Cornerstone ve GF-677 anaçlarının kuraklık stresi toleranslarının in vitro koşullarda araştırılması
In vitro investigation of the cornerstone and GF-677 rootstocks tolerance to drought stress conditions
Yazar: RIDVAN PARLAR
Danışman: DOÇ. DR. DENİZ EROĞUL ; DR. ÖĞR. ÜYESİ NEVZAT SEVGİN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tohumluk Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Üretim ve Teknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Su stresi = Water stress

Özet:
Küresel ısınmadan kaynaklanan kuraklık, meyvecilik başta olmak üzere tarımsal üretimi ciddi şekilde etkilemektedir. Bu durum, kuraklığa dayanıklı anaçların kullanımını zorunlu hale getirmektedir. Cornerstone anacının kuraklığa uyum sağlama potansiyeli bakımından önemli bir anaç olma özelliği taşıdığı bildirilmektedir. Türkiye'de yeni bir anaç olan Cornerstone anacı ile yapılan çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada, GF-677 anacına alternatif bir anaç olarak görülen Cornerstone anacının kuraklık stresine verdiği tepki, in vitro koşullarda  değerlendirilmiş ve GF-677 anacı ile karşılaştırılmıştır. Bu amaçla in vitro koşullarda MS besi ortamına farklı konsantrasyonlarda ilave edilen Polietilen Glikol 8000 (PEG 8000) ile yapay bir kuraklık stresi oluşturulmuş ve PEG 8000 uygulaması sonrasında anaçlarda; explant başına oluşan sürgün sayısı, sürgün uzunluğu, sürgün yaş ağırlığı, sürgün kuru ağırlığı, klorofil içeriği, yaprak turgor ağırlıkları, nispi su içerikleri, prolin miktarı özellikleri yönünden incelenmiştir. Kontrol bitkilerinde GF-677 anacının sürgün sayılarının (5,1 adet/bitki), Cornerstone anacının sürgün sayılarına göre (2,2 adet/bitki) yüksek olduğu görülmüştür. %6'lık PEG 8000 uygulamasıyla sürgün sayısında GF-677 anacında %35 oranında, Cornerstone anacında ise %27 oranında bir azalma meydana gelmiştir. PEG 8000 uygulamasının artan konsantrasyonlarında her iki anaç sürgün uzunluklarında azalma yaşamıştır. Bu azalma GF-677 anacında, Cornerstone anacına göre sınırlı olmuştur. GF-677 anacı artan PEG 8000 konsantrasyonları ile yaş ve kuru ağırlığını artırırken, en yüksek %6 PEG konsantrasyonunda ise yaş ve kuru ağırlığını kontrol grubuna göre %22 oranında azaltmıştır. Cornerstone anacı ise artan PEG 8000 konsantrasyonları ile yaş ve kuru ağırlığını artırırken, en yüksek PEG 8000 konsantrasyonunda kontrol grubuna göre  kuru ağırlığını korumuş, yaş ağırlığını %24 oranında artırmıştır. Artan PEG 8000 konsantrasyonları ile GF-677 anacında klorofil miktarı azalmıştır . Cornerstone anacında klorofil miktarındaki azalma daha sınırlı olmuştur. PEG 8000 konsantrasyonunun artmasıyla her iki anaçta da prolin miktarlarında bir artış gözlenmiştir. Cornerstone anacı tüm PEG 8000 konsantrasyonlarında, GF-677 anacına göre daha yüksek prolin seviyeleri biriktirmiştir. Cornerstone anacı düşük sürgün sayısı, sürgün uzunluğunu stres koşulları ile birlikte azaltması, yaş ve kuru ağırlıktaki kontrollü artış ve en yüksek kuraklık stresi uygulamasında kontrol bitkileri ile aynı kuru ağırlığı vermesi, prolin miktarının yüksek olması, klorofil miktarında yüksek düşüşler yaşamaması ile kuraklık stresi koşullarında da dayanıklı bir anaç olduğunu göstermektedir. Bu, Cornerstone'un GF-677'e kıyasla belirli koşullar altında kuraklık stresine daha iyi uyum sağlayabileceğini gösterebilir. Ancak, her iki anaç  yüksek kuraklık stresi seviyelerinde benzer zorluklar yaşamış ve prolin seviyelerindeki artış ile kuraklık stresine adaptasyon göstermiştir. Çalışma sonucunda Cornerstone anacının da GF-677 anacı gibi kuraklığa toleranslı olduğu ve her iki anacın farklı koşullarda farklı derecelerde dayanıklılık gösterdiği  değerlendirilmiştir. In vitro koşullarda yapılan bu çalışmanın sonuçlarına göre, Türkiye için yeni bir anaç olan Cornerstone anacı da kurak koşullarda olan meyve yetiştiriciliği için kullanılabilecek bir anaç olarak önerilebilinir.

Abstract:
Global warming-induced drought significantly impacts agricultural cultivation, particularly fruit production. This situation necessitates the use of drought-resistant rootstocks. Cornerstone rootstock is reported as a crucial rootstock due to its significant potential for drought adaptation. The studies conducted with Cornerstone rootstock, relatively a new rootstock in Turkiye, are quite limited. The response of the Cornerstone rootstock, considered an alternative to GF-677, to drought stress was evaluated under in vitro conditions and compared with the GF-677 rootstock in this study. For this purpose, artificial drought stress was created by adding Polyethylene Glycol 8000 (PEG 8000) at different concentrations to the MS nutrient medium under in vitro conditions, and following the PEG 8000 application, characteristics such as shoot number per explant, shoot length, shoot fresh weight, shoot dry weight, chlorophyll content, leaf turgor weight, relative water content, and proline amount were examined in the rootstocks. The number of shoots of GF-677 rootstock in control plants (5.1 pcs/plant) was found to be higher than the number of shoots of Cornerstone rootstock 
(2.2 pcs/plant). When treated with 6% PEG 8000, the shoot count decreased by 35% in the GF-677 rootstock and 27% in the Cornerstone rootstock. As the concentration of PEG 8000 application increased, both rootstocks experienced a decrease in shoot length. This decrease was limited in GF-677 rootstock compared to Cornerstone rootstock. While there was an increase in the fresh and dry weight of GF-677 rootstock with increasing PEG 8000 concentrations, its fresh and dry weight decreased by 22% compared to the control group at the highest 6% PEG concentration. Cornerstone rootstock's fresh and dry weight increased with increasing PEG 8000 concentrations, while, at the highest PEG 8000 concentration, its dry weight stayed stable and its fresh weight increased by 24% compared to the control group. With increasing PEG 8000 concentrations, the amount of chlorophyll decreased in GF-677 rootstock.  The decrease in chlorophyll content was less pronounced in the Cornerstone rootstock. Furthermore, an increase in proline content was noted in both rootstocks as the concentrations of PEG 8000 increased. Cornerstone rootstock accumulated higher proline levels than GF-677 rootstock at all PEG 8000 concentrations.  The low number of shoots, decreased shoot length under stress, controlled rise in both fresh and dry weights, equivalent dry weight to control plants under severe drought stress, elevated proline levels, and insignificant decrease in chlorophyll content collectively suggest that the Cornerstone rootstock shows resistance to drought stress conditions. This may indicate that Cornerstone is likely better adapted to drought stress under certain conditions compared to 
GF-677.   However, both rootstocks experienced similar difficulties at high levels of drought stress and showed adaptation to drought stress through increased proline levels. The study's conclusion indicates that the Cornerstone rootstock, like the 
GF-677 rootstock, shows drought tolerance, with both rootstocks demonstrating varying levels of resistance under diverse conditions. Based on the findings of this study conducted under in vitro conditions, the Cornerstone rootstock, a novel option for Turkiye, is suggested as a suitable rootstock for fruit cultivation in drought-prone environments.