Brassinosteroidlerin arpada (Hordeum vulgare L.) kök büyümesi, antioksidant sistem ve hücre bölünmesi üzerine etkileri
Effects of brassinosteroids on barley (Hordeum vulgare L.) root growth, antioxidant system and cell division
Yazar: GÖNÜL KARTAL
Danışman: PROF. DR. NERMİN GÖZÜKIRMIZI
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Antioksidan enzimler = Antioxidant enzymes ; Hordeum vulgare = Hordeum vulgare ; Hücre bölünmesi = Cell division ; Kök gelişimi = Root growth

Özet:
Brassinosteroidler (BR) bitkilerde endojen olarak bulunan steroid özellik ve yapıdaki hormonlardır. BR'lerin bitkilerde mitoz evresindeki hücrelerin sayısını artırmasının yanı sıra hücre genişlemesi, ksilem farklılaşması, tohum çimlenmesi, vejetatif büyüme ve apikal dominansı etkileme gibi özellikleri bulunmaktadır. Bu hormonlar bitkiye abiyotik stres durumlarında dayanıklılık kazandırır.Bu çalışmada arpa (Hordeum vulgare L. cv. Zafer 160) tohumları 1, 0.5 ve 0.1 mikromolar BR hormonu içeren çözeltide filtre kağıtları arasında karanlıkta bitki büyütme kabininde 25oC'de çimlendirildi. Kontrol grubu için yalnızca distile su kullanıldı. BR'nin kök gelişimi üzerine ve kök uçlarındaki sitogenetik etkileri araştırıldı. 48 saatlik kök uçları iyotlu potasyum iyodür (IKI) ile ve %45'lik asetik asit hidrolizinden sonra `4',6-diamidino-2-fenilindol' DAPI ile boyanarak fluoresan mikroskop altında incelendi. BR etkisinde bırakılan kök uçlarında genişlemeye ve aktif bölünmeye rastlandı. Çimlenen arpa tohumu köklerinden aseto orsein boyama teknikleri ile preparatlar yapıldı. 0.1, 0.5 ve 1 mikromolar BR hormonu içeren çözeltiler içerisinde çimlenen arpa tohumlarında BR'nin 48 saat içerisinde artan kontrasyona bağlı olarak kök uzunluğunu ve mitoz bölünme evresinde bulunan hücre sayısını kontrol grubuna göre anlamlı düzeyde arttırdığı gözlendi. Bunun yanısıra BR'nin arpada total çözülebilir protein miktarına, katalaz (EC 1.11.1.6), peroksidaz (EC 1.11.1.7) ve süperoksit dismutaz (EC 1.15.1.1) enzim aktivitelerine etkileri belirlendi. Arpa kök ucunda BR uygulanılan gruplarda kontrol grubuna göre katalaz ve peroksidaz aktivitelerinin azaldığı, süperoksit dismutaz aktivitesinin ise 0.5 ve 1 mikromolar konsantrasyonlarda BR uygulanan gruplarda azaldığı tespit edildi. Total çözülebilir protein miktarının kontrol grubuna göre 0.1 ve 0.5 mikromolar konsantrasyonda artış, 1 mikromolar konsantrasyonda ise azalma gösterdiği belirlendi. Sitogenetik ve sitohistolojik analizler sonucu elde edilen bulguların BR'lerin etki mekanizmasının ve arpa kök gelişiminin anlaşılmasına ve uygulamada malt sanayine katkılar sağlanması beklenmektedir.

Abstract:
Brassinosteroids (BRs) are endogenous plant hormones which have steroidal character and structure. BRs affect several biological processes, including cell expansion, xylem differentiation, seed germination, vegetative growth and promotion of apical dominance. Brassinosteroids confer resistance to plants against various abiotic stresses.In this study, barley (Hordeum vulgare L. cv. Zafer 160) seeds were germinated in the dark at 25oC temperature in plant growth cabin, between filter papers which contain three different concentrations of BRs; 1, 0.5 and 0.1 micromolar and using only distilled water for control groups. Effects of BRs on root growth were investigated and cytogenetic effects in root tips were also studied. Barley root tips obtained from germination of barley seeds during 48 hours were stained with iodine potassium iodide (IKI) and stained with 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) after the hydrolysation with 45 % acetic acid. Then they were analysed with fluorescent microscope (DM4000 B, Leica). Cell expansion and active cell division were observed in BR applied root tips. Preparations were made from germinated root tips with aceto orcein staining techniques. Root length of barleys which were germinated in solutions of 0.1, 0.5 and 1 micromolar BR and number of cells in mitosis increased at significant level with respect to increasing dose of BR when compared with control group during 48 hours. In addition to this, effects of BRs on total soluble protein content, catalase (EC 1.11.1.6), peroxidase (EC 1.11.1.7) and superoxide dismutase (EC 1.15.1.1) activities were investigated in barley root tips. Comparing the control group, with the one which was treated with BR, showed a decrease in catalase and peroxidase activities. 0.5 and 1 micromolar concentration of BR caused decrease in superoxide dismutase activity comparing to untreated control. It was observed that the total soluble protein concentration was increasing at 0.1 and 0.5 micromolar BR and decreasing at 1 micromolar BR compared to untreated control. It is anticipated that data obtained from cytogenetic and histogenetic assays contribute to the understanding of BR mechanisms and root growth of barley and also could contribute to the malt industry.