenle, Maraş çeşidinde bu biyokimyasal ve moleküler tepkilerle tuz stresini tolere etme yeteneğini ortaya koymuştur. Bu sonuçlara göre Maraş çeşidinin çalışmada kullanılan diğer iki çeşide göre tuzlu koşullara daha toleranslı olduğu söylenebilir.

Abstract:
Salinity is one of the most important agricultural problems worldwide, especially in arid and semi-arid areas. Salinity induces epigenetic modifications and hinders the growth of plants. Differential methylation patterns have been studied in different crops under salinity conditions. However, no research has been done on DNA methylation pattern in pepper cultivars under saline conditions. Hence, the current study was aimed to evaluate the effect of different salinity levels [control (0.7), 3.5 and 7 dS/m] on the DNA methylation pattern, plant growth, enzyme activity, amino acids, hormones, mineral matter, H2O2 and MDA content, photosynthetic activity, and seed germination of three pepper cultivars (Dolmalık, Çarliston and Maraş) which are commonly consumed in Turkey. The results showed that the three cultivars had different response patterns to salinity. Seed germination parametrs in Dolmalık and Çarliston cultivars were markdely decreased when salinity level increased but the decrease was less in Maraş cultivar. It was highlighted that salinity increased DNA full methylation ratio and H2O2 content in Dolmalık and Çarliston cultivars, which was accompanied by a decline in plant growth, photosynthetic parameters, enzyme activity, proline, hormones, K+ and Ca2+ content. However, DNA demethylation was occured in Maraş cultivar and it was coincided with an increase in enzyme activity, proline, hormones, K+ and Ca2+ content. Maraş cultivar showed the ability to withstand salt stress with the help of these biochemical and molecular responses. Therefore, it can be concluded that Maraş cultivar is more tolerant to salinity conditions than Dolmalık and Çarliston cultivars.