Endemik halofit scorzonera hieraciifolia bitkisinin tuz stresine tolerans mekanizmasının araştırılması
Investigation of tolerance mechanism to salt stress of endemic halophyte scorzonera hieraciifolia plant
Yazar: CANSU ALTUNTAŞ
Danışman: PROF. DR. RABİYE TERZİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Botanik = Botany
Dizin: Tuz stresi = Salt stress

Özet:
Endemik halofit Scorzonera hieraciifolia'nın tuza tolerans mekanizmasını aydınlatmak için doku kültürü ortamında büyütülen fideler farklı tuz konsantrasyonlarına (0, 150, 300, 450, 600 mM NaCl) maruz bırakıldı ve bazı fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler parametrelerdeki değişimler belirlendi. Artan tuz konsantrasyonuna bağlı olarak sürgünlerde sukkulentliğin arttığı, 600 mM tuz uygulanmış sürgünlerde klorofil kaybı görülmesine rağmen bitkilerin canlılığını koruduğu saptandı. Sürgün taze ağırlığı, kuru ağırlığı, klorofil ve karotenoid içeriklerinin 450 ve 600 mM tuz uygulamasıyla önemli derecede azaldığı görüldü. Reaktif oksijen türleri, membran hasarı, prolin ve toplam çözünebilir şeker ve Na+, Cl-ve K+ içeriklerinin tuz stresi uygulamalarıyla arttığı belirlendi. Katalaz (CAT) aktivitesi 450 ve 600 mM tuz uygulamalarıyla azalırken, süperoksit dismutaz (SOD), guaikol peroksidaz (GPOD), glutatyon redüktaz (GR) ve askorbat peroksidaz (APX) aktivitelerinin tüm tuz uygulamalarıyla, askorbat ve glutatyon içeriklerinin ise 300, 450 ve 600 mM tuz uygulamalarıyla arttığı gözlendi. Ayrıca tuz uygulamalarına paralel olarak SOD ve glutatyon peroksidaz (GPX) protein içeriklerinin arttığı tespit edildi. CAT protein içeriğinin 300 mM, GR protein içeriğinin ise 450 mM tuz uygulanmış sürgünlerde en fazla arttığı görüldü. 
Elde edilen veriler ışığında, yaprakları sukkulent endemik halofit Scorzonera hieraciifolia'nın hücre içerisinde ozmolit ve NaCl birikimi aracılığıyla suyu etkin bir şekilde alarak sukkulentliği artırdığı, antioksidan sistemi uyardığı ve böylece çok yüksek (600 mM) tuz konsantrasyonuna tolerans gösterebilen ekstrem halofit bir bitki olduğu sonucuna varıldı.

Abstract:
To clarify the salt tolerance mechanism of endemic halophyte Scorzonera hieraciifolia, the seedlings grown in tissue culture medium were exposed to different salt concentrations (0, 150, 300, 450, 600 mM NaCl) and changes in some physiological, biochemical and molecular parameters were determined. It was detected that leaf succulence increased in accordance with the increased salt concentration and the plants remained alive despite chlorophyll loss in the 600 mM NaCl applied shoots. Shoot fresh weight, dry weight, chlorophyll and carotenoid contents significantly reduced in the 450 and 600 mM salt applied shoots. Reactive oxygen species, membrane damage, proline and total soluble sugar andNa+, Cl- andK+ contents increased under salt stress conditions. It was observed that catalase (CAT) activity decreased in the shoots exposed to 450-600 mM NaCl. While the activities of superoxide dismutase (SOD), guaiacol peroxidase (GPOD), glutathione reductase (GR) and ascorbate peroxidase increased in all salt applications. Ascorbate and glutathione contents also increased in the shoots exposed to 300, 450 and 600 mM salt. In addition, protein contents of SOD and glutathione peroxidase (GPX) increased in parallel with increasing salt. The most increases of CAT and GR protein contents were observed at 300 mM and 450 mM NaCl, respectively.
In the light of the obtained data, it was concluded that leaf-succulent endemic halophyte Scorzonera hieraciifolia could increase the succulency by up taking the water effectively through the accumulation of osmolite and salt in the cell and it could stimulate the antioxidant system and thus it is an extreme halophyte tolerating high salt concentration (600 mM).