İki buğday türünde tuz ve su baskını stresinin bazı gen ifadeleri ve biyokimyasal parametreler üzerine etkisi
The effect of salt and flood stress on some gene expressions and biochemial parameters in two wheat species
Yazar: BERNA ÇALICI
Danışman: PROF. DR. NURAY ERGÜN
Hatay Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Antioksidan enzimler = Antioxidant enzymes ; Buğday = Wheat ; Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) = Reverse transcription polimerase chain reaction ; Triticum aestivum = Triticum aestivum

Özet:
Bu çalışmada, buğday (Triticum monococcum L. Siyez, Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94) fideleri tuz (NaCl), su baskını ve su baskını ile tuzun etkileşimlerine farklı sürelerde (0,3,24 saat) etkileri incelenmiştir. Buğday fidelerinin sürgün boyu, taze ağırlığı ve kuru ağırlığı, klorofil a (Kl-a), klorofil b (Kl-b), toplam klorofil (Kl a+b) ve klorofil a/b (Kl a/b), antosiyanin miktarları (A), katalaz (KAT), askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon redüktaz (GR) antioksidant enzim aktiviteleri, prolin birikimi, P5CR (Prolin 5 Karboksilat Redüktaz) ve TaSRG (Salt Response Gene) genlerinin ifadesi araştırılmıştır
Tuz stresi etkisinde iki buğday türünde sürgün boy, taze ağırlık, Kla, Klb, Kl a+b, antosiyanin miktarı azalmaktadır. Sürgün kuru ağırlık miktarı Siyez de azalmıştır. Kl a/b Dağdaş-94'te azalırken, Siyez'de artmıştır. P5CR gen ifade seviyesinin artışı ile prolin amino asit birikimi arasında paralelik olduğu düşünülmektedir. TaSRG gen ifade seviyesinin iki buğday türünde de artığı belirlenmiştir. KAT enzim aktivitesi Siyez türünde azalırken, Dağdaş-94'te artış göstermiştir.
Farklı sürelerde (0, 3, 24 saat) su baskını etkisindeki, buğday türlerinde sürgün taze ağırlık, kuru ağırlık miktarı azalmıştır. Klorofil miktarları Triticum monococcum Siyez buğdayında azalırken, Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94'te artmıştır. KAT enzim aktivitesi T. monococcum L. Siyez de azalma göstermiştir. Prolin amino asit miktarı, P5CR gen ifadesi T. monococcum L. Siyez de artmıştır. Antosiyanin miktarı T. monococcum L. Siyez'de artarken, T. aestivum L. cv., Dağdaş-94'te azalmıştır.
Tuz ve su baskınının birlikte etkisinde, T. monococcum L. Siyez ve Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94 buğdayında sürgün boy, taze ağırlık, kuru ağırlık miktarı azalmıştır. T. monococcum L. Siyez buğdayında Kl-a, Kl-b miktarı ve Kl a/b azalma göstermiştir. KAT aktivitesi T. monococcum L.'de azalırken, GR ve APX aktivitesi, T. aestivum L. cv., Dağdaş-94'te artmıştır. TaSRG gen ifadesi Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94'te azalmıştır. Antosiyanin miktarı T. monococcum L. Siyez 'de artarken, T. aestivum L. cv., Dağdaş-94'te azalmıştır. 
Sonuç olarak, tuz ve su baskınının neden olduğu osmotik stres etkisinde bitkilerin P5CR, TaSRG gen ifade seviyelerini ve prolin birikimini arttırarak; oksidatif stresin etkilerine karşı ise, antioksidan savunma sisteminin uyarılması ile tolerans gösterdikleri düşünülmektedir. T. aetivum L. cv., Dağdaş-94 türü tuz ve T+SB uygulamalarında P5CR gen ifade seviyesini ve prolin birikimi artmıştır. Her iki parametredeki artışın paralel olduğu ve tuza toleransta görev aldığı düşünülmektedir. Ayrıca iki buğday türünde de tuz stresi uygulamasında TaSRG ifadesindeki artışın tuza tolerans ile ilişkili olduğu söylenebilir.  Ayrıca iki tür birbiriyle kıyaslandığında tuz uygulamasında Dağdaş-94, su baskınında Siyez T+SB streslerinde, osmotik strese Dağdaş-94 daha dayanıklı iken oksidatif strese de Siyez'in daha dayanıklı olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
In this study, wheat (Triticum monococcum L. (Siyez ), Triticum aestivum L. cv., (Dağdaş-94) seedlings were exposed to salt (NaCl), waterlogging, and the interaction of waterlogging and salt for different periods (0, 3, and 24 hours).  
The study aims to examine the wheat seedlings' shoot length, fresh and dry weight, amounts of chlorophyll a (Kl-a), chlorophyll b (Kl-b), total chlorophyll (Kl a+b), chlorophyll a/b (Kl a/b), and anthocyanin (A), catalase (KAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) antioxidant enzyme activities, proline accumulation, and the expression of P5CR and TaSRG genes.
Under the influence of salt stress, shoot length, fresh weight, Kla, Klb, Kl a+b, anthocyanin content decreased in two wheat species. The amount of shoot dry weight decreased in T. monococcum L. Siyez. While Kl a/b T. aestivum L.cv. Dağdaş-94 decreased in, increased in Triticum monococcum L. Siyez. It is thought that there is a parallelism between the increase in P5CR gene expression level and the accumulation of proline amino acid. It was determined that the TaSRG gene expression level was increased in both wheat species. While KAT enzyme activity decreased in Triticum monococcum L., Siyez species, it increased in Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94.
The amount of shoot fresh weight and dry weight decreased in wheat species under the effect of flooding at different times (0, 3, 24 hours). Chlorophyll amounts decreased in Siyez wheat, but increased in Dağdaş-94. KAT enzyme activity decreased in. Siyez. Proline amino acid amount and P5CR gene expression were increased in Siyez. While the amount of anthocyanin increased in. Siyez, it decreased in Dağdaş-94.
Under the combined effect of salt and flooding, shoot length, fresh weight and dry weight of T. monococcum L. Siyez and Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94 wheat decreased. In T. monococcum L. Siyez wheat, the amount of Kl-a, Kl-b and Kl a/b decreased. While CAT activity decreased in T. monococcum L., GR and APX activity increased in T. aestivum L. cv., Dağdaş-94. TaSRG gene expression was decreased in Triticum aestivum L. cv., Dağdaş-94. While the amount of anthocyanin increased in T. monococcum L. Siyez, it decreased in T. aestivum L. cv., Dağdaş-94. 
As a result, by increasing the P5CR, TaSRG gene expression levels and proline accumulation of plants under the effect of osmotic stress caused by salt and water; It is thought that they tolerate the effects of oxidative stress by stimulating the antioxidant defense system. In T. aetivum L. cv., Dağdaş-94 salt and T+SB treatments, P5CR gene expression level and proline accumulation increased. It is thought that the increase in both parameters is parallel and plays a role in salt tolerance. In addition, it can be said that the increase in TaSRG expression in salt stress application in both wheat species is associated with salt tolerance. In addition, when the two species are compared with each other, Dağdaş-94 is more resistant to osmotic stress, Dağdaş-94 is more resistant to oxidative stress, while Dağdaş-94 is more resistant to T+SB stresses in salt application, Siyez in flooding.