Fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) tuz stresinde ferulik asitin bazıfizyolojik, biyokimyasal ve moleküler etkilerinin belirlenmesi
Determination of some physiological, biochemical and molecular effects of ferulic acid on salt stress in bean (Phaseolus vulgaris L.)
Yazar: BÜŞRA HİLAL YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA ARSLAN YÜKSEL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Amaç: Tuz stresi, özellikle fasulye gibi tuzluluğa duyarlı bitkilerin tarımını belirgin bir şekilde etkileyen önemli bir abiyotik stres faktörüdür. Bu çalışmada tuzluluğa toleranslı bir fasulye çeşidinde (Gina) ferulik asitin (FA) NaCl stresi altında bazı biyokimyasal, fizyolojik ve bazı stres genleri üzerine olan iyileştirici etkilerinin tespit edilmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Gina çeşidine ait fasulye tohumları (Phaseolus vulgaris L.) perlitte 15 gün boyunca çimlendirilmiş, ardından fideler Hoagland çözeltisi içeren hidroponik ortama aktarılarak NaCl (200 mM) ve FA'nın (0,5, 1 ve 2 mM) farklı dozlarına maruz bırakılmıştır. Uygulamalardan 7 gün sonra, kök ve sürgün uzunluğu (cm), kök ve sürgün ağırlığı (g), yaprak nispi su içeriği (YNSİ, %), klorofil içeriği (SPAD), elektrik iletkenliği (Eİ) ölçülmüştür, Hasat edilen örneklerden daha sonra hücre membran hasarı (H2O2 ve MDA) ve antioksidan enzim aktiviteleri [süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD), askorbat peroksidaz (APX)] belirlenmiş, ayrıca yaprak dokularından PvCPP5, PvGSTU3, PvGPAT9, PvSOD ve PvAPX genlerinin mRNA ifade seviyeleri tespit edilmiştir.
Bulgular: NaCl stresi uygulanan fasulye örneklerinin kontrole kıyasla kök ve sürgün uzunlukları/ ağırlıkları, YNSİ ve SPAD değerleri azalış gösterirken, Eİ, H2O2, MDA içerikleri ve SOD, POD ve APX enzim aktiviteleri artış göstermiştir. Bunun yanı sıra tek başına FA uygulamaları kontrole kıyasla kök ve sürgün uzunlukları/ ağırlıkları, YNSİ, SPAD, Eİ, H2O2, MDA içerikleri ve SOD, POD ve APX enzim aktiviteleri değişkenlik göstermiştir. NaCl ve FA dozlarının birlikte yapıldığı uygulamalarda ise FA uygulamasının tüm dozlarının NaCl stresinin etkisini azaltarak bu parametrelerde genel olarak iyileştirmeye neden oldukları, 1 mM FA dozunun ise diğer dozlara kıyasla daha iyi bir etki gösterdiği belirlenmiştir. Yine NaCl stresi ve FA uygulamalarının PvCPP5, PvGSTU3, PvGPAT9, PvSOD ve PvAPX genlerinin mRNA ifade seviyelerinde değişkenlik gösterdiği belirlenmiştir.
Sonuç: Araştırmada elde edilen bulgulara göre FA uygulamasının fasulyede tuz stresinin neden olduğu zararlı etkilerine karşı iyileştirici etki gösterdiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Phaseolus vulgaris, ferulik asit, SPAD, NaCI, Eİ, YNSİ, H2O2, MDA qPCR, antioksidan enzim aktivitesi

Abstract:
Aim: Salt stress is an important abiotic stress factor that significantly affects the cultivation of salinity-sensitive plants, especially in beans. In this study, it was aimed to determine the alleviative effects of ferulic acid (FA) on some biochemical, physiological parameters and expression levels of some stress-related genes under salt stress in bean seedlings.
Method: Bean seeds (Phaseolus vulgaris L.) of Gina variety were germinated in perlite for 15 days, then the seedlings were transferred to hydroponic medium containing Hoagland solution and exposed to different doses of NaCl (200 mM) and FA (0.5, 1 and 2 mM). 7 days after the applications, root and shoot length (cm), root and shoot weight (g), leaf relative water content (LRWC %), chlorophyll content (SPAD %), electrical conductivity (EC %) were measured. and cell samples were then collected from the harvested samples and cell membrane damage (H2O2 and MDA) and antioxidant enzyme activities [superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), ascorbate peroxidase (APX)] and mRNA expression levels of PvCPP5, PvGSTU3, PvGPAT9, PvSOD and PvAPX genes were determined from leaf tissues.
Results: While root and shoot lengths/weights, LRWC and SPAD values of bean samples subjected to NaCl stress decreased compared to the control, EC, H2O2, MDA contents and SOD, POD and APX enzyme activities increased. In addition, FA applications alone showed changes in root and shoot length/weight, YNSI, SPAD, EI, H2O2, MDA contents and SOD, POD and APX enzyme activities compared to the control. In applications where NaCl and FA doses were applied together, it was determined that all doses of FA application caused a general improvement in these parameters by reducing the effect of NaCl stress, and the 1 mM FA dose had a better effect compared to other doses. It was also determined that NaCl stress and FA applications showed variability in the mRNA expression levels of PvCPP5, PvGSTU3, PvGPAT9, PvSOD and PvAPX genes.
Conclusion: According to the findings obtained in the research, it was determined that the application of ferulic acid had a alleviative role against the harmful effects of salt stress in beans.

Keywords: Phaseolus vulgaris, ferulic acid, SPAD, NaCI, EC, RWC, H2O2, MDA, qPCR, antioxidant enzyme activities