Meta-topolin uygulaması yapılan biber (Capsicum annuum L.) fidelerinde soğuk stres toleransının incelenmesi
Investigation of cold stress tolerance in pepper (Capsicum annuum L.) seedlings applied with meta-topoline
Yazar: BELGİZAR KARAYİĞİT
Danışman: PROF. DR. ESRA KOÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu araştırmada, soğuk stresi (4°C) öncesi farklı konsantrasyonlarda (0, 0.1, 0.25 ve 0.50 mM) eksojen olarak uygulanan meta-topolinin (mT) soğuğa duyarlı KM-1 ve toleranslı ÇF1 biber (Capsicum annuum L.) çeşitlerinin yapraklarındaki bazı anatomik ve fizyolojik değişimler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Soğuk stresi uygulamasına maruz bırakılan KM-1 biber fidelerinin  yapraklarında  kontrolüne (25°C) göre stoma sayısı, stoma indeks oranı ve  alt ve üst epidermal hücrelerin sayısı ve yaprak kalınlığındaki artışlar ÇF1 çeşidinden daha fazla olmuştur. Soğuk stresi uygulaması H2O2, MDA içeriği ve iyon sızıntısı oranında artışa, nispi ve gerçek su içeriği, klorofil a ve total klorofil, yaş ve kuru ağırlık miktarında ise genel olarak azalmaya neden olmuştur. Her iki çeşitte mT uygulamalarında 48. ve 60. saatte karotenoid ve klorofil a içeriği artış göstermiştir.  0.1 ve 0.25 mM mT genel olarak hem nispi ve gerçek su içeriği hem de yaş ağırlık miktarında artışa neden olmuştur. KM-1 çeşidinde 0.25 ve 0.50 mM mT uygulamalarında soğuk stresine göre daha yüksek H2O2 içeriğine karşın daha düşük miktarda MDA ve iyon sızıntısı ve genel olarak da yüksek fenolik, DPPH, FRAP, flavonoid ve total çözünür protein içeriği tespit edilmiştir. Tüm mT uygulamalarında ÇF1 çeşidinde KM-1'e göre daha yüksek H2O2'e karşın daha düşük MDA içeriği belirlenmiştir.  Her iki çeşitte en yüksek antosiyanin içeriği 0.1 mM  mT uygulamasında 48. saatte belirlenmiştir. ÇF1 çeşidinde en yüksek peroksidaz aktivitesi, DPPH, FRAP ve total protein içeriği 0.25 mM mT uygulamasında saptanmıştır. mT duyarlı ve toleranslı biber çeşitlerinde çeşitli anatomik ve fizyolojik mekanizmalar aracılığıyla soğuk stresine verilen yanıtı olumlu yönde etkilemiştir.

Abstract:
In this study, the effect of exogenously applied meta-topolin (mT) at different concentrations (0, 0.1, 0.25 ve 0.50 mM) before cold stress (4°C) on the some anatomical and physiological changes in the leaves of cold-sensitive KM-1 and tolerant ÇF1 pepper (Capsicum annuum L.)  cultivars was investigated. Compared with the control, the increases in the number of stomata, stomatal index ratio, number of upper and lower epidermal cells, and leaf thickness in the leaves of KM-1 pepper seedlings exposed to cold stress (25°C) were greater than ÇF1 cultivar. Cold stress application caused an increase in H2O2 and MDA content, and ion leakage rate, and a general decrease in relative and absolute water content, chlorophyll a and total chlorophyll, and fresh and dry weight. In both cultivars, carotenoid and chlorophyll a contents increased at 48th and 60th hours in mT applications. 0.1 and 0.25 mM mT generally caused an increase in relative and absolute water content and fresh weight. In the KM-1 cultivar, higher H2O2 content was detected in 0.25 and 0.50 mM mT applications than cold stress, but lower amounts of MDA and ion leakage and generally higher phenolic, DPPH, FRAP, flavonoid, and total soluble protein contents were detected. In all mT applications, higher H2O2 was detected in ÇF1 cultivar compared to KM-1, but lower MDA content was detected. The highest anthocyanin content in both cultivars was determined in 0.1 mM mT application at 48th hour. The highest peroxidase activity, DPPH, FRAP, and total protein content in ÇF1 cultivar was determined in 0.25 mM mT application. mT positively affected the response to cold stress in susceptible and tolerant pepper cultivars through various anatomical and physiological mechanisms.