Mısır (zea mays L.) bitkisinde poliamin ön muamelesinin yaprak kıvrılması, antioksidan sistem ve fotosentez üzerindeki etkileri
The effects of polyamine pretreatment on leaf rolling, antioxidant system and photosynthesis in maize (zea mays L.)
Yazar: NİHAL ÇALIŞKAN
Danışman: PROF. DR. ASIM KADIOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada poliamin (PA) ön muamelesi yapılıp kuraklık stresine maruz bırakılan kuraklığa toleranslı ve hassas mısır çeşitlerinin yaprak kıvrılması esnasında antioksidan sistem ve fotosentetik verim üzerindeki etkileri araştırıldı. İlk olarak, 0,1 mM Put ve 0,1 mM Spm ön muamelesi yapılan toleranslı ve hassas mısır çeşitlerinin yaprak kıvrılma derecelerinin PA'lar tarafından geciktirildiği saptandı. Put ve Spm ön muamelesi yapılan toleranslı ve hassas mısır çeşitlerindeki yaprak kıvrılması esnasında, yaprak su potansiyeli, nispi su içeriği (%), antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, CAT, GPX, APX, DHAR, MDHAR ve GR) ve enzimatik olmayan askorbat (ASC) ve indirgenmiş glutatyon (GSH) içeriklerinin arttığı ve lipid peroksidasyonu ile H2O2 içeriğinin azaldığı belirlendi. Ayrıca fotosentetik pigment içerikleri, klorofil floresans parametreleri, bazı fotosentetik gaz değişim parametreleri ve içsel PA miktarlarının arttığı, klorofil floresans parametrelerinden NPQ'nun ise azaldığı bulundu. Yaprak kıvrılması mekanik olarak engellendiğinde, her iki mısır çeşidinde özellikle de hassas çeşitte antioksidan sistemin ve fotosentezin inhibe olduğu belirlendi. Dıştan PA uygulamasının içsel PA seviyesini artırdığı, PA biyosentez yolu inhibitörlerinin uygulanmasıyla PA seviyelerinin azaldığı bulundu. Elde edilen bulgulara göre, PA ön muamelesinin yaprak kıvrılması esnasında toleranslı ve hassas mısır çeşitlerinde özellikle de toleranslı çeşitte antioksidan sistemin ve fotosentezin artırılmasında ve kuraklık toleransının geliştirilmesinde etkili olduğu sonucuna varıldı.

Anahtar Kelimeler: Poliamin, Yaprak kıvrılması, Antioksidan sistem, Fotosentez, Mısır

Abstract:
In this study, the effects on antioxidant system and photosynthetic yield were investigated in drought tolerant and sensitive maize varieties that were subjected to drought stress after polyamine (PA) pre-treatment during leaf rolling.  Firstly, leaf rolling degrees of maize varieties pretreating 0.1 mM Put and 0.1 mM Spm during drought stress were found to be delayed by PAs.. It was determined that leaf water potential, leaf relative water content (%), antioxidant enzyme activities (SOD, CAT, GPX, APX, DHAR, MDHAR and GR) and non-enzymatic ascorbate (ASC) and reduced glutathione (GSH) increased, and lipid peroxidation and content of H2O2 decreased in tolerant and sensitive maize varieties that were pre-treatmented Put and Spm during leaf rolling. Also, it was found to increase content of photosynthetic pigment, chlorophyll fluorescence parameters, some photosynthetic gas exchange parameters, and amounts of endogenous PAs, and to decrease NPQ be parameters of chlorophyll fluorescence. When leaf rolling was prevented as mechanical, antioxidant system and photosynthetic activity was determined to be inhibited in the both maize varieties, especially in sensitive maize. It was found that exogenous PA treatments increased the level of endogenous PA, and that application of inhibitors of PA biosynthesis pathway decreased endogenous PA levels. As a result, it was concluded that PAs pre-treatment during leaf rolling is effective in increasing antioxidant system and photosynthesis and improving drought tolerance in tolerant and sensitive maize varieties, in particular, the tolerant variety under drought conditions.


Key Words: Polyamine, Leaf rolling, Antioxidant system, Photosynthesis, Maize