Glifosat herbisitinin uygulandığı buğday (Triticum aestivum L.) bitkisinde triakontanolun antioksidan sistem üzerine fizyolojik ve moleküler seviyede etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects at the physiological and molecular level on antioxidant system of triacontanol in wheat (Triticum aestivum L.) applied of glyphosate herbicide
Yazar: İHSAN KOÇAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE KARADAYI
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Genetik = Genetics
Dizin: Ekmeklik buğday = Bread wheat

Özet:
Amaç: Çalışmamızda herbisit uygulanan ekmeklik buğday'da (Triticum aestivum L.) antioksidan sistem üzerine triakontanolün rollerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 
Yöntem: Glifosat 200 µM, TRIA 10 µM, TRIA 20 µM, TRIA 40 µM, glifosat+TRIA10 µM, glifosat+TRIA 20 µM, glifosat+TRIA 40 µM dozlarına maruz bırakılan buğday bitkisinde antioksidant (SOD, CAT, POD) enzim aktivite tayinleri ile oksidatif stres biyomarkırlarının (LPO ve H2O2) miktarı belirlenmiştir. Ayrıca RNA izolasyonu yapılarak seçilen genlerin (EPPS, OEE1, ASR1) ekspresyon ifadeleri Real Time PCR analizi verilerine dayanarak her bir örnek için Ct değerleri elde edilmiştir. Bu genlerin ifade oranları ΔΔCt oransal hesplama algritması yardımıyla tespit edilmiştir.
Bulgular: Glifosat 200 µM grubunun hidrojen peroksit enziminin aktivite değerleri kontrol grubuna göre %25 azalmıştır. TRIA 40 µM grubunun peroksidaz enziminin aktivite değerleri %105 artmıştır. Glifosat 200 µM grubunun malondialdehit seviyeleri %80 artarken, TRIA20 µM grubu değerleri %23 azalmıştır. Glifosat+TRIA10 µM ve glifosat+TRIA 20 µM ve grubunun malondialdehit seviyeleri sırasıyla %160, %50 artarken glifosat+TRIA 40 µM grubu %11 azalmıştır. Gen ekspresyonu analizlerinde ise EPPS, OEE1 ve ASR1 genlerinin en yüksek ifade oranlarının Glifosat+TRIA 10µM konsatrasyonda gerçekletiği gözlenmiştir.
Sonuç: Elde ettiğimiz bulgular ışığında, herbisit uygulanan bitkilerde özellikle glifosatla ilgili stres geni olarak bilinen EPSPS geninin arttığı, glifosat ardından uygulanan triakontanol dozlarında ise bu genin ifadesinin azaldığı görülmüştür. Antioksidan sistemde görev alan stres biyomarkırları ve antioksidan enzimlerinin miktarlarına bakıldığında TRIA 40 µM dozunun bitkide iyileştirici etkilere neden olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda, Glifosatın hedef olmayan bitkilerde olumsuz etkilere neden olduğu triakontanolün yanıt olarak iyileştirici özellik gösterdiği bulunmuştur.

Abstract:
Purpose: In our study, it was aimed to determine the roles of triacontanol on the antioxidant system in herbicide applied bread wheat (Triticum aestivum L.).
Method: Antioxidant (SOD, CAT, POD) enzyme activity determinations and oxidative activity in wheat plants exposed to glyphosate 200 µM, TRIA 10 µM, TRIA 20 µM, TRIA 40 µM, glyphosate+TRIA10 µM, glyphosate+TRIA 20 µM, glyphosate+TRIA 40 µM The amount of stress biomarkers (LPO and H2O2) was determined. In addition, Ct values were obtained for each sample based on the Real Time PCR analysis of the expression expressions of the selected genes (EPPS, OEE1, ASR1) by RNA isolation. Expression rates of these genes were determined with the help of ΔΔCt proportional calculation algorithm.
Findings: The activity values of hydrogen peroxide enzyme in the glyphosate 200 µM group decreased by 25% compared to the control group. The activity values of the peroxidase enzyme of the TRIA 40 µM group increased by 105%. While the malondialdehyde levels of the glyphosate 200 µM group increased by 80%, the values of the TRIA20 µM group decreased by 23%. Malondialdehyde levels of the glyphosate+TRIA10 µM and glyphosate+TRIA 20 µM and group increased by 160% and 50%, respectively, while the glyphosate+TRIA 40 µM group decreased by 11%. In gene expression analyzes, the highest expression rates of EPPS, OEE1 and ASR1 genes were observed at Glyphosate+TRIA 10µM concentration.           
Results: In the light of our findings, it was observed that the EPSPS gene, which is known as the stress gene related to glyphosate, increased in herbicide-treated plants, and the expression of this gene decreased in the doses of triacontanol applied after glyphosate. Considering the amounts of stress biomarkers and antioxidant enzymes involved in the antioxidant system, it was determined that the dose of TRIA 40 µM caused healing effects in the plant. In line with these results, it was found that glyphosate caused adverse effects in non-target plants, and triacontanol showed curative properties in response.