Kurak koşullardaki mısır çeşitlerinde yaprak kıvrılması sırasında fotosentetik aygıttaki değişimlerin araştırılması
Studying of the changes on photosynthetic machinery of maize cultivars under drought stress during leaf rolling
Yazar: AYKUT SAĞLAM
Danışman: PROF. DR. ASIM KADIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Fotosentez = Photosynthesis ; Mısır = Maize ; Yaprak kıvrılması = Leaf rolling

Özet:
Bu çalışmada, yaprak kıvrılmasının kuraklık koşulları altındaki mısır bitkilerinde fotosentetik düzenek üzerindeki etkisi araştırıldı. Ondört mısır çeşidi sera koşullarında dane doldurma aşamasına ulaştığında kuraklık stresi ve yapay yaprak kıvrılması engellemesi uygulandı. Mısır çeşitleri kuraklığa dayanıklı hassas ve orta derecede dayanıklı olarak gruplandırıldı. Kuraklığa hassas ve dayanıklı çeşitler arasında farklı yaprak kıvrılması cevapları belirlendi. Yaprak kıvrılması ve kuraklık şiddetinin artmasına bağlı olarak yaprak su potansiyeli (?yaprak), stoma iletkenliği (gs), okside glutatyon (GSSG) içeriği, PS2 maksimum kuantum verimi (Fv/Fm), PS2 fotokimyasal verimi (?PS2), elektron transfer oranı (ETR), fotosentez hızı (Pn), transpirasyon (E), rubisco aktivitesi, rubisco ve içsel CO2 (Ci) konsantrasyonunda, koçan ağırlığı ve 100 dane ağırlığında kontrol gruplarına göre önemli azalışlar meydana geldi. Diğer taraftan, hidrojen peroksit (H2O2), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon reduktaz (GR), monodehidroaskorbat redüktaz (MDHAR) ve dehidroaskorbat redüktaz (DHAR) aktivitelerinde, askorbat (ASC), dehidroaskorbat (DHA) ve glutatyon (GSH) içeriklerinde, fotokimyasal olmayan floresans sönmesinde (NPQ) kontrol grubuna göre önemli artışlar belirlendi. Yaprak kıvrılmasının engellenmesi durumda ise antioksidan sistemin ve fotosententezin inhibe olduğu belirlendi. Bu sonuçlar yaprak kıvrılmasının mısır için kuraklık koşulları altında fotosentezin devamlılığını sağlayan önemli bir mekanizma olduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
Effects of leaf rolling on photosynthetic machinery of maize plants under drought stress were studied. Fourteen maize cultivars were grown in a greenhouse during grain filling. Drought stress and artifical prevention of leaf rolling were applied to fourteen maize cultivars grown under greenhouse conditions. Cultivars were grouped according to their drought sensitivity and resistance. Different leaf rolling responses were determined between sensitive and tolerant cultivars. As a result of leaf rolling and severe drought stress, decreases in leaf water potential (?leaf), stomatal conductance (gs), oxidized glutathione (GSSG) content, maximum quantum yield of PS2 (Fv/Fm), effective quantum yield of PSII photochemistry (?PS2), electron transport rate (ETR), photosynthesis rate (Pn), transpiration (E) intracellular CO2 (Ci), ear weight and 100 kernel weight were determined compared to control. On the other hand, significant increases were observed in terms of lipid peroxidation, hydrogen peroxide (H2O2) and proline content, guaiacol peroxidase (GPX), ascorbate peroxidase (APX), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), monodehydroascorbate reductase (MDHAR) and dehydroascorbate reductase (DHAR) activities, ascorbate (ASC), dehydroascorbate (DHA) and glutathione (GSH) contents, non-photochemical quenching (NPQ) when compared to the control. In case of artificial prevention, antioxidant system and photosynthesis were inhibited. These results imply that leaf rolling is an important mechanism for the sustainability of photosynthesis under drought stress.