Pamuk (Gossypium hirsutum L.) Kalluslarında Tuz Stresine Karşı Bazı Morfolojik Fizyolojik ve Biyokimyasal Parametrelerin Araştırılması
Proje no. 20040 · Durum: Kapanmış · 2018
Özet
En önemli abiyotik stres faktörlerinden biri olarak bilinen tuz stresinin, pamuk üretim alanlarında verimi kısıtladığı bilinmektedir. Bu çalışmada, in vitro koşullarda tuza dayanıklı (Carmen) ve duyarlı (NM-503) olduğu bilinen iki farklı pamuk çeşidine ait tohumlardan elde edilen kalluslara farklı konsantrasyonlarda NaCl uygulaması yapılarak tuz stresinin oluşturulması ve bu stresin kalluslar üzerinde meydana getirdiği morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal etkilerin incelenilmesi hedeflenmiştir. Carmen ve NM-503 çeşitlerine ait tohumlar, yüzey sterilizasyondan sonra in vitro’da yarı katı besin ortamlarında (1/2 MS) kültüre alınarak çimlendirilmişlerdir. Çimlenen 7 günlük steril fidelerin hipokotil eksplantlarından oluşturulan kalluslar altkültürlerle çoğaltılarak belirlenen tuz konsantrasyonuna sahip besin ortamlarında 4 hafta büyümeye bırakıldıktan sonra fizyolojik, morfolojik ve biyokimyasal parametreleri incelenmiş ve tuza tolerans durumları değerlendirilmiştir. Morfolojik ve fizyolojik olarak, yaş ağırlık, kuru ağırlık, kallus rengi, kallus yapısı, kallus oluşum yüzdesi incelenen kalluslarda 400 mM tuz uygulanan konsantrasyonda iki çeşidin de büyümesinin durduğu gözlemlenmiştir. Morfolojik ve fizyolojik gözlemlere göre duyarlı olduğu bilinen NM-503 çeşidinin in vitro’da bitki doku kültürlerine yanıtlarının daha uygun olduğu görülmüştür. Çeşitlerin artan tuz konsantrasyonunda klorofil miktarlarının değişmediği, karotenoid miktarlarının azaldığı görülmüştür. Fotosentetik aktivitelerin artan tuz konsantrasyonu varlığında pamuk bitkisinde iki çeşit için de ayırt edici bir özellik olmadığı görülmüştür. Dayanıklı olduğu bilinen Carmen çeşidinde artan tuz konsantrasyonu varlığında prolin miktarının artıp duyarlı olduğu bilinen NM-503 çeşidinde ise azalması pamuk bitkisinin ozmotik regülasyonlarla tuz stresini tolere ettiğini açıklamaktadır. DPPH analizleri sonucu artan tuz konsantrasyonundan iki çeşidin de % inhibisyonlarının azaldığı görülmektedir. Carmen çeşidinin prolin miktarı 200 ve 400 mM NaCl uygulamasında 2.65 ve 3.10 µmol-1 g görülürken NM-503 çeşidinde aynı dozlardaki prolin miktarı 0.22 ve 0.21 µmol-1 g görülmüştür. Antioksidan enzimlerde Carmen çeşidinin POX miktarı 200 ve 400 mM NaCl uygulanan dozlarda sırası ile 15.6 ve 18.4 ünite mg-1 protein olarak en yüksek değerleri göstermiştir. SOD enzimi aktivitesinin Carmen çeşidinde yüksek görüldüğü dozlarda hidrojen peroksit miktarı düşük görülmüştür. NM-503 çeşidindeki hidrojen peroksit miktarının, aynı NaCl konsantrasyon uygulamasında daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir. Bunun sebebi Carmen çeşidinde POX ve APX enzimlerinin yüksek aktivite göstererek hidrojen peroksidin zararlı etkisini azaltmasına bağlı olduğunu göstermektedir. NM-503 çeşidi in vitro seleksiyon çalışmaları için morfolojik ve fizyolojik olarak uygun olmasına rağmen, Carmen çeşidinin 200 mM tuz konsantrasyonuna kadar ozmotik regülasyon ve antioksidan enzim aktiviteleri ile tuzu tolere ettiği belirlenmiştir.