Üşümeye hassas olan bazı bitkilere aklimasyon sağlamak amacıyla UV ışınlarının kullanımının araştırılması
The investigation of using UV light to ensure acclimation on some chilling-sensitive plants
Yazar: TUBA AVCI
Danışman: PROF. DR. RAHMİ DUMLUPINAR
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Botanik = Botany

Özet:
Bu çalışmada, üşüme sıcaklıklarına hassas olduğu bilinen bazı bitki türleri (fasulye, mercimek ve nohut) ve soğuğa dayanıklı bir buğday varyetesi seçildi ve araştırmalar bu bitkilerin fideleri üzerinde yürütüldü. Her bir türe ait 10 günlük fideler dört farklı sürede (5 sn, 10 sn, 15 sn, 20 sn) UV uygulamalarına birer saat aralıklarla 5 defa maruz bırakılmış ve ardından soğuk kontrol grubu ve UV uygulanan fideler iklim dolabına aktarılarak üşüme sıcaklıklarında (10/4°C, 14/10 saat ışık/karanlık) 3 gün süre ile büyütülmüştür. Soğuk uygulamasının ardından herbir farklı uygulamaya ait fidelerin yaprakları antioksidan enzim (katalaz, süperoksit dismutaz, peroksidaz) aktiviteleri, total protein tayini ve lipid peroksidasyon seviyelerinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Kontrol fidelerine kıyasla, UV uygulaması olmaksızın sadece üşüme sıcaklığı uygulaması tüm fidelerin antioksidan enzim aktivitelerinde önemli derecede artışlara yol açtı. Diğer taraftan UV uygulandıktan sonra üşüme sıcaklıklarına maruz bırakılan bitki yapraklarındaki (UV+ soğuk) antioksidan enzim aktivitelerinin, genel kontrol ve soğuk kontrolle kıyaslandığında, uygulanan UV süresine bağlı olarak değişen artış ve azalışların olduğu belirlenmiştir. Antioksidan enzim aktivitelerindeki artışın yanı sıra soğuk kontrol bitkilerinde ki protein miktarları genel kontrole kıyasla artışla sonuçlanmıştır. Ayrıca bu protein artışlarının kontrole kıyasla UV+ soğuk uygulanan tüm bitki türlerinde de oluştuğu (Nohut hariç), ancak soğuk kontrole kıyasla, uygulanan UV süresine bağlı olarak değişen artış veya azalışların olduğu tespit edilmiştir. Düşük sıcaklık stresinin, kullandığımız bitkilerdeki hücre zarı hasarlarını belirlemek amacıyla tüm bitkilerdeki lipid peroksidasyon seviyeleri ölçüldü. Genel kontrole nazaran soğuk kontrol bitki yapraklarındaki LPO seviyelerinin önemli seviyelerde artmış olduğu belirlendi. Buğday bitkisi hariç diğer bitki türlerinde, uyguladığımız farklı UV sürelerine bağlı olarak, LPO seviyelerinin, soğuk kontrole göre düşüş gösterdiği belirlenmiştir.
Bu araştırmada, üşüme sıcaklıklarına aklimasyon sağlamak için düşük sıcaklık uygulamak yerine, UV uygulamalarının düşük sıcaklık aklimasyonunun yerini alıp alamayacağı belirlenmeye çalışılmıştır. Elde ettiğimiz sonuçlardan özellikle LPO seviyelerinde gözlenen değişiklikler dikkate alındığında, UV uygulamaları buğday bitkisi hariç diğer üşümeye hassas olan bitki türleri için ön stres olabileceği, böylece üşüme hasarına karşı hassas bitkilerin korunmasında, soğuk aklimasyonunun yerini alabileceği söylenebilir.

Anahtar Kelimeler: Reaktif oksijen türleri, antioksidan enzim, katalaz, peroksidaz, lipid peroksidasyon, aklimasyon, soğuk stres

Abstract:
In this study, some chilling-sensitive plant species; bean (Phaseolus vulgaris), lentil (Lens culinaris),chickpea (Cicer arietinum) and chilling-tolerant wheat variety (Triticum aestivum …..) seedlings were selected and the investigations were carried out on seedlings of these plants.
The 10-d old seedlings of each species were exposed to UV application for four different times (5, 10, 15 and 20 second) for five times at 1-h interval and then they were transferred to climate cabin set up 10/4°C for temperature and 14/10 h for day/night period. These seedlings were grown for 3 day in this media. On the other hand, control seedlings were grown at optimal conditions for plants. After chilling stress, activities of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, peroxidase and catalase), total protein content and lipid peroxidation levels were determined in the plant leaves obtained from each different application. Compared to the control seedlings, the chilling-stresses without UV pre-treatments led to an important increase in antioxidant enzymes' activities of all seedlings. On the other hand, the antioxidant enzyme activities in UV pre-treated seedlings exhibited different changes depending on application time. Besides the increases in antioxidant enzyme activities, chilling stress resulted in a marked elevation in the protein content in comparison to their controls. Also, this protein increases were determined in all (except chickpea) of UV+cold applications as compared to control. Whereas, UV application had different effect on the protein content depending on application time in all plants as compared with the chilling-stressed seedlings alone. To determine membrane damage, lipid peroxidation levels were also measured in the all used plants. As compared to the control, chilling stress caused to significant increases in the LPO levels in the all used plants. Depending on application time, UV pre-treatment markedly suppressed this elevation in LPO levels in all seedlings except wheat. 
The present findings based on the changes in LPO content particularly showed that UV applications may be used as a precursor stress and replace cold acclimations to protect chilling-sensitive plants from cold damage.

Keywords: Reactive oxygen species, antioxidant enzyme, catalase, peroxidase, lipid peroxidation, acclimation, cold stress