Kadmiyum ve çinko stresi altında yetiştirilen buğdayda (Triticum aestivum L.) bitki gelişimini teşvik edici Bacillus pumilus'un biyokimyasal ve fizyolojik parametreler üzerine etkilerinin belirlenmesi
Determination of effects of plant growth promoting bacillus pumilus on biochemical and physiological parameters in wheat (Triticum aestivum L.) grown under cadmium and zinc stress
Yazar: AHMED ISMAEL NAQEE AL-BAYATI
Danışman: DOÇ. DR. EVREN YILDIZTUGAY ; DOÇ. DR. AHMET UYSAL
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Bu tez çalışmasında, Tuzgölü'nden halofitik bitkilerin toprağından izole edilen Bacillus pumilus'un Cd ve/veya Zn stresi altındaki buğday (Triticum aestivum L.) yapraklarında strese karşı fizyolojik ve biyokimyasal mekanizmaları üzerine etkileri araştırılmıştır. Sıvı besiyerinde çoğaltılan bakteriler, 109 CFU/ml oranında olacak şekilde buğday tohumlarına inoküle edilmiştir. Ardından çimlendirilen tohumlar hidroponik olarak 21 gün süresince yetiştirilerek 150 µM Cd ve/veya 10 mM Zn stresi yalnız veya kombinasyonlu olarak 1 hafta uygulanmıştır. Fizyolojik parametreler, yaprak nisbi su içerikleri (RWC), yaprak ozmotik potansiyelleri (), lipid peroksidasyon seviyeleri (TBARS), prolin içerikleri ve antioksidan sistem [süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), peroksidaz (POX), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon redüktaz (GR) ve NADPH oksidaz (NOX)] araştırılmıştır. Cd ve/veya Zn stresi büyümeyi, RWC ve 'i azalttı ve bu azalma oranı kombine uygulamalarda daha fazladır. Ayrıca yalnız stres uygulamaları TBARS, H2O2 ve prolin (pro) içeriklerini artırmış, CAT, POX ve GR aktivitelerini azaltmıştır. Bakteri ön uygulaması yapılan buğday fidelerinde büyüme, RWC ve önemli oranda artış göstermiştir. SOD, CAT, POX, APX ve GR gibi antioksidan enzim aktiviteleri bakteri inoküle edilen fidelerde yalnız stres altındaki yapraklarla kıyaslandığında artış göstermiştir. Bu artışta H2O2 ve lipid peroksidasyon seviyelerini azaltarak membran bütünlüğünün korunmasını sağlamıştır. Tüm bu sonuçlarla genel olarak Bacillus pumilus, buğday bitkisinin Cd ve/veya Zn stresine karşı toleransının artırılmasında önemli bir role sahip olduğu ilk defa çalışılarak bilim dünyasının hizmetine sunulmuştur.

Abstract:
In this thesis study, it was studied the effects of Bacillus pumilus isolated from the soil of halophytic plants of Salt Lake on the physiological and biochemical mechanisms against stress in wheat (Triticum aestivum L.) leaves under Cd and/or Zn stress. The bacteria reproduced in liquid medium was inoculated into wheat seeds at a rate of 109 CFU/ml. Then, 150 μM Cd and /or 10 mM Zn stress was applied alone or in combination for 1 week by growing the germinated seeds hydroponically during  21 days. Physiological parameters, the relative water contents (RWC), leaf osmotic potentials (), lipid peroxidation levels (TBARS), proline contents and antioxidant system (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidase (POX), ascorbate peroxidase (APX), glutathione reductase (GR) and NADPH oxidase (NOX)] were investigated. Cd and/or Zn stress reduced the growth, RWC and , and this reduction rate was more severe in the combined applications. In addition, only the stress applications increased TBARS, H2O2 and proline (pro) contents and reduced CAT, POX and GR activities. Growth in wheat seedlings for which preliminary application of bacteria was performed, RWC and  significantly increased.  Antioxidant enzyme activities such as SOD, CAT, POX, APX and GR showed an increase in the bacterial inoculated seedlings compared to the leaves with stress alone. In this increase, it was provided the membrane integrity by reducing H2O2 and lipid peroxidation levels. It was first studied with all these results that Bacillus pumilus had an important role in increasing tolerance to Cd and/or Zn stress in general and put into the service of the science world.