Buğdayda tuz stresinde bakır nanopartikülünün etkisinin belirlenmesi
Effect of copper nanoparticle on salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.)
- Tez No: 844110
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT SİNAN TAŞPINAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Ziraat, Biotechnology, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Amaç: Tuzluluk, ürün verimini etkileyen önemli bir abiyotik stres faktörü olduğundan, tuzluluk toleransı artırılmış bitkiler geliştirmek için birçok araştırma yapılmıştır. Bu nedenle, tuz stresi altındaki buğdayda morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerin yanı sıra stres şartları altında önemli rolleri bulunan TaSOS1, TaSOD2, GRP, SAP1 ve TaCIPK29 gibi stres genlerinin ifade seviyelerinin incelendiği bu çalışmada CuONP'nin tuz stresinde koruyucu rolünün ortaya çıkarılması amançlanmıştır. Yöntem: Tuzluluğa toleranslı (Kırmızı kılçık) ve hassas (Bezostaja-1) buğday genotiplerinin tohumları steril edilerek çimlendirilmiş ve elde edilen fideler hidroponik ortama alınarak 7 gün büyütülmüştür. Farklı konsantrasyonlardaki CuONP'ler (0, 10, 20 ve 40 mg/L) yapraklara sprey yöntemiyle uygulanmış ve uygulamadan 48 saat sonra farklı NaCl (0 ve 200 mM) konsantrasyonlarına maruz bırakılmıştır. Uygulamadan 14 gün sonra morfolojik [kök ve sürgün uzunluğu (mm), kökve sürgün yaş ve kuru ağırlığı (mg)], fizyolojik [hücre membran hasarı (%HMH), yaprak nisbi su içeriği (%YNSİ) ve klorofil içeriği (SPAD)], biyokimyasal (hidrojen peroksit (H2O2), malondialdehit (MDA), süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POD), prolin, Na+, Cu+2 ve K+ element miktarı) parametreleri ile TaSOS1, TaSOD2, GRP, SAP1 ve TaCIPK29 stresle ilgili genlerin mRNA ifade seviyeleri belirlenmiştir. Bulgular: Her iki genotipin her iki dokusunda da, kontrole kıyasla 200 mM NaCl stresinin kök/sürgün uzunluğu ve kök/sürgün yaş ve kuru ağırlıkları gibi morfolojik büyüme parametrelerini azaltığı, ancak NaCl stresi ile uygulanan CuONP'lerin ise tek başına strese göre bu parametrelerde artışa neden olduğu belirlenmiştir. Tuz stresi her iki genotip ve her iki dokuda yine fizyolojik parametreleri olumsuz etkilemiş; klorofil ve yaprak nispi su içeriğinde bir azalışa, hücre membran hasarında ise artışa neden olduğu görülmüştür. Yine, tuz stresi biyokimyasal parametrelerden POD antioksidan enzimini dokuya ve genotipe göre farklı şekillerde etkilediği ve SOD, MDA ve H2O2 aktivitesini ise her iki genotipin kök dokusunda artırdığı belirlenmiştir. Ayrıca tuz stresi, prolin ve Na içeriğinde bir artışa neden olurken, K+ ve Cu+2 içeriklerinde azalışa neden olmuştur. Tuz stresinin bu parametreler üzerindeki olumsuz etkisi, CuONP uygulamalarıyla hafifletilmiştir. qPCR sonuçlarına göre, TaSOS1, TaSOD2, GRP, SAP1 ve TaCIPK29 genlerinin ifade seviyelerinin genotipe, doku tipine ve stresin şiddetine göre değiştiği ve farklı CuONP uygulamalarının genlerin ifade seviyelerinde değişikliklere neden olduğu belirlenmiştir. Sonuç: Araştırmada elde edilen sonuçlara göre, CuONP uygulamasının buğdayda tuz stresinin neden olduğu negatif etkilere karşı iyileştirici rolü olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Purpose: Since salinity is an important abiotic stress factor affecting crop yield, much research has been done to develop plants with increased salinity tolerance. Therefore, this study, in which the effect of morphological, physiological, and biochemical parameters in wheat under salinity stress as well as the expression levels of stress genes such as TaSOS1, TaSOD2, GRP, SAP1, and TaCIPK29, which have important roles under stress conditions, was examined and it was aimed to reveal the protective role of CuONP in salinity stress. Method: Seeds of salinity tolerant (Kırmızı kılçık) and sensitive (Bezostaja-1) wheat genotypes were sterilized and germinated, and the resulting seedlings were placed in a hydroponic environment and grown for 7 days. CuONPs at different concentrations (0, 10, 20, and 40 mg/L) were applied to the leaves by spray method and 48 hours after application, they were exposed to different NaCl (0 and 200 mM) concentrations. 