Ekmeklik buğday çeşitlerinde ardışık hidrojen peroksit uygulamalarının tuz stresi toleransı üzerine etkileri

Abstract

Bitki büyüme ve gelişimini önemli derecede etkileyen faktörlerden biri tuzluluktur. Literatürde düşük konsantrasyonda uygulanan hidrojen peroksit (H2O2)’in çeşitli abiyotik stres faktörlerine karşı etkili olduğu gösterilmektedir. Bu tez çalışmasında, 2017 yılı Kasım ayında ekim öncesi H2O2 ön uygulanmış ve 2018 yılı haziran ayında hasat edilmiş bazı ekmeklik buğday çeşitlerinin tohumlarına yeniden H2O2 uygulaması yapılarak erken gelişim döneminde tuz (NaCl) toleransına süperoksit dismutaz (SOD) enziminin etkisi araştırılmıştır. Ekim öncesi 100 µM H2O2 uygulaması (-H2O2: - kontrol; H2O2: + kontrol; 1xH2O2: 1 yıl önce H2O2 uygulanan; 2xH2O2: 1 yıl sonra ikinci kez H2O2 uygulanan) yapılan buğday fidelerine kademeli olarak farklı konsantrasyonda NaCl (0, 80, 160 mM) uygulanmıştır. 35 ve 49 günlük buğday fidelerinin morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal düzeyde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, erken gelişim döneminde 2xH2O2 uygulama grubunda H2O2 uygulama grubuna kıyasla sadece çimlenme oranı artarken diğer büyüme pametreleri azalma göstermiştir. Fide gelişim aşamasındaki 35 günlük fidelerde 2xH2O2 uygulama grubunda kök yaş ve kuru ağırlığı dışındaki büyüme parametrelerinde artış olduğu belirlenmiştir. 35 günlük fidelerdeki biyokimyasal sonuçlarda ise en düşük H2O2 miktarı NKÜ Lider çeşidinde ve -H2O2 ve 1xH2O2 uygulaması yapılan gruplarda saptanmıştır. En düşük TBARS miktarı Tosunbey çeşidinde ve 2xH2O2 grubunda olduğu gözlenmiştir. En yüksek SOD aktivitesinin NKÜ Lider çeşidinde olduğu, tüm H2O2 uygulamalarının SOD aktivitesinide artışa neden olduğu ve SOD aktivitesinin en yüksek seviyede 2xH2O2 uygulaması sonucunda olduğu gözlenmiştir. Buna karşın, 2xH2O2 uygulama grubu dışındaki tüm uygulama gruplarında H2O2 ve TBARS miktarlarında artış olduğu, 2xH2O2 uygulama grubunda ise H2O2 miktarı artarken TBARS miktarının azaldığı saptanmıştır. Bu tez çalışmasında, H2O2 ön uygulamasının 35 günlük fidelerde tuz stresinin meydana getirdiği baskıyı daha iyi tolere ettiği, ikinci kez uygulanan H2O2 ön uygulaması ile baskının ortadan kaldırılarak bitki gelişiminin iyileştiği saptanmıştır. Sonuç olarak, buğdayda ikinci kez yapılan H2O2 ön uygulamasının tuz stresine maruz bırakılan toleranslı buğday çeşitlerinde uzun süreli olarak bitki gelişiminde iyileşmeye neden olduğu belirlenmiştir.

Salinity is one of the factors affecting plant growth and development. In the literature, low concentration of hydrogen peroxide (H2O2) has shown to be effective against various abiotic stress factors. In this study, the effects of superoxide dismutase (SOD) on salt (NaCl) tolerance in early development period of some wheat varieties in H2O2 pre-treated before sowing in November 2017 and H2O2 re-pretreated to the seeds harvested in June 2018 were investigated. NaCl (0, 80, 160 mM) applied gradually to 100 µM H2O2 applied wheat seedlings (-H2O2: - control; H2O2: + control; 1xH2O2: H2O2 applied 1 year ago; 2xH2O2: H2O2 applied second time after one year) before the sowing. The morphological, physiological and biochemical changes of thrity five and fourty nine days old wheat seedlings were investigated. According to the results, only germination rate increased in 2xH2O2 group compared to H2O2 group, while other growth parameters decreased in the early development period. It was determined that growth parameters except root fresh and dry weight increased in 2xH2O2 group in 35 days old seedlings in seedling development stage. Biochemical results in 35 days old seedlings showed that the lowest amount of H2O2 was in NKU Lider cultivar and in groups treated with -H2O2 and 1xH2O2. The lowest TBARS amount was in Tosunbey variety and 2xH2O2 group. The highest SOD activity was in NKÜ Lider variety, all H2O2 pre treatment caused an increase in SOD activity and 2xH2O2 pre-treatment caused the highest SOD activity. However, H2O2 and TBARS amounts increased in all application groups except 2xH2O2 group, while H2O2 amount increased and TBARS amount decreased in 2xH2O2 group. In this study, it was found that H2O2 pretreatment better tolerated the stress caused by salt stress on 35 days seedlings, and second-applied H2O2 pretreatment eliminated the stress and improved plant growth. In conclusion, it was determined that H2O2 re-pre-treatment to wheat seeds resulted in improvement of plant growth in tolerant wheat varieties exposed to salt stress.