Tuz stresi altında çimlendirilen arpa tohumlarında dışsal salisilik asit ön uygulamasının sitogenetik etkileri
Cytogenetic effects of exogenous salicylic acid pretreatment in barley seeds germinated under salt stress
Yazar: ZEYNEP DURMAZ
Danışman: DOÇ. DR. SELMA TABUR
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada, üç farklı tuz konsantrasyonunda (0.32, 0.35, 0.40 M) çimlendirilen arpa (Hordeum vulgare L. cv. 'Bülbül 89') tohumlarının kök meristem hücrelerindeki mitotik aktivite ve kromozom davranışları üzerine salisilik asit ön uygulamasının etkisi çalışılmıştır. Kontrol grubuyla karşılaştırıldığında mitotik aktivite tuz konsantrasyonunun artışına paralel olarak oldukça önemli derecede azalmıştır. Aynı zamanda bu tuz konsantrasyon artışları arpa kök meristem hücrelerindeki kromozomal anormalliklerin dikkate değer bir şekilde artmasına sebep olmuştur. Ayrıca tek başına salislik asit ön uygulamalı (1μM) tohumlar kontrol (saf su) ile karşılaştırıldığında, mitotik indeksin yaklaşık %21 oranında azaldığı ve mitotik anormalliklerin frekansının ise %1.06 oranında arttığı belirlenmiştir.
Salisilik asit ile muamele edildikten sonra farklı tuz konsantrasyonlarında çimlendirilen tohumların mitotik indeksinin, tek başına salisilik asit ortamında çimlendirilen tohumların mitotik indeksinden daha düşük olduğu gözlenmiştir. Fakat salisilik asitin en yüksek tuz seviyesinde (0.40 M) düşük tuz konsantrasyonlarına göre mitotik indeks üzerinde daha olumlu bir etki gösterdiği tespit edilmiştir. Bununla birlikte 0.40 M tuzlulukta salisilik asit ön uygulaması, tek başına aynı tuz konsantrasyonunda çimlendirilen tohumların mitotik indeksine göre yaklaşık iki kat artış göstermiştir. Ayrıca farklı tuz konsantrasyonlarında çimlendirilen salisilik asit ön uygulamalı tohumların kök meristem hücrelerindeki kromozomal anormalliklerin frekansı kendi kontrol grubuna göre (tek başına salisilik asit) oldukça önemli derecede artmıştır. Oysa salisilik asit ön uygulaması özellikle en düşük tuz konsantrasyonunda (0.32 M) tuzluluğun negatif etkisini hafifletmekte dikkate değer ölçüde başarılı bir performans ortaya koymuştur. Çalışılan yüksek tuz konsantrasyonlarında (0.35 ve 0.40 M) ise salisilik asit ön uygulaması kromozom anormallikleri üzerine tuz stresinin sebep olduğu olumsuz etkinin hafifletilmesinde yeterince başarılı olamamışlardır.
Sitolojik incelemeler sonucunda saf suda çimlendirilen tohumlarda herhangi bir anormallik gözlenmemiştir ve mitotik fazların tümü normal olarak tanımlanmıştır. Fakat farklı tuz konsantrasyonları ve/veya salisilik asit ön uygulaması mikronükleus, düzensiz profaz, yapışık kromozomlar, kromozomların sarmallanamaması, düzensiz anafaz, alingment anafaz, anafaz ve telofazda kromozom köprüleri, yanlış kutuplaşmalar, geri kalmış kromozomlar, telofazda vagrant kromozom ve uzaklaşmış kutuplar gibi önemli kromozomal anormalliklere sebep olmuştur.

Anahtar Kelimeler: Arpa, salisilik asit, kromozom anormallikleri, mitotik indeks, tuz stresi

Abstract:
In the present work, the effect of salicylic acid pretreatment on mitotic activity and chromosome behaviors in the root meristem cells of barley (Hordeum vulgare L. cv. 'Bülbül 89') seeds germinated at three different salt concentrations (0.32, 0.35, 0.40 M) were studied. The mitotic activity decreased considerably in parallel with the increase in salt concentration as compared with the control group. At the same time, these salt concentration increases caused a significant increase of chromosomal abnormalities in root meristem cells of barley. It was also determined that as compared to control (in distlled water), the mitotic index of alone salicylic acid pretreated (1μM) seeds decreased by about 21% and the frequency of mitotic abnormalities increased by 1.06%.
It was observed that the mitotic index of seeds germinated at different salt concentrations after treatment with salicylic acid was lower than the mitotic index of seeds germinated in alone salicylic acid medium. But, salicylic acid was detected to have a more positive effect on the mitotic index at the highest salt level (0.40 M) than at low salt concentrations. However, salicylic acid pretreatment at 0.40 M salinity showed about a two-fold increase compared to the mitotic index of germinated seeds at alone the same salt concentration. In addition, the frequency of chromosomal abnormalities in the root meristem cells of seeds with salicylic acid pretreatment germinated at different salt concentrations was substantially increased relative to own control group (alone salicylic acid). Whereas, salicylic acid pre-treatment revealed to a remarkably successful performance in mitigating the negative effect of salinity, especially at the lowest salt concentration (0.32 M). In the high salt concentrations studied (0.35 and 0.40 M) salicylic acid pretreatment was not successful enough to alleviate the negative effect of salt stress on chromosome abnormalities.
As a result of cytological examinations, no chromosomal abnormality was observed in seeds germinated in distilled water and all of the mitotic phases were defined as normal. However, different salt concentrations and / or salicylic acid pretreatment caused important chromosomal aberrations such as micronucleus, disorderly prophase, sticky chromosomes, uncolling chromosome, disorderly anaphase, alingment
anaphase, chromosome bridges at anaphase and telophase, fault polarizations, lagging chromosomes, vagrant chromosomes and distant polarization at telophase.

Key words: Barley, salicylic acid, chromosome abnormalities, mitotic index, salt stress.