Japonica, javanica ve indica tipi çeltik çeşitlerinde hetero ve ototoksisite etkilerinin belirlenmesi
Determination of hetero and autotoxicity effects in some japonica, javanica and indica types of rice cultivars
Yazar: ACHMAD YOZAR PERKASA
Danışman: PROF. DR. KHALID M.KHAWAR BHATTI
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı / Tarla Bitkileri Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Ototoksisite ve heterotoksisite kaynaklı kök salgıları, mahsul verimini ve bitkilerin kalitesini düzenlemede önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmanın amacı, Oryza sativa L.'nin alt türleri olan İndica, Japonica ve Javanica'nın köklerinden sızan allelo kimyasalların hetero ve ototoksisite etkilerini belirlemek ve bunların 13 morfolojik özellik ve bazı fenolik asitlerin analizleri üzerindeki etkilerini kontrol etmekte olup, in vitro doku kültür koşullarda bitki büyümesi ve gelişmesi üzerine olan etkilerinin belirlenmesi olmuştur. Bu çalışmada kullanılan her 3 alt türün morfolojik ve kimyasal özellikleri üzerinde hetero ve ototoksisitenin değişken etkileri izlenmiştir. Ne heterotoksisite ne de ototoksisite, çeltiğin çimlene yüzdelerine önemli morfolojik özelliklerini veya ciddi ölümcül etkiler göstermişlerdir. Üç türün bir karşılaştırması yapılırsa, Japonica en az toksikti ve İndica en yüksek ve Javanica ikisinin arasında kaldığı izlenmiştir. İlk denemede Javanica'nın üç adet bitkisi ile birlikte İndica'nın 5 bitkisi yetiştirildiğinde tüm morfolojik karakterler için maksimum çöküntü kaydedilmiştir.
Japonica ve İndica'yı karşılaştıran ikinci deney, iki alt türün morfolojik nitelikleri üzerinde değişken öldürücü etkilerle hem ototoksisite hem de heterotoksisite için benzer gözlemler göstermiştir. İkisinin bir karşılaştırması yapılırsa, morfolojik özelliklerine düzensiz olumsuz bırakmıştır. Japonica'nın 7 bitkisi, tek bir İndica bitkisi ile yetiştirildiğinde Japonica türüne ait bitkiler maksimum toksisiti göstermiştir. Bununla birlikte, kökler, sürgünler ve bitkinin kuru ağırlıkları bakımından 3 adet Japonica bitkisi ile 5 adet İndica alt türüne ait çeltik bitkilerin birlikte yetiştirildiğinde maksimum toksisite izlenmiştir. Ayrıca, Javanica ve Japonica ile yapılan üçüncü deney'den elde edilen sonucu, üç adet Japonica bitki ile yetiştirilen 5 Javanica bitkisinin birlikte büyüdüğünü, bitki sürgün uzunluğu, kök uzunluğu ve bitki uzunluğu üzerinde maksimum çöküntü izlenmiştir. Bununla birlikte, Javanica bitkisinin 6 bitkisi Japonica alt türünün 3 bitkisi ile birlikte yetiştirildiğinde, geri kalan parametrelerinde maksimum düşüş izlenmiştir.
İndica-Javanica, Japonica-İndica, Javanica ve Japonica, Japonica'nın üç adet setinin/takımının kullanıldığı deneyde, alt türlerin her birinin diğeri üzerindeki morfolojik performansları karşılaştırıldı, ilk takımda eşit sayıda bitki kullanıldıklarında toksik etkileri teşhis edilmiştir. Deneyin her takımında orta derecede morfolojik çöküntüsü izlenmiştir. Bu geçiş çoküntüsü, İndica bitkilerine kıyasla Javanica bitkilerinin sayısındaki her artışla azalma göstermiştir. Bu geçiş çöküntüsü, Japonica-İndica kullanıldığında düzensizdi ve Javanica-Japonica ile yapılan denemelerde her artış birbirinin üzerine bindirilen sayıdaki her artışla artmıştır. Bu geçiş etkisi en çok İndica-Javanica alt türleri ile yapılan denemelerde hassasiyet ile not edilmiştir. Fenolik asit bileşikleri bakımından her 3 alt türün tek başına kullanırken ve İndica-Javanica, Japonica-İndica ve Javanica-Japonica karışımler şekilde kullanma fenolik bileşiklerin (benzoik asit, kafeik asit, cinnamik asit ve syringik asit) oranlarda değişim izletmiştir. Sonuçlar, eksplantlar tarafından salgılanan fenolik asitlerin miktarının tayını ile, bunlara karşı önlem almak için kullanılabilir. Elde edilen sonuçlar, doku kültürlerde eksplantlar üzerinde oluşan yaygın nekroz problemini çözmesini veya azaltamasını, ile eksplantların rejenerasyon potansiyelini artırılmasına yardımcı olacaktır.

Abstract:
Autotoxicity and heterotoxicity induced root exudates plays an important role in regulating crop yield and the quality of plants. The aim of this study was to determine the effects of hetero and autotoxicity of allelo chemicals leaking from the roots of three sub species of Oryza sativa L. namely Indica, Japonica and Javanica and check their effects on 13 morphologic characteristics and some phenolic acids of these plants on their growth and development under in vitro conditions. Each of the sub species showed variable effects of hetero and autotoxicity on the morphological and chemical attributes of the three subspecies. Neither heterotoxicity, nor autotoxicity showed severe lethal effects on the morphological attributes of rice. If a comparison of the three species is made, the Japonica was least and the Indica was highly autotoxic. The Javanica lied in between the two. The maximum depression was noted for all morphologic characters, when 5 plants of Indica were grown with three plants of Javanica in the first experiment. 
The second experiment compared Japonica and Indica, which showed similar observations for both autotoxicity, and heterotoxicity with variable lethal effects on the morphological attributes of the two subspecies. If a comparison between the two is made, the expression was irregular. Japonica was maximum toxic when the 7 plant of Japonica were grown with a single plant of Indica. However, dry weights of roots, shoots and plant showed maximum toxicity when the 3 plants of Japonica were grown together with 5 plants of Indica sub species.  
The third experiment with Javanica and Japonica showed that 5 Javanica plants grown with three Indica plants were grown together, they showed maximum depression on plant shoot length, root length and plant length. However, rest of the parameters showed maximum depression when 6 plants of Javanica were grown together with 3 plants of Japonica subspecies.  
The experiment made use of three sets of Indica-Javanica, Japonica-Indica, and Javanica-Japonica to compare the morpological performance of each of the subspecies on the other, it was found when equal number of plants were used they induced moderate depression in each set of the expreriment. This transitional depression decreased with each increase in number of Indica plants compared to Javanica plants. This transitional depression was irregular when Japonica-Indica were used and increased with each increase in number of Javanica-Japonica set. In terms of phenolic acid compounds, using all 3 subspecies alone and using Indica-Javanica, Japonica-Indica and Javanica-Japonica as mixtures showed a change in the ratios of phenolic compounds (benzoic acid, caffeic acid, cinnamic acid and syringic acid). Significant effects of auto and heterotoxicity were observed on plant growth parameters by using the seeds singley or in combination for auto or hetero toxicity of the respective in vitro grown plants. The results can be used to quantify phenolic acids secreted by explants and to counteract them. The results will help to solve or reduce the widespread necrosis issue on explants in tissue cultures, and to increase the regeneration potential of explants.