Aklimasyonun kuraklık stresi altındaki bamya fidelerinde bitki gelişimi ve antioksidan enzim aktivitesi üzerine etkisi
Effect of acclimation on plant growth and antioxidant enzyme activity of okra seedling under drought stress
Yazar: ÜMİT TORUN
Danışman: PROF. DR. MELEK EKİNCİ
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Amaç: Tarımsal üretimde bitki büyüme ve gelişmesini kısıtlayan en önemli faktörlerden biri kuraklıktır. Bu çalışma, bamya bitkisinde fide döneminde yapılan aklimasyonun daha sonra ortaya çıkabilecek şiddetli su kısıtı koşullarında fide gelişimi üzerindeki etkilerinin belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür.
Yöntem: Çalışmada, bamya (Abelmoscus esculentus L. cv. Sultani) fideleri 2,5 L lik saksılara aktarılmış, 3 tekerrürlü ve her tekerrürde 6 bitki olacak şekilde tesadüf parselleri deneme desenine göre düzenlenmiştir. Çalışmada sulamalar tarla kapasitesindeki uygulama (NA: %100-%100), aklimasyon yapılan uygulama (DA: %80-%100), aklimasyon yapılmayan ve kuraklık stresi yapılan uygulama (NAS: %100-%40), aklimasyon yapılan ve kuraklık stresi yapılan uygulama (DAS: %80-%40) şeklinde planlanmıştır. Uygulamaların etkisi bitki boyu, gövde çapı, yaprak alanı, bitki yaş ağırlığı, bitki kuru ağırlığı, kök yaş ağırlığı, kök kuru ağırlığı, klorofil okuma değeri (SPAD), klorofil a, klorofil b, toplam klorofil, doku oransal su içeriği (DOSİ), melondialdehit (MDA) ve hidrojen peroksit (H2O2) miktarı ile süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD) ve katalaz (CAT) enzim aktiviteleri açısından incelenmiştir.
Bulgular: NAS ile bamyada bitki büyüme özelliklerinde önemli ölçüde azalmalar meydana gelmiştir. NAS ile kontrole (NA) göre bitki taze ağırlığında %62, bitki kuru ağırlığında %43, kök taze ağırlığında %42 ve kök kuru ağırlığında %12 oranında azalma meydana gelmiştir. Ayrıca NAS ile birlikte DOSİ, bitki boyu, gövde çapı, yaprak alanı, klorofil a, klorofil b, toplam klorofil değerilerinde NA uygulamasına göre önemli derecede düşüşler, MDA ve H2O2 içeriği ile SOD, POD ve CAT enzim aktivitelerinde ise artışlar meydana gelmiştir. Aklimasyon ile bamya fidelerinde hem normal şartlarda (DA) hem de kuraklık koşullarında (DAS) bitki gelişiminde önemli artışlar meydana gelmiştir. DAS ile bitki büyüme özelliklerinde meydana gelen azalmalar aklimasyon yapılmamış stresli bitkilere göre daha düşük olmuştur. DAS uygulaması ile bitki yaş ağırlığı, bitki kuru ağırlığı, kök yaş ağırlığı, DOSİ, bitki boyu, gövde çapı, yaprak alanı ve klorofil a içerinde meydana gelen düşüşler sırasıyla %51, %25, %26, %5, %21, %11, %49 ve %0,8 olarak belirlenmiştir. DAS ile MDA ve H2O2 içeriği ile SOD, POD ve CAT enzim aktivitelerinde meydana gelen artışlar NAS uygulamasına göre daha düşük seviyelerde seyretmiştir.
Sonuç: Sonuç olarak, bamyada kuraklık stresi ile birlikte fidelerde büyüme ve gelişme açısından zararlanma fazla olmuştur. Bununla birlikte fide döneminin ilk evrelerinde yapılan aklimasyon ile bitkilerde gerek normal sulama koşullarında gerekse kuraklık stresinde olumlu etkiler görülmüştür. Aklimasyonun bamya bitkisinin kuraklık stresine uyum mekanizmasında etkili olabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Purpose: Drought is one of the most important factors limiting plant growth and development in agricultural production. This study was carried out to determine the effects of acclimation in the seedling stage of okra plant on seedling growth under severe water deficit conditions that may occur later.
Method: In the study, okra (Abelmoscus esculentus L. cv. Sultani) seedlings were transplanted into 2,5 L pots and arranged in a randomized plot design with 3 replications and 6 plants per replication. Irrigations was planned as application at field capacity (NA: 100%-100%), application with acclimation (DA: 80%-100%), application without acclimation and drought stress (NAS: 100% - 40%), application with acclimation and drought stress (DAS: 80%-40%). The effect of the applications is determined by plant height, stem diameter, leaf area, plant fresh weight, plant dry weight, root fresh weight, root dry weight, chlorophyll reading value (SPAD), chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, tissue relative water content (DOSI), malondialdehyde (MDA) and hydrogen peroxide (H2O2) content, superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD) and catalase (CAT) enzyme activities.
Findings: Significant reductions in plant growth characteristics occurred in okra with NAS. NAS reduced plant fresh weight by 62%, plant dry weight by 43%, root fresh weight by 42% and root dry weight by 12% compared to the control (NA). In addition, with NAS, significant decreases were observed in DOSI, plant height, stem diameter, leaf area, chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll values compared to NA application, and increases in MDA and H2O2 content, and SOD, POD and CAT enzyme activities. With acclimation, significant increases occurred in growth of okra seedlings both under normal conditions (DA) and drought conditions (DAS). The reductions in plant growth characteristics with DAS were lower than the stressed plants without acclimation. With DAS application, decreases in plant fresh weight, plant dry weight, root fresh weight, DOSI, plant height, stem diameter, leaf area and chlorophyll a content were 51%, 25%, 26%, 5%, 21%, 11%, 49% and 0,8%, respectively. Increases in MDA and H2O2 content and SOD, POD and CAT enzyme activities with DAS were at lower levels compared to NAS application.
Results: As a result, okra was damaged in terms of growth and development of seedlings with drought stress. However, with acclimation in the early stages of the seedling period, positive effects were observed on plants both under normal irrigation conditions and drought stress. It was concluded that acclimation may be effective in the adaptation mechanism of okra plant to drought stress.