2-hidroksimelotonin(2-OHM) uygulamalarının çeşitli abiyotik stres faktörleri altında biber tohum çimlenmesi ve fide çıkışı üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of the effects of 2-hydroxymelatonin (2-OHM)applications on pepper seed germination and seedling emergence under various abiotic stress factors
Yazar: EZGİNUR SÖZERİ
Danışman: PROF. DR. AHMET KORKMAZ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Biber = Pepper ; Bitki hormonları = Phytohormones ; Sebze tohumu = Vegetable seed ; Soğuk stresi = Cold stress ; Tohum çimlenmesi = Seed germination ; Tuz stresi = Salt stress

Özet:
Bitkilerde çeşitli abiyotik stres faktörlerine karşı tolerans kazanılmasında etkin rol aldığı detaylı bir şekilde ortaya konmuş olan melatonin son zamanlarda bir bitkisel hormon olarak kabul edilmiştir. Ancak, melatoninin parçalanması sonucu oluşan metabolitlerin bitkilerdeki olası rolleri üzerinde henüz çok az sayıda çalışma yürütülmüş ve elde edilen ilk sonuçlar bu metabolitlerin de melatonin benzeri görevlere sahip olduğu yönündedir. O nedenle yürütülen bu projede bir melatonin metaboliti olan 2-hidroksimelatoninin (2-OHM) çeşitli stres koşulları altında tohum çimlenmesi ve fide çıkışı üzerine etkileri araştırılmıştır. Bu amaca yönelik olarak değişik konsantrasyonlarda (0 µM, 10 µM, 50 µM ve 100 µM) 2-OHM ile muamele edilmiş biber tohumları tuz (0 mM NaCl ve 125 mM NaCl), su (0 gL-1 PEG 6000 ve 100 gL-1 PEG 6000) ve üşüme (15 ℃ ve 25 ℃) stresleri altında çimlenme ve fide çıkış testlerine tabi tutulmuştur. Ayrıca fide çıkış testi sonrası fideler üzerinde çeşitli biyokimyasal analizler yapılmıştır.
Yapılan çalışmalar sonucunda 2-OHM uygulamalarının tüm konsantrasyonlarının (10, 50 ve 100 μM) tuz, su ve üşüme stresi altındaki çimlenme ve çıkış testlerine tabi tutulan biber tohumlarının çimlenme ve çıkış yüzdelerini kontrol uygulamasına (0 µM) kıyasla artırdığı görülmüştür. Ayrıca ekim öncesi tohumlara yapılan 2-OHM uygulamaları sonrasında stres ve optimum koşullar altında fide çıkış testine tabi tutulan biber fidelerinin H2O2, ve MDA içeriklerinde önemli seviyede düşüşler buna karşılık prolin içeriklerinde ise artışların olduğu belirlenmiştir. Antioksidan enzimlerden CAT, POX ve SOD aktiviteleri incelendiğinde ise 2-OHM uygulamalarının fidelerde belirlenen bu enzimlerin aktivitelerinde önemli seviyelerde artışlara neden olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak araştırmada uygulanan 2-OHM konsantrasyonları dikkate alındığında genel olarak en etkili 2-OHM konsantrasyonunun 50 μM olduğu belirlenmiştir. Tüm bu sonuçlar 2-OHM'in biberde çimlenme ve fide çıkışı aşamasında tuz, su ve üşüme streslerine karşı toleransı arttırmada melatonin benzeri fonksiyona sahip olduğu ve antioksidan olarak görev yaparak stres toleransının artmasında aktif rol aldığı sonucunu ortaya çıkarmıştır.

Abstract:
Melatonin, which has been demonstrated in detail to play an active role in enhancing tolerance to various abiotic stress factors in plants, has recently been accepted as a phytohormone. However, very few studies have been conducted on the possible roles of metabolites formed as a result of the breakdown of melatonin in plants, and the first results are that these metabolites also have melatonin-like functions. Therefore, this thesis investigated the effects of 2-hydroxymelatonin (2-OHM), a melatonin metabolite, on seed germination and seedling emergence under various stress conditions. For this purpose, pepper seeds treated with 2-OHM in different concentrations (0 µM, 10 µM, 50 µM and 100 µM) were subjected to seed germination and seedling emergence tests under salt (0 mM NaCl and 125 mM NaCl), water (0 gL-1 PEG 6000 and 100 gL-1 PEG 6000) and chilling (15 ℃ and 25 ℃) stress conditions. In addition, various biochemical analyzes were performed on the seedlings after the seedling emergence test.
Results have shown that 2-OHM applications at all concentrations (10, 50, and 100 μM) improved pepper seeds' germination and emergence percentages, which were subjected to germination and emergence tests under salt, water, and chilling stress, compared to the control application (0 µM). Additionally, after pre-plant seed applications of 2-OHM, it was determined that the H2O2 and MDA contents of pepper seedlings, which were subjected to the seedling emergence test under stress and optimum conditions, decreased significantly, while proline content increased. When the antioxidant enzymes CAT, POX and SOD activities were examined, it was seen that 2-OHM applications caused significant enhancements in the activities of these enzymes in seedlings. As a result, considering the 2-OHM concentrations employed in this research, it was determined that the most effective 2-OHM concentration was 50 μM in general. All these results revealed that 2-OHM has a melatonin-like function in increasing the tolerance to salt, water and chilling stresses during the germination and seedling stage of pepper and it plays a role in increasing stress tolerance by acting as an antioxidant.