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: 144
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
- Use of NMR relaxometry to assess physicochemical characteristics of seeds and grains
Tohum ve tahılların fizikokimyasal özelliklerini değerlendirmek için NMR relaksometrenin kullanımı
KÜBRA ÜNAL
Doktora
İngilizce
2022
Gıda MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL MECİT ÖZTOP
PROF. DR. HAMİ ALPAS
- Tuz stresi ve geri kazanım sürecinde biberin morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal değişimlerinin incelenmesi
Investigation of morphological, physiological and biochemical changes of pepper during salt stress and recovery process
HACİ YUSUF KADAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ÜZAL
- Ayçiçeği ve buğday bitkisi kök eksudatlarının Sinapis arvensis ve Sinapis alba türlerinin tohum çimlenmesi ve fide gelişimi üzerine allelopatik etkilerinin araştırılması
The investigation allelopathic effects of sunflower and wheat plant root exudates on seed germination and seedling growth of Sinapis arvensis and Sinapis alba species
MUSTAFA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BotanikNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENGÜ TÜRKYILMAZ ÜNAL
- 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