Nohut (Cicer arietinum L. ) çeşit ve hatlarının kuraklık stresine karşı dayanıklılığının karakterizasyonu
Characterization of chickpea (Cicer arietinum L. ) cultivars and lines tolerance to drought stress
Yazar: TUĞÇE KALEFETOĞLU
Danışman: DOÇ.DR. YASEMİN EKMEKÇİ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany

Özet:
NOHUT (Cicer arietinum L.) ÇEŞİT VE HATLARININ KURAKLIK STRESİNE KARŞIDAYANIKLILIĞININ KARAKTERİZASYONUTuğçe KalefetoğluÖZBu araştırmanın amacı, tüm dünyada tarımsal üretim için önemli bir problem olan kuraklık stresinedayanıklı ve değişik ekolojik bölgelere adapte olabilecek uygun nohut (Cicer arietinum L.) çeşit vehatlarını belirlemek ve kuraklığın bitki büyümesi üzerindeki etkisi ile kuraklığa karşı oluşturulan içselsavunma mekanizmaları (prolin içeriği ile antioksidant enzim aktivitelerindeki değişim) arasındakiilişkiyi ortaya koymaktır.Çimlenme ve erken fide evresinde farklı osmotik potansiyeldeki (0, -0.4, -0.6 ve -0.8 MPa) PEG 6000çözeltileri ile indüklenen kuraklık stresi tüm nohut (Cicer arietinum L.) çeşit ve hatlarında çimlenmeyüzdesi, kök ve epikotil uzunluklarını azaltmıştır. Kuraklık stresi tüm nohut genotiplerinde epikotiluzamasını kök uzamasına göre daha fazla inhibe etmiştir. Genotipler kök büyümesine göre belirlenenyüzde (%) dayanıklılıkları esas alınarak puanlandırıldığında, Canıtez ve ILC-3279 dayanıklı, AkN 87,Flip 87-59C, Gökçe ve Uzunlu orta derecede dayanıklı ve AkN 290 ve ER 99 duyarlı genotipler olaraksınıflandırılmıştır.Büyüme evresinde, toprak kültüründe ve sulama yapılmaksızın uygulanan 0 (kontrol), 3, 5 ve 7 günlükperiyodlardaki kuraklık stresi genotiplerin (Gökçe, Canıtez, AkN 87 ve AkN 290) bazı büyümeparametrelerini (gövde büyümesi, yaprak sayısı, taze ve kuru ağırlık ile nispi ve gerçek su içeriği)olumsuz yönde etkilemiştir. Gökçe çeşidinde büyüme parametreleri, kuraklık stresinden diğergenotiplere göre daha az etkilenmiştir. Artan kuraklık stresine bağlı olarak tüm genotiplerinyapraklarındaki malondialdehit (MDA) ve antosiyanin içerikleri artmıştır. Kuraklık stresi Gökçedışındaki bitkilerin toplam klorofil (a+b) içeriklerini azaltırken, genotiplerin hiçbirinde karotenoidiçeriklerini etkilememiştir. Kuraklık tüm çeşit ve hatlarda PSII' nin fotokimyasal aktivitesini önemliölçüde etkilemiştir. Ancak bu etki genotiplerin hiç birinde PSII aktivitesini durduracak düzeydeolmamıştır. Tüm klorofil fluoresans parametreleri dikkate alındığında; genotipler kuraklığa karşıdayanıklıdan duyarlıya doğru Gökçe, AkN 87, Canıtez ve AkN 290 olarak sıralanmıştır. Genotiplerinkuraklık stresine karşı oluşturdukları içsel savunma sistemleri olarak bilinen antioksidant enzimlerin(SOD, APX, POD ve GR) aktivitelerindeki değişim incelendiğinde, bu enzimlerin kuraklık periyoduuygulamalarına ve bitkinin genotipine göre farklı tepkiler oluşturduğu görülmüştür. Gökçe çeşidindeAPX, GR ve POD enzimlerinin aktiviteleri artan kuraklık stresine bağlı olarak artmıştır. Kuraklıkstresinin süresindeki artışa bağlı olarak serbest prolin içeriği önemli derecede artış göstermiştir; ancakgenotipler arasında kuraklık stresine bir cevap olarak prolin birikimi açısından önemli bir farkbelirlenmemiştir.Anahtar Kelimeler : Antioksidant enzimler, klorofil a fluoresansı, kuraklık stresi, MDA, nohut (Cicerarietinum L.) çeşit ve hatları, prolin.Danışman : Doç. Dr. Yasemin EKMEKÇİ, Hacettepe Üniversitesi, Biyoloji Bölümü, Botanik AnabilimDalı

Abstract:
CHARACTERIZATION OF CHICKPEA (Cicer arietinum L.) CULTIVARS AND LINES TOLERANCETO DROUGHT STRESSTuğçe KalefetoğluABSTRACTThe aim of this study was to determine the appropriate chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars andlines, adaptive for the various ecological zones and tolerant to drought stress which affects agriculturalproduction all over the world, and find out the relation between the effect of drought on plant growthand endogenous defence mechanisms (prolin content and changes in the activity of antioxidantenzymes).At germination and early seedling stages, drought stress, induced by the PEG 6000 solutions withdifferent osmotic potentials (0, -0.4, -0.6 and -0.8 MPa), reduced the percentage of germination, lenghtof roots and epicotyls of all chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars and lines. Drought stress inhibitedepicotyl elongation more than the root elongation. As genotypes were scored by the means of thepercent (%) tolerance determined according to the root growth, cultivars and lines were classified astolerant (Canıtez and ILC-3279), moderately tolerant (AkN 87, Flip 87-59C, Gökçe and Uzunlu) andsensitive (AkN 290 and ER 99).At growing stage, drought stress with periods of 0 (control), 3, 5 and 7 days applied by withholdingwater and in soil culture affected some growth parameters (stem growth, number of leaves, fresh anddry weight and relative and absolute water content) of genotypes (Gökçe, Canıtez, AkN 87 and AkN290) negatively. Growth parameters of the cultivar Gökçe were less affected than the other genotypes.Malondialdehyde (MDA) and anthocyanin contents of the leaves of all the genotypes increased inrelation to the increasing drought stress. Drought stress decreased the total chlorophyll (a+b) contentof the plants except Gökçe whereas had no effect on the carotenoid contents of none of thegenotypes. Drought affected the photochemical activity of PSII of all cultivars and lines significantly.However this effect never reached the level at which the activity of PSII was blocked. Considering allof the chlorophyll fluorescence parameters; genotypes were aligned from tolerant to sensitive asGökçe, AkN 87, Canıtez and AkN 290. Analysis of changes in activity of antioxidant enzymes whichare known as endogenous defence systems against drought stress revealed that they gave differentresponse to the variations in drought stress treatments and genotypes. Activities of APX, GR and PODenzymes increased depending on the increasing drought stress in the cultivar Gökçe. In relation to theincreasing duration of the drought stress, free prolin content showed significant enhancement;however no difference was determined among the genotypes with regard to the accumulation of prolinas a response to drought stress.Key Words: Antioxidant enzymes, chlorophyll a fluorescence, cultivars and lines of chickpea (Cicerarietinum L.), drought stress, MDA, prolin.Advisor: Assoc. Prof. Yasemin EKMEKÇİ, Hacettepe University, Department of Biology, BotanySection