Kolza (Brassica napus L. ssp. oleifera)'nın bazı kışlık çeşitlerinde düşük sıcaklık toleransı ile ilgili fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerin araştırılması
Investigation of physiological and biochemical parameters related to low temperature tolerance in some winter oilseed rape (Brassica napus L. ssp. oleifera) cultivars
Yazar: ALİ DOĞRU
Danışman: DOÇ. DR. HÜSNÜ ÇAKIRLAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Biyoloji = Biology ; Botanik = Botany ; Fizyoloji = Physiology

Özet:
Bu çalışmada, kolza (Brassica napus L. ssp. oleifera)'nın kışlık iki çeşidinde (Eurol ve Hansen),erken ve geç rozet evrelerinde, soğuğa uyum (2 ºC'de 15 gün) sırasında meydana gelen fizyolojikdeğişimler, yapraklardaki iyon sızıntısı, fotokimyasal aktivite (bazı klorofil floresans parametreleri vepigment miktarları) ve bazı içsel dayanıklılık mekanizmaları (toplam çözünür karbohidrat ve prolinmiktarları; bazı antioksidant enzim aktiviteleri) yoluyla, gelişime bağlı olarak araştırılmıştır.Soğuğa uyum sonunda, her iki çeşidin 2., 3., 4. ve 5. yapraklarındaki su miktarı azalmış, iyonsızıntısı ise artmıştır. Klorofil floresansı parametrelerindeki değişimler ise nispeten olgunyaprakların düşük sıcaklıktan daha az etkilendiklerinin göstermiştir. Fm, Fv/Fm, Fv'/Fm', Î¦PSII, qp,ETH ve NPQ gibi parametreler Eurol'ün 2. ve 3. yapraklarında erken rozet evresinde soğuğa uyumsonunda, Hansen'e göre daha düşük; Fo ve 1-qp gibi parametreler ise daha yüksek bulunmuştur.Soğuğa uyum sonunda Eurol'ün 2. ve 3. yapraklarında, erken rozet evresinde, pigmentmiktarlarının (klorofil a, b, toplam klorofil ve toplam karotenoid), Hansen'e göre daha düşük olduğu;geç rozet evresinde ise arttığı bulunmuştur. Her iki çeşidin tüm yapraklarında, geç rozet evresindedaha belirgin olmakla birlikte, soğuğa uyum sonunda pentoz ve heksoz şeker birikimigerçekleşmiştir. Erken rozet evresinde, soğuğa uyum sonunda Hansen'in yapraklarındaki prolinmiktarı, Eurol'e göre daha yüksektir. Geç rozet evresinde ise iki çeşidin 2. ve 3. yapraklarındakiprolin miktarı azalırken, sadece Hansen'in 4. ve 5. yapraklarında prolin birikimi gözlenmiştir.Toplam SOD ve POD aktiviteleri erken ve geç rozet evrelerinde iki çeşidin tüm yapraklarında bellioranlarda artmıştır. APX ve GR aktiviteleri ise erken rozet evresinde Eurol'ün 2. ve 3. yapraklarındaHansen'e ve kontrollere göre azalırken, geç rozet evresinde artmıştır. Bu sonuçlar Hansençeşidinde gelişim evresinden bağımsız olarak soğuğa uyum sağlanması konusunda gereken bazımetabolik düzenlemelerin gerçekleştiğini, Eurol'de ise soğuğa uyumun sağlanması için bitkilerindaha olgun olmaları gerektiğini göstermektedir.Anahtar Kelimeler: Kışlık kolza, soğuğa uyum, iyon sızıntısı, klorofil floresansı, fotosentetikpigmentler, karbohidrat, prolin, antioksidant enzimlerDanışman: Doç. Dr. Hüsnü ÇAKIRLAR, Hacettepe Üniversitesi, Biyoloji Bölümü,Botanik Anabilim Dalı

Abstract:
In this study, the physiological changes observed during cold acclimation at 2 ºC for 15 days wereinvestigated through ion leakage, photochemical activity (some chlorophyll fluorescenceparameters and pigment contents) and some endogenous resistance mechanisms (total solublecarbohydrate and prolin contents and activities of some antioxidant enzymes) in two winter oilseedrape cultivars (Brassica napus L. ssp. oleifera cvs. Eurol and Hansen) on the basis of developmentin both early and late rosette stages.At the end of cold acclimation, water contents of 2nd, 3th, 4th and 5th leaves of both cultivars weredecreased while ion leakage were increased. Changes in chlorophyll fluorescence parametersshowed that relatively mature leaves were much less affected by cold acclimation. In early rosettestage, chlorophyll fluorescence parameters such as Fm, Fv/Fm, Fv?/Fm?, Î¦PSII, qp, ETH and NPQwere lower in cv. Eurol?s 2nd and 3th leaves at the end of cold acclimation as compared to cv.Hansen while Fo and 1-qp were higher. At the same developmental stage, pigment contents(chlorophyll a, b, total chlorophyll and total carotenoid) in the leaves of cv. Eurol were lower thanHansen although it was increased at the late rosette stage. Pentose and hexose sugars wereaccumulated in all leaves of cvs. Eurol and Hansen by cold acclimation. However, it was moresignificant in late rosette stage. It was determined that more significant proline accumulation wasndobserved in cv. Hansen as compared to cv. Eurol. On the other hand, proline contents of 2 andth th th3 leaves of both cultivars were decreased in the late rosette stage while 4 nad 5 leaves of cv.Hansen were found to accumulate proline. In both developmental stages, total SOD and PODnd thactivities were increased in all leaves of cvs. Eurol and Hansen in some extent. In the 2 and 3leaves of cv. Eurol, it was shown that APX and GR activities were decreased in the early rosettestage as compared to both cv. Hansen and control values while it was increased in the late rosettesatge. These results suggest that some metabolic adjustment requirred for cold acclimation can bemade in cv. Hansen independent of the developmental stage while it was essential for cv. Eurolthat plants must be more mature to be able to acclimate to cold.Key words: Winter oilseed rape, cold acclimation, ion leakage, chlorophyll fluorescence,photosynthetic pigments, carbohydrate, proline, antioxidant enzymesAdvisor: Ass. Prof. Hüsnü ÇAKIRLAR, Hacettepe University, Department of Biology,Botany Section