Yağ gülünde (Rosa damascena Mill.) primer metabolitler, hücre duvarı bileşenleri ve enzim aktivitelerinin çiçek gelişimi boyunca belirlenmesi
Determination of primary metabolites, cell wall components and enzyme activity during flower development in damask rose (Rosa damascena Mill.)
Yazar: SERCAN ÖNDER
Danışman: DOÇ. DR. MUHAMMET TONGUÇ
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Çok değişkenli analiz teknikleri = Multivariate analysis techniques

Özet:
Yağ gülü, uçucu yağ gibi çok değerli ürünlerin elde edilmesi için yetiştirilmekte fakat çiçek gelişimine eşlik eden biyokimyasal ve metabolik değişimler yeterince bilinmemektedir. Çalışmada, beş gelişim aşamasındaki yağ gülü çiçeklerinde fenolojik, primer, sekonder metabolitler, renk bileşenleri, karbohidrat metabolizması ile hücre duvarı bileşenleri ve ilişkili enzim aktivitelerindeki değişimler belirlenmiştir. İncelenen tüm fenolojik özelliklerde çiçek gelişimi boyunca önemli farklılıklar meydana gelmiştir. Protein ve yağ oranı haricindeki tüm primer metabolitlerin miktarları çiçek gelişimiyle birlikte artmıştır. Çiçek gelişimi boyunca sekonder metabolitlerdeki değişimler incelenen metabolite bağlı olarak değişmiş, organik asit ve fenolik içerikleri azalırken, uçucu yağ miktarı ve bileşenlerin sayısı artmıştır. Antosiyanin ve diğer renk bileşenlerinin miktarları III. gelişime kadar yüksekken, daha sonraki dönemlerde azalmıştır. Kolorimetrik parametreler (L*, a*, b*, c*, hº), renk bileşenlerinin değişimine bağlı olarak çiçek gelişimi sırasında değişmiştir. Karbohidrat metabolizması, çiçek gelişim dönemlerinde önemli farklılıklar göstermiş; fruktoz, glukoz, çözünebilir şekerler, toplam karbohidrat ve nişasta içerikleri geç gelişim aşamalarında yüksek olurken, sükroz seviyesi düşüş göstermiştir. Çiçek gelişimi sırasında ADF, NDF ve hemiselüloz miktarları değişim göstermezken, pektin miktarı artmış, selüloz miktarı azalmıştır. Hücre duvarı enzimlerinin (β-galaktosidaz, β-glukosidaz, endoglukanaz, pektin liyaz, pektin metil esteraz ve poligalakturonaz) aktiviteleri IV. dönemine kadar artmış, V. dönemde ise hepsinin aktivitesi azalmıştır. İncelenen özellikler arasındaki ilişkileri belirlemek için korelasyon ve temel bileşen analizleri yapılmış, elde edilen 741 korelasyondan 80'i pozitif, 55'i negatif ilişkili bulunmuştur. Temel bileşen analizi, toplam varyasyonun %85.1'ini açıklamış ve gelişim aşamaları dört ana kümeye ayrılmıştır. Sonuç olarak, yağ gülü çiçek gelişiminin III ve IV. dönemlerinde önemli biyokimyasal değişikliklerin meydana geldiği belirlenmiştir.

Abstract:
Damask rose is cultivated for its valuable products, such as essential oil, but the biochemical and metabolic changes occur during the flower development are not well understood. In the study, phenological, primary and secondary metabolites, color compounds, carbohydrate metabolism, cell wall components and related enzyme activities were determined at five developmental stages in oil-bearing rose flowers. Significant differences detected in examined phenological features during the flower development. The amount of primary metabolites showed increasing trends, except protein and oil content, during the flower development. Secondary metabolites contents changed depending on the metabolite studied, while organic acid and phenolic contents decreased the amount of essential oil and the number of components increased during flower development. While the amounts of anthocyanin and other color compounds were high until III development, they decreased at later stages of flower development. Changes in colorimetric parameters (L*, a*, b*, c*, hº) followed change of color components during the flower development. Carbohydrate metabolism showed significant differences; while fructose, glucose, soluble sugars, total carbohydrates and starch contents were high, the sucrose levels were low at the later stages of flower developmental. Although ADF, NDF and hemicellulose contents did not change during flower development, pectin content increased and cellulose content decreased. Activity of all cell wall enzymes (β-galactosidase, β-glucosidase, endoglucanase, pectin lyase, pectin methyl esterase and polygalacturonase) increased until the fourth period, but their activity decreased significantly at the fifth period of flower development. Principal coordinate analysis and correlation analysis were carried out to identify relationships between the examined parameters, out of 741 correlations, 80 was positive and 55 was negatively correlated with each other. Principal coordinate analysis explained 85.1% total variation and divided development stages into four clusters. In conclusion, occurrence of significant biochemical changes was detected at third and fourth stages of damask rose flower development.