Physiological and biochemical analysis of seed priming effect on Brachypodium distachyon under abiotic stress
Abiyotik stres altındaki Brachypodium distachyon'da tohum ön uygulama etkisinin fizyolojik ve biyokimyasal analizi
- Tez No: 574724
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR SOĞUTMAZ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bitki ıslahçıları ve bilim insanları, büyüyen dünya nüfusunun gıda ve yem talebini karşılamak için abiyotik strese dayanıklı yeni çeşitler geliştirmeye çalışmaktadır. Tohum ön uygulaması (priming), bitkinin metabolizmasını aktive etmek için tohumun ekimden önce çeşitli kimyasallarla muamele edilmesi ile uygulanan bir hidrasyon tekniğidir. Priming senkronize çimlenmeyi sağlamak ve çimlenme oranını arttırmak içinyıllardır kullanılmaktadır. Bununla birlikte, son yıllarda yapılan araştırmalar, priming uygulamasının bitkinin abiyotik strese karşı savunma mekanizması üzerindeki etkisine odaklanmıştır. Brachypodium distachyon, buğday, arpa ve çavdar gibi gıda ve yem tedariğinde öneme sahip tahıllara model bir bitkidir. Bu çalışmada, B. distachyon (Bd-21 hattı) tohumları, hidropriming için distile su, osmopriming için potasyum nitrat (yüzde 1, 2, 3 KNO3) ve hormonal priming için salisilik asit (0.25, 0.5, 0.75 mM SA) ile muamele edilmiştir. Bu sayede, priming uygulamasının çimlenme parametrelerine etkisinin incelenmesi ve priming metotlarının tuz ve kuraklık stresi altındaki B. distachyon'da sebep olduğu fizyolojik ve biyokimyasal değişimlerin değerlendirmesi amaçlanmıştır. Çimlenme testi, tüm priming uygulamalarının, özellikle ortalama çimlenme süresi (MGT), çimlenme endeksi (GI), çimlenme belirsizliği (U) ve senkronizasyon (Z) olmak üzere çimlenme parametrelerine olumlu etkisi olduğunu göstermiştir. Bitkilerin biyokütle ve bitki boyu gibi morfolojik özellikleri, hidropriming ve düşük konsantrasyonlu KNO3 priming uygulamasından olumlu yönde etkilenmiştir. Tuz ve kuraklık stresi altında, prolin içeriği ve nispi membran geçirgenliği (RMP) artarken, nispi su içeriği (RWC) ve klorofil konsantrasyonu azalmıştır. Antioksidan seviyeleri (katalaz-CAT, peroksidaz-POD ve süperoksit dismutaz-SOD), priming uygulamaları arasında önemli farklılıklar göstermiştir. Genel olarak, yüzde 1 KNO3 ile priming uygulamasının, tuz ve kuraklık stresi altındaki B. distachyon'da tolerans sağlamak için tercih edilebileceği sonucuna varılabilir. Bilgimiz dahilinde B.distachyon'da priming uygulaması ilk bu çalışmada yapılmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, priming sonrası B. distachyon ve diğer tahıllarda abiyotik stres toleransının altında yatan moleküler mekanizmaları araştırmak için omik çalışmalarda kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Plant breeders and scientists try to develop more precise solutions for the production of new varieties, which are more resistant to abiotic stress to supply the food and feed demand of the growing world population. Seed priming is a hydration technique by treating seeds with various chemicals to activate the metabolism of the plant prior to sowing. For many years, seed priming has been used to achieve synchronized germination and increased germination rate. However, in recent years, studies have focused on the effect of seed priming on the plant's defense mechanism against abiotic stress. Brachypodium distachyon is a model plant for important cereals such as barley, wheat and rye that have great importance as food and feed supply. In this study, B. distachyon (Bd-21 line) seeds were treated with distilled water for hydropriming, potassium nitrate (1, 2, 3 per cent KNO3) for osmopriming, and salicylic acid (0.25, 0.5, 0.75 mM SA) for hormonal priming to investigate the effect of seed priming on germination parameters and evaluate the physiological and biochemical changes caused by different priming methods in B. distachyon plants under salt and drought stress. The germination test showed that all priming methods had a positive effect on seed germination parameters, in particular, mean emergence time (MGT), germination index (GI), uncertainty of germination (U) and synchronization (Z). Morphological characteristics of plants such as biomass and plant height were positively affected by hydropriming and low concentrations of KNO3. Relative water content (RWC) and chlorophyll concentration decreased while proline content and relative membrane permeability (RMP) increased under salt and drought stress. Antioxidant levels (catalase-CAT, peroxidase-POD and superoxide dismutase-SOD) showed extensive variation and significant differences among priming treatments. Overall, it can be concluded that osmopriming with 1 per cent KNO3 would be preferable for drought and salt stress tolerance in B. distachyon. To our knowledge, seed priming was performed for the first time in B. distachyon with this study. Therefore, the results of this study can further be used in omics studies to explore the molecular mechanisms underlying abiotic stress tolerance of B. distachyon and other cereal grains after seed priming
Benzer Tezler
- Yeşil sentezlenen magnetit nanopartikülün (Fe3O4NP) domatesin (Solanum lycopersicum L.) çimlenme, büyüme ve fizyolojisi üzerindeki etkileri
Assesment of the effects of green synthesized magnetit nanoparticle (Fe3O4NP) on germination, growth and physiology of tomato (Solanum lycopersicum L.)
BESTE TOTKANLI
- Selüloz-bazlı hidrojel/ag nanokompozit sentezi ve kuraklık stresikoşullarında biber bitkisi büyüme ve gelişmesine etkileri
Cellulose-based hydrogel/ag nanocomposite synthesis and effectsof growth and development of pepper plants under drought stress
KHAIRUL MAGHFIRAH HASANAH
- Kuraklık stresi altında nanopriming uygulamasının domates bitkisinde çimlenme ve fide gelişimine etkilerinin araştırılması
Exploring the effects of nanopriming application on germination and seedling development in tomato under drought stress
SEDANUR ŞEBİKBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Genetikİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÇAKIR
- Effects of metal and metal oxide nanoparticles on secondary metabolite synthesis, seed germination, biochemical and molecular characterization of Digitalis ferruginea subsp. ferruginea
Metal ve metal oksit nanoparçacıkların Digitalis ferruginea subsp. ferruginea bitkisinde sekonder metabolit sentezi, tohum çimlenmesi, biyokimyasal ve moleküler karakterizasyonlar üzerindeki etkileri
DIPUL KUMAR BISWAS
Doktora
İngilizce
2024
BiyolojiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SONGÜL GÜREL
- Doğu ladini [Picea orientalis (L.) Link] fidanlarının bazı fizyolojik ve biyokimyasal özellikleri üzerine kuraklık stresinin etkisi ile morfolojik özellikler arasındaki ilişki
The relationship between the effects of drought stress on some physiological and biochemical properties and morphological characteristics of oriental spruce [Picea orientalis (L.) Link] seedlings
AHMET KEREM SERTER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAHRETTİN ATAR