14 days after application, morphological (root/shoot length (mm), root/shoot fresh and dry weight (mg), physiological (cell membrane damage (CMD%), leaf relative water content (RWC%), chlorophyll content (SPAD), Biochemical (hydrogen peroxide (H2O2), malondialdehyde (MDA), superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), proline, Na, Cu, and K element analysis) parameters and mRNA expression of stress-related genes TaSOS1, TaSOD2, GRP, SAP1, and TaCIPK29 levels have been determined. Findings: In both types of tissues, 200 mM NaCl stress decreased morphological growth parameters like whole root/shoot length and root/shoot fresh and dry weights compared to the control. However, when CuONPs were added to the NaCl stress, these parameters went up compared to stress alone. Salt stress negatively affected physiological parameters in both genotypes and both tissues. It was observed that it caused a decrease in chlorophyll and relative water content and an increase in cell membrane damage. Again, it was determined that salt stress affected the POD antioxidant enzyme, one of the biochemical parameters, in different ways depending on the tissue and genotype, and increased SOD, MDA, and H2O2 activity in the root tissue of both genotypes. Additionally, while salt stress caused an increase in proline and Na content, it caused a decrease in K and Cu contents. CuONP applications alleviated the negative effect of salt stress on these parameters. According to qPCR results, it was determined that the expression levels of TaSOS1, TaSOD2, GRP, SAP1, and TaCIPK29 genes varied according to genotype, tissue type, and severity of stress and that different CuONP applications caused changes in the expression levels of the genes. Conclusion: The analysis results of the data obtained in the research revealed that CuONP application has a curative role against the negative effects caused by salt stress in wheat.
Benzer Tezler
- Farklı tuz konsantrasyonlarının ceylan 95 makarnalık buğday ve şahin 91 arpa çeşitlerinde bazı gelişme dönemleri ve morfolojik özellikler üzerine etkileri
The effects of some degrees of salinity on to some phenological periods and agronomical characteristics of durum wheat cultivar of ceylan 95 and barley cultivar of sahin 91
CEMİLE ADIYAMAN DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
ZiraatHarran ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. NEFİSE EREN ÜNSAL
- Tuzluluk stresinin buğdayda (Triticum aestivum L.) meydana getirmiş olduğu retrotranspozon polimorfizmi üzerine β-östradiol'ün etkisinin belirlenmesi
Determination of β-estradiol effect on retrotransposon polymorphi̇sm by salt stress in wheat (Triticum aestivum L.)
SEMRA YAĞCİ
- Tuzluluk stresinin buğdayda(Triticum aestivum L.) meydana getirmiş olduğu retrotranspozon polimorfizmi üzerine putresinin etkisinin belirlenmesi
Identification of effects of putrescine on retrotransposon polymorphizm which is caused of salinity stress on wheat (Triticum aestivum L.)
BURCU SIĞMAZ
- Ekmeklık buğdayda (Triticum aestivum L.) çimlenme ve erken gelişim döneminde kuraklık ve tuz stresine tepkilerin belirlenmesi
Determination of response to drought and salt stress on germination and early growth stage in bread wheat (Triticum aestivum L.)
ECE İYEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
ZiraatDicle ÜniversitesiTarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIRIM
- Buğdayda tuz stresi kaynaklı oksidatif hasarın yatıştırılması üzerine lipoik asitin moleküler ve biyokimyