Domates (Lycopersicon Sp-)'te tuz stresinin bazı fizyolojik parametreler ve antidoksidant enzim aktiviteleri üzerindeki etkilerinin in vivo ve in vitro olarak incelenmesi
In vivo and in vitro investigation of the effect of salinity stress on some physiological parameters and antioxidant enzymes activites in the tomato (Lycopersicon Sp.)
Yazar: MAHMUT DOĞAN
Danışman: DOÇ.DR. RUKİYE TIPIRDAMAZ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
DOMATES (Lycopersicon sp.)TE TUZ STRESİNİN BAZI FİZYOLOJİK PARAMETRELER VE ANTİOKSİDANT ENZİM AKTİVİTELERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN in vivo VE in vitro OLARAK İNCELENMESİ Mahmut DOĞAN ÖZET Bu çalışmada, domateste tuz stresine dayanıklı genotiplerin seçiminde kullanılabilecek etkin parametrelerin belirlenmesi ve in vitro testlerin in vivo tuz tolerans testleri yerine kullanılabilirliğinin ortaya konması amaçlanmıştır. Materyal olarak toplam 19 farklı domates genotipi kullanılmıştır. Bu genotipler, yabani domates türü L peruvianum'a ait bir genotip ile, diğerleri Lesculentum L türüne ait yerel genotiplerdir. Çalışma üç aşamada yürütülmüştür, ön seçim aşamasında, genotipler su kültüründe büyütülerek iki yaprak evresinde 150 mM NaCI uygulanmıştır. Tuz uygulamasının 14. ve 28. gününde bitkilerin kök, gövde boyları, yaş ve kuru ağırlıkları, yaprak sayısı ve alanları, kök/gövde kuru ağırlık oranlan, kök, gövde ve yaprak dokularının iyon miktarları (Na+, K*, CI"), K*/Na+ oranı, yaprak dokularında klorofil ve malondialdehid (MDA) miktarları belirlenmiştir. Sonuç olarak bir yabani genotip (L peruvianum) ve iki yerel genotip (TR-68516 ve TR-55711) tuza dayanıklı, iki yerel genotip (TR-63233 ve H-2274) tuza hassas olarak seçilmiştir. Çalışmanın sonraki aşamaları seçilen hassas ve dayanıklı genotiplerde, 10 gün süreyle 150 mM NaCI uygulanarak su kültüründe in vivo ve kallus kültürlerinde in vitro olarak yürütülmüştür. Ûn seçim aşamasında yapılan gözlem ve analizlere ilave olarak süperoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), gulutatyon redüktaz (GR) ve askorbat peroksidaz (APX) enzimlerinin aktiviteleri de belirlenmiştir. 150 mM NaCI uygulanarak oluşturulan tuz stresine karşı genotiplerin gösterdiği tepkiler arasında önemli varyasyon olduğu belirlenmiştir. Dokulardaki Na+, K+, iyonları ile K+/Na+ oranı tuza dayanıklılık düzeyini gösteren önemli parametreler olarak ortaya çıkmış, ayrıca antioksidant enzim sistemlerinin de tuza tolerans üzerinde önemli rolü olduğu belirlenmiştir. Bünyesinde Na+ iyonu daha az, K* iyonu daha yüksek ve dolaysıyla K*/Na+ oranı daha büyük olan genotiplerin tuza dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Bu genotiplerde hassas genotiplere göre klorofil miktarının daha yüksek, MDA miktarının ise daha düşük olduğu belirlenmiştir. MDA miktarı Na+ miktan ile pozitif, K*, klorofil miktan ve K*/Na+ oranı ile negatif yönde ilişkili bulunmuş ve tuz zararının gösterilmesi için önemli bir indikatör olarak ortaya çıkmıştır. Tuz stresinin gövde üzerindeki olumsuz etkisi köklere göre daha fazla olmuştur. Kök/gövde kuru ağırlık oranı, tuza dayanıklı genotiplerde hassas olanlara göre daha büyük bulunmuş ve dayanıklılığın belirlenmesinde kullanılabilecek önemli bir parametre olarak ortaya çıkmıştır. Tuza dayanıklı genotiplerdeki enzim aktiviteleri de duyarlılara göre daha yüksek bulunmuş, kontrollerine göre de daha fazla arttığı belirlenmiştir. Tuza tolerans bakımından genotipler arasındaki farklar in vitro koşullarda da ortaya çıkmış, sonuçların in vivo'da elde edilen sonuçlarla paralel olduğu görülmüş ve doku kültürünün domateste tuza tolerans durumlarını belirlemede in vivo testler yerine kullanılabileceği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler, domates, tuz stresi, antioksidant enzim, iyon (Na+, K*, CI"), in vitro Danışman: Doç. Dr. Rukiye TIPIRDAMAZ, Hacettepe Üniversitesi, Biyoloji Bölümü, Botanik Anabilim Dalı.

Abstract:
in vivo AND in vitro INVESTIGATION OF THE EFFECT OF SALINITY STRESS ON SOME PHYSIOLOGICAL PARAMETERS AND ANTIOXIDANT ENZYMES ACTIVITIES IN TOMATO (Lycopersicon SP.) Mahmut DO?AN ABSTRACT In this study, the selection of effective parameters in the selection of tolerant genotypes to salt stress in tomato and to find out the usability of in vitro tests in place of in vivo salt tolerance tests were investigated. As a material, total 19 different tomato genotypes were used; one was wild type belonging to L peruvianum and the others were local genotypes belonging to L esculentum L. The research has been conducted in three stages, in the preselection stage, genotypes which were grown in water culture was applied 150 mM NaCI at two leaf stages. The lengths, dry and fresh weights of root and shoot the number and the area of leaves, ratio of root/shoot dry weights, the ion amounts (Na+, K*, CI") and ratio of K*/Na+ of root shoot and leaf tissues, the chlorophyll and malondialdehyde (MDA) amounts of leaf tissues were determined on the 14th and 28* days of salt application. As a result one wild genotype (L Peruvianum) and two local genotypes (TR-68516 and TR-55711) were selected as salt tolerant and two local genotypes (TR-63233 and H-2274) were selected as salt sensitive. In the further stages of this research, 150 mM NaCI is applied to the chosen sensitive and tolerant genotypes for 10 days, while water culture is practised in vivo and callus culture is practiced in vito during this phase. In addition to the observation and analysis in the preselection phase, the activities of the superoxidismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR) and ascorbat peroxidase (APX) enzymes were also determined. It was determined that there were some significant variations among the responses shown by the genotypes in the salt stress created w'rth150 mM NaCI application. The Na+, K* ions and K*7Na+ ratios in the tissues have been arised as prominent parameters showing the level of salt tolerance, and also it has been determined that the antioxidant enzyme systems have played a significant role in being resistant to salt. It has been determined that the genotypes that have less Na+, high K" ion and there fore high K"7Na+ ratios in their structures were more tolerant to salt. In these genotypes, with respect to sensitive genotypes, there was more amount of chlorophyll and less MDA amount MDA amount was positively correlated with the concentration of Na+, and negatively corelated with concentration of K+, chlorophyll amount and the ratio of K+/Na+ and it was considered that this has been an important indication showing the salt injury. The negative effects of the salt stress on shoot has been more with respect to roots. The rate of root/shoot dry weights has been found higher in salt tolerant genotypes than salt sensitive genotypes and this has been an important parameter in determining the tolerance. In the salt tolerant genotypes enzyme activities were higher with respect to sensitive genotypes and this was also more than their control. The differences between genotypes in terms of salt tolerance were also found in in vitro conditions. This results were parallel with the ones found in in vivo conditions and it was shown that tissue culture can be replaced to in vivo tests to determine the salt tolerance in tomato. Key words: tomato, salinity, antioxidant enzyme, ion ( \C, Na+, CF), in vitro Advisor Associate Prof. Dr. Rukiye TIPIRDAMAZ, Hacettepe University, Department of Biology, Botany Section