Bitki büyüme düzenleyicilerinin nikel ve krom stresi altındaki biber bitkilerinin fizyolojik gelişimi, oksidatif stres ve azotmetabolizması üzerine etkisi
Effect of plant growth regulators on physiological development,oxidative stress and nitrogen metabolism of pepper plants undernickel and chromium stress
- Tez No: 887195
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ KAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yüksek seviyelerde Nikel (Ni) ve Krom (Cr) bitkilerde toksisiteye yol açarak fizyolojik bozulmalara ve büyümesinin gerilemesine neden olur. Bu çalışmada Ni stresi (100 μM) koşullarında biber bitkilerine yapraktan Nitrik Oksit (NO, 0.1 mM) ve diüre (400 mg L-1) uygulamasının bireysel ve kombine etkileri incelendi. Benzer şekilde eksojen Tiamin (TA, 50 mg L-1) ve Hidrojen Sülfit (H2S, 0.2 mM) uygulamalarının Cr stresi (100 μM) altında bireysel ve kombine etkileri araştırıldı. Sonuçlarımız, Ni stresinin biber bitkilerinin üst aksam ve kök kuru ağırlığını sırasıyla %73 ve %62 oranında düşürdüğünü, ayrıca hidrojen peroksit (H2O2, %398), malondialdehit (MDA, %471) ve elektrolit sızıntısı (ES, %204) gibi oksidatif stres belirteçlerinin seviyelerini arttırdığını gösterdi. Ni stresi toplam klorofil içeriğini (%44), maksimum kuantum verimini (Fv/Fm, %23), bağıl su içeriğini (BSİ, %21), toplam çözünebilir şekerleri (%47) azalttı, ancak prolin (4,5 kat) ve fenolik içeriklerini (%43) arttırdı. NO ve diürenin ayrı ayrı veya birlikte uygulanması, biber bitkilerinde BSİ, prolin, toplam şekerleri ve fenolik içeriğini artırarak bitki büyümesini iyileştirdi. NO ve diüre uygulaması ile antioksidan enzimlerinin aktivitelerinde meydana gelen artış oksidatif stres parametrelerinde azalmaya neden oldu. Ni stresi nitrat redüktaz (NR, %57), glutamin sentetaz (GS, %32), glutamat sentaz (GOGAT, %36), glutamat dehidrojenaz (GDH, %38), protein içeriğini (%50) ve nitrat içeriğini (%35) azalttı. Ancak amonyum ve amino asit içeriğini sırasıyla %48 ve %73 oranında arttırdı. NO ve diüre uygulaması Ni stresi koşullarında azot asimilasyonunu ve protein içeriğini iyileştirdi. NO+Diüre uygulaması yaprak hücre duvarlarında ve kök vakuollerinde Ni'yi arttırdı, ancak hücre organellerinde Ni konsantrasyonunu azalttı. NO ve diüre kombinasyonu Ni birikimini azaltarak mineral besin alımını (N, P ve K) iyileştirdi. Ni stresi koşullarında NO ve diürenin birlikte uygulanması, tek başına uygulamalarına kıyasla daha belirgin sonuçlar ortaya çıkardı. Cr stresi, toplam klorofil içeriğini (%49), Fv/Fm (%29), BSİ (%30), toplam çözünebilir şekerleri (%48) azalttı, ancak prolin (5,7 kat) ve fenolik içeriklerini (%50) arttırdı. Cr stresi H2O2 (%488), MDA (%565) ve ES (%244) seviyelerinde artışa neden oldu ve bu durum bitki büyümesinin azalmasına yol açtı. TA ve H2S'in ayrı ayrı veya birlikte uygulanması, biber bitkilerinde BSİ, prolin, toplam şekerleri ve fenolik içeriğini artırdı. Antioksidan enzimlerinin aktivitelerini iyileştirerek Cr kaynaklı oksidatif stresi önemli ölçüde hafifletti. Cr stresi NR (%61), GS (%34), GOGAT (%40) ve GDH (43), protein (%33) ve nitrat (%49) içeriğini azalttı, ancak amonyum (%51) ve amino asit içeriğini (%105) artırdı. TA ve H2S Cr stresli bitkilerde azot asimilasyonunu ve protein içeriğini iyileştirdi. Yapraktan TA ve H2S uygulaması Cr toksisitesi nedeniyle azalan mineral besin (N, P ve K) alımını iyileştirdi ve sürgünlerde Cr birikimini azalttı. Genel olarak TA ve H2S'in Cr stresi altında kombinasyon halinde uygulanması Cr stresinin hafifletilmesinde bireysel uygulamalarına göre daha etkiliydi. Sonuç olarak, mevcut çalışma, bitki büyüme düzenleyicilerinin sinerjistik etki göstererek ağır metal stresine karşı daha etkili bir toleransın geliştirilmesine yönelik bilgiler sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
High levels of Nickel (Ni) and Chromium (Cr) cause toxicity in plants, causing physiological disruptions and growth retardation. In this study, the individual and combined effects of foliar application of Nitric Oxide (NO, 0.1 mM) and diurea (400 mg L-1) to pepper plants under Ni stress (100 μM) conditions were examined. Similarly, the individual and combined effects of exogenous Thiamine (TA, 50 mg L-1) and Hydrogen Sulfite (H2S, 0.2 mM) applications under Cr stress (100 μM) were investigated. Our results showed that Ni stress reduced the upper part and root dry weight of pepper plants by 73% and 62%, respectively, while also increasing the levels of oxidative stress markers such as hydrogen peroxide (H2O2, 398%), malondialdehyde (MDA, 471%), and electrolyte leakage (EL, 204%). Furthermore, Ni stress reduced total chlorophyll content (44%), maximum quantum yield (Fv/Fm, 23%), relative water content (RWC, 21%), total soluble sugars (47%), but increased proline (4.5-fold) and phenolic content (43%). Application of NO and diurea separately or together improved plant growth by increasing RWC, proline, soil sugars and phenolic content in pepper plants. The increase in the activities of antioxidant enzymes with NO and diurea application caused a decrease in oxidative stress parameters. Ni stress decreased nitrate reductase (NR, 57%), glutamine synthetase (GS, 32%), glutamate synthase (GOGAT, 36%), glutamate dehydrogenase (GDH, 38%), protein content (50%), and nitrate content (35%). However, it increased the ammonium and amino acid contents by 48% and 73%, respectively. NO and diurea application improved nitrogen assimilation and protein content under Ni stress conditions. NO+Diurea application increased Ni in leaf cell walls and root vacuoles, but decreased Ni concentration in cell organelles. The combination of NO and diurea improved mineral nutrient uptake (N, P, and K) by reducing Ni accumulation. Under Ni stress conditions, the combined application of NO and diurea produced more significant results than their sole application. Cr stress reduced total chlorophyll content (49%), Fv/Fm (29%), RWC (30%), total soluble sugars (48%), but increased proline (5.7-fold) and phenolic content (50%). Cr stress caused an increase in H2O2 (488%), MDA (565%) and EL (244%) levels, which led to reduced plant growth. Application of TA and H2S separately or together increased RWC, proline, total sugars and phenolic contents in pepper plants. It significantly alleviated Cr-induced oxidative stress by improving the activities of antioxidant enzymes. Cr stress reduced NR (61%), GS (34%), GOGAT (40%) and GDH (43), protein (33%) and nitrate (49%) content. However, it increased the ammonium (51%) and amino acid content (105%). TA and H2S improved nitrogen assimilation and protein content in Cr-stressed plants. Foliar TA and H2S application improved mineral nutrient (N, P, and K) uptake, which was reduced due to Cr toxicity, and reduced Cr accumulation in shoots. In general, the combination application of TA and H2S under Cr stress was more effective in alleviating Cr stress than their individual applications. In conclusion, the current study provides information on the development of a more effective tolerance to heavy metal stress by synergistic effects of plant growth regulators.
Benzer Tezler
- Effect of auxin-like plant growth regulators on salt stressed wheat varietes
Tuz stresi altındaki buğday türlerine oksin benzeri bitki büyüme düzenleyicilerinin etkisi
AYŞE MELTEM MAVİTUNA
Yüksek Lisans
İngilizce
1996
Bilim ve TeknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Buğdayda farklı melezleme teknikleri kullanarak tohum tutma oranının saptanılması
Başlık çevirisi yok
İSMAİL TÜZÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
ZiraatUludağ ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİS RUHİ EKİNGEN
- Peyzaj düzenleme çalışmalarında kullanılan ve kullanılmaya uygun çeşitli taşların özellikleri ile İzmir ve yakın çevresinde bunlara ilişkin kaynaklar üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
E. VECDİ KÜÇÜKERBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Peyzaj MimarlığıEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLÇİN ASLANBOĞA
- Samsun ve çevresinde tarla sarmaşığı (conuolvulus arvensis L.)'na karşı biyolojik savaşa esas olacak fauna tespiti
Investigations on the insect fauna of the field binweed (Conuolvulus arvensis L.) related to its biological control in Samsun Province
YASEMİN UFUK GERMAN