Domatesin (Lycopersicon esculentum Mill.) tohum çimlenmesi ve bitki büyümesi üzerine selenyumun etkisi
The effect of selenium on seed germination and plant growth on tomato (Lycopersicon esculentum Mill.)
Yazar: NEŞE AYDIN
Danışman: PROF. DR. MUAMMER ÜNAL
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Botanik = Botany

Özet:
Bu araştırmada, domates (Lycopersicon esculentum Mill.) bitkisinin tohum, fide ve meyvasında değişen konsantrasyonlardaki Selenyumun (Se) etkisi ve birikimi incelenmiştir.Selenyum bitkilerde esas element olarak kabul edilmemesine rağmen günümüzde bu elementin bitki metabolizması ve büyümesi için gerekli olabileceği konusunda yaygın çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada değişen Se konsantrasyonlarına bağlı olarak domates (Lycopersicon esculentum Mill.) tohumlarında çimlenme yüzdesi, bitkinin kök ve gövde uzunlukları, taze?kuru ağırlık miktarları, farklı kısımlarında antosiyanin, karotinoid, klorofil, total çözünebilir protein içerikleri, peroksidaz (POD) ve polifenol oksidaz (PFO) aktiviteleri, çiçeklenme?meyvelenme süreçleri ve Se birikimi incelenmiştir.Çimlenme deneyleri sonucunda 10 ? M dan daha yüksek Se konsantrasyonlarının çimlenmeyi inhibe ettiği gözlenmiştir. Büyüme odalarında yetiştirilen domates fidelerinde 9. ve 40. günlerde ilgili analizler yapılarak değişen Se konsantrasyonlarının kök ve hipokotil büyümelerini etkilediği, ayrıca taze-kuru ağırlık miktarlarında önemli değişikliklere neden olduğu belirlenmiştir. Ancak kotiledonların kuru ağırlık miktarlarında dikkate değer bir değişim gözlenmemiştir. 10 ve 20 ? M Se uygulanan serilerde karotinoid miktarı diğer serilerden yüksek bulunmuştur. 9 günlük fidelerin klorofil içerikleri 40-50 ? M Se uygulanan serilerde artarken 40 günlük fidelerde ise 50 ? M Se içeren serilerde azaldığı tespit edilmiştir. Domates fidelerinin antosiyanin içerikleri yüksek Se konsantrasyonlarına bağlı olarak, 9 günlük fidelerin 30-50 ? M Se içeren serilerinde ve 40 günlük fidelerin 10-50 ? M Se içeren serilerinde artmıştır. 9 günlük fidelerin hipokotillerinde ve 40 günlük fidelerin yapraklarında total çözünebilir protein içeriğinin değişen Se konsantrasyonlarında arttığı gözlenmiştir. POD aktivitesi 9 günlük fidelerin köklerinde kontrole göre yüksek bulunmuş ve hipokotillerinde 30-50 ? M Se içeren serilerde artış görülmüştür. 40 günlük fidelerin yapraklarında ise POD aktivitesi 20 ? M dan itibaren artış göstermiş ve bu fidelerin kotiledonlarında değişen Se konsantrasyonları farklılıklara neden olmuştur. Domates fidelerinin bitki kısımlarında ölçülen PFO aktivitesinde seriler arasında değişimlerin olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca 40 günlük bitki kısımlarında Se birikimine bakılmış ve Se un bitkinin farklı kısımlarında özellikle de yapraklarda biriktiği belirlenmiştir. Domates bitkilerinin çiçeklenme ve meyvelenme süreçlerini de izlemek amacı ile kum kültürü düzeneği kurulmuştur. Kum kültürü bitkilerinde, çiçeklenme ve meyvelenme sürecinin Se artışına bağlı olarak geciktiği, oluşan meyve sayılarının, büyüklüğünün ve kuru ağırlık miktarlarının azaldığı kaydedilmiştir. Meyvelerde Se birikiminin ise en fazla 10 µM Se içeren seride olduğu saptanmıştır.

Abstract:
In this study were examined the effect and accumulation of selenium (Se) at varying concentration on seeds, seedlings and fruits of tomato (Lycopersicon esculentum Mill.).Although selenium is not considered as an essential element in plants current studies have been conducting on the fact that it may be necessary for plant metabolism and plant growth. Depending on varying Se concentration, germination rate, root and stem length of the plant, fresh-dry weight amounts, contents of anthocyanin, carotenoid, chlorophyll and total soluble protein, peroxidase (POD) and polyphenol oxidase (PFO) activities, flowering-fruit development periods and Se accumulation were investigated in this study.It was observed from the germination experiments that higher Se concentrations above 10 ? M inhibited germination rates. By carrying out the relevant analysis of 9 and 40 day-old tomato seedlings which were grown in the growth chamber, we found that varying Se concentrations affected the growth of root and hypocotyls, and additionally resulted in important changes at fresh-dry weight amounts. However, dry weight amounts of the cotyledons did not change significantly. Carotenoid content was higher in the series exposed to 10 and 20 ? M Se than in the other series. While chlorophyll content of 9 day-old seedlings increased in the series to which 40-50 ? M Se was applied, it decreased in 40 day-old seedlings receiving 50 ? M Se. Depending on higher Se concentrations, anthocyanin content of the tomato seedlings at 9 and 40 days was elevated in the series which were applied 30-50 ? M and 10-50 ? M Se, respectively. Hypocotyls of 9 day-old seedlings and leaves of 40 day-old seedlings indicated an increase in total soluble protein content with varying Se concentrations. Increased POD activity was found in the roots of 9 day-old seedlings in comparison with the control, and hypocotyls possessed also elevated POD activity in the series applied 30-50 ? M Se. Leaves of 40 day-old seedlings showed increased POD activity at 20 ? M and higher concentrations, whereas the cotyledons displayed different activities with varying Se concentrations. We determined changes at PFO activities, which were measured in plant parts of tomato seedlings, between the series. In addition, we examined Se accumulation in parts of 40 day-old plant, and found that Se accumulated in different parts of the plant, especially in leaves. Sand culture system was employed to determine flowering-fruit development periods of the tomato plants. It was found that flowering-fruit development period was delayed depending on higher Se concentrations, and the number, size and dry weight of the fruits were lowered in sand culture plants. The highest accumulation of Se in the fruits was in the series receiving 10 µM.