Su stresi ve salisilik asit ön uygulamalarının fesleğen (Ocimum basilicum L.)'in fizyolojik parametreleri ve protein içeriğine etkileri
Water stress and salicyclic acid priming effects on physiological parameters and protein contents of basil (Ocimum basilicum L.)
Yazar: MUHİTTİN KULAK
Danışman: PROF. DR. ŞENGÜL KARAMAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Fizyoloji = Physiology
Dizin: Bitki fizyolojisi = Plant physiology ; Bitki proteinleri = Plant proteins ; Uçucu yağ bitkileri = Essential oil plants

Özet:
Su stresi, tarımsal üretim alanlarında, toprağın verimliliğini olumsuz etkileyerek bitkinin büyümesi, verimi, kalitesi ve temel besin elementlerinin alımını sınırlandıran en önemli sorunların başında gelmektedir. Ancak su stresinin oluşturduğu olumsuz etkilerin azaltılmasında salisilik asit gibi bitki büyüme düzenleyicilerinin kullanılabileceği bildirilmiştir. Salisilik asitin biyotik ve abiyotik stres faktörlerine karşı anahtar antioksidan molekül olarak rol oynadığı belirlenmiştir. Bu çalışmada, tohumları salisilik asit (50 µM) ve saf su ile ön koşullandırılan ve çimlenme sonrası su stresine maruz bırakılan fesleğen bitkisinin i) temel büyüme ve verim parametreleri, ii) yaprak dokularında makro ve mikro besin elementi, iii) toplam polifenol ve DPPH temizleme aktivitesi, iv) yaprak uçucu yağ profili ve v) yaprak protein verimi ve SDS-PAGE yöntemi ile protein bantlarında meydana gelen değişimler incelenmiştir. 
Çalışma sonucunda, salisilik asit ile ön koşullandırılan i) bitkilerin oransal su içeriği, su potansiyeli, Fv/Fm oranı, sürgün uzunluğu, gövde çapı, kuru ağırlık, bitki başına düşen dal sayısı ve yaprak sayısında önemli artışlar belirlenmiştir. ii) Toprağın tarla kapasitesi (TK), hasat zamanı (HZ), salisilik asit ön uygulaması (SA) ve saf su ile ön koşullandırma gibi değişkenlerin makro ve mikro element alımı etkisine yönelik olarak yapılan çoklu doğrusal regresyon analizine göre, TK, HZ ve SA değişkenleri ile element alımları arasında anlamlı ilişkiler belirlenmiştir ancak saf su x tarla kapasitesi ve hasat zamanı interaksiyonun potasyum birikimi üzerindeki etkisi anlamlı bulunmamıştır. Regresyon analizi sonuçlarına göre her bir elemente ilişkin regresyon eşitliği üretilmiştir. Demir (Fe) haricindeki diğer tüm elementler için, standartlaşmış regresyon katsayılarına (β) göre, bağımsız değişkenlerin, element alımı üzerindeki önem sırası; toprağın tarla kapasitesi salisilik asit ve hasat zamanı olarak belirlenmiştir. 
Basit korelasyon (r) analizi sonuçlarına göre tüm elementler arasında önemli fakat sabit olmayan ilişkiler bulunmuştur. Su stresi, kalsiyum (Ca) ve mangan (Mn) haricindeki elementlerin alımını azaltmış ancak salisilik asit uygulaması element alımını artırmıştır. Temel faktör bileşen analizi sonuçlarına göre, uygulamalar element birikim davranışlarına göre birbirinden ayrılmış ya da aynı grup içinde yer almıştır. iii) su stresi uygulamasının yaprakta fenolik ve flavonoid madde içeriği ile antioksidan aktivitesini olumlu etkilediği gözlemlenmiştir. Ayrıca, fesleğen tohumlarının salisilik asit ile ön koşullandırılması ile bitkinin yapraklarındaki fenolik ve flavonoid madde içeriği ile antioksidan aktivitesini daha da olumlu etkilediği belirlenmiştir. iv) 1,8-cineol, linalool, eugenol ve α-bergamotene uçucu yağ bileşenleri tüm uygulamalarda ana bileşenler olarak belirlenmiştir. iv) toprağın su içeriğindeki azalmaya bağlı olarak yapraklardaki protein içeriğinde de azalmalar meydana gelmiştir. Salisilik asit ile ön koşullandırmanın yapraklardaki protein içeriğini artırdığı belirlenmiştir. Ayrıca, elektroforez sonuçlarına göre ise, uygulamalara bağlı olarak protein bant yoğunlukları ve sayılarında önemli farklılıklar belirlenmiştir.

Abstract:
Among the abiotic stresses, water stress is considered to be one of the major limitations on plant growth, yield, quality and nutritional status for sustainable agriculture worldwide but the adverse effects of water stress can be alleviated using salicylic acid like plant growth regulators. Salicylic acid defense roles as antioxidant molecules against biotic and abiotic stresses have been well-documented. The current study was designed to determine the influences salicylic acid (50 µM) and distilled water priming induced changes on the plants which were subsequently exposed to the water stress. Along with priming and water stress combined applications, i) main growth and yield parameters, ii) macro and micro element content in leaves, iii) total polyphenol content and DPPH scavenging activity, iv) leaf essential oil profile, v) leaf protein yield and protein band profiles using SDS-PAGE were examined. 
Accordingly, i) salicylic acid priming increased relative water content, water potential, Fv/Fm ratio, shoot height, stem diameter, dry weight, branch number, leaf number. ii) According to the regression analysis all variables are significant by the t-test for all elements accumulation but distilled water priming x field capacity x harvest time interaction was non-significant on potassium accumulation. According to the standardized regression coefficient (β), of the independent variables, field capacity was more influential factor on the all element accumulation but iron (Fe) content and it was found to be at the first order in terms of relative importance on the content of elements and then followed by salicylic acid priming and harvest time. 
Simple linear correlation coefficients (r) exhibited significant but not constant relations between elements. Water stress, in general, declined the element content except calcium (Ca) and manganese (Mn) but salicylic acid priming improved the adverse effects on accumulation. Moreover, principal component analysis discriminated the responses variables based on the responses behaviors in relation to the independent variables. iii) in contrast to other parameters, water stress positively influenced the phenolic and flavonoid content and DPPH scavenging activities and those parameters were even more increased along with salicylic acid priming. iv) 1,8-cineol, linalool, eugenol and α-bergamotene were found to be major components in leaves. v) Protein yield in leaves correspondingly decreased along with decline in soil water content but the yield was improved with salicylic acid priming. Furthermore, the extracted proteins were separated using SDS-PAGE and electrophoresis results exhibited significant differences with respect to the protein band densities and their numbers.