Domateste bazı antioksidanların kuraklık stresini azaltıcı etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of certain antioxidants in tomatoes on alleviating drought stress
Yazar: ALENUR KARAPÜR
Danışman: PROF. DR. HAYRİYE YILDIZ DAŞGAN
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Kuraklık stresi bitki büyüme, gelişme ve verimliliğini kısıtlayan en önemli abiyotik streslerden biridir. Nitrik oksit ve glisin betain antioksidanlarının bitkilerin abiyotik strese karşı savunmalarını güçlendirdiği bilinmektedir. Bu çalışmada domates (Solanum lycopersicum L.) yetiştiriciliğinde 10 mM glisin betain ve 200 µM nitrik oksit vericisi sodyum nitroprussid (SNP) olmak üzere iki farklı antioksidan uygulamalarının kuraklık stresinin azaltıcı etkileri incelenmiştir. Kuraklık stresine dayanıklı (D2 ve D15) ve duyarlı (D1 ve D14) olmak üzere dört farklı genotip kullanılmıştır. Kuraklık stresi bitki büyüme parametrelerini, morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal parametreleri olumsuz şekilde etkilemiştir. Domates bitkilerine uygulanan glisin betain ve nitrik oksit antioksidanları yaprak oransal su içeriği, yaprak su potansiyeli, stoma iletkenliği, membran zararlanma indeksi gibi fizyolojik parametreler üzerine kuraklık stresinin oluşturduğu zararlı etkileri azalttığı belirlenmiştir. Kuraklık stresi altındaki bitkilere kıyasla, yaprak oransal su içeriği GB uygulamasında % 5.91 oranında, stoma iletkenliği ise SNP uygulamasında % 68.28 oranında artış göstermiştir. Kuraklık stresi, domates bitkilerinde su kaybına neden olarak stomaların kapanmasına ve CO2 alımının azalmasına neden olmuştur. Antioksidan uygulamaları strese karşı savunma mekanizması geliştirerek fotosentez hızının ve transpirasyon hızının artmasını sağlamıştır. Kullanılan antioksidan uygulamaları lipid peroksidasyonunu engelleyerek MDA üretiminin kısıtlanmasını ve prolin miktarının artmasını sağlamıştır. Prolin miktarının artması bitkide osmotik dengenin korunmasına yardımcı olmuştur. Gisin betain ve nitrik oksit uygulamaları, domates bitkilerinde antioksidan enzim aktivitelerini arttırarak, oksidatif strese karşı daha dayanıklı hale gelmesini sağlamıştır. Bu durum askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon redüktaz (GR) aktivitelerinde GB uygulamasının kurak bitkilere kıyasla sırasıyla % 28.18 ve % 45.23 oranlarında, süperoksit dismutaz (SOD) aktivitesinde ise SNP uygulamasının kurak bitkisine kıyasla % 18.28 oranında artmasıyla desteklenmiştir. Domates yetiştiriciliğinde kullanılan glisin betain ve nitrik oksit antioksidan uygulamalarının bitki büyüme parametreleri, morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal parametreler üzerinde kuraklık stresinin etkilerini azalttığı belirlenmiştir.

Abstract:
Drought stress is one of the most significant abiotic stresses that limits plant growth, development, and productivity. Nitric oxide and glycine betaine antioxidants are known to enhance plants' defense against abiotic stress. In this study, the mitigating effects of two different antioxidant applications, namely 10 mM glycine betaine and 200 µM nitric oxide donor sodium nitroprusside (SNP), on drought stress were investigated in tomato (Solanum lycopersicum L.) cultivation. Four different genotypes, including drought-tolerant (D2 and D15) and drought-sensitive (D1 and D14) varieties, were used. Drought stress adversely affected plant growth parameters, morphological, physiological and biochemical parameters. It was determined that the glycine betaine and nitric oxide antioxidants applied to tomato plants reduced the harmful effects of drought stress on physiological parameters, such as leaf relative water content, leaf water potential, stomatal conductance, and membrane damage index. Compared to plants under drought stress, the leaf relative water content increased by % 5.91 with GB application, while stomatal conductivity increased by % 68.28 with SNP application. Drought stress led to water loss in tomato plants, causing stomatal closure and a reduction in CO₂ uptake. Antioxidant applications developed a defense mechanism against stress, resulting in increased photosynthesis rate and transpiration. These antioxidant applications inhibited lipid peroxidation, reducing MDA production and increasing proline content. The increase in proline content helped maintain osmotic balance in the plant. The glycine betaine and nitric oxide applications made tomato plants more resistant to oxidative stress by enhancing antioxidant enzyme activities. This situation is supported by the increases of % 28.18 and % 45.23 in ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) activities, respectively, with GB application compared to drought-stressed plants, and an % 18.28 increase in superoxide dismutase (SOD) activity with SNP application compared to drought-stressed plants. It was determined that the glycine betaine and nitric oxide antioxidant applications used in tomato cultivation reduced the effects of drought stress on plant growth parameters, morphological, physiological and biochemical parameters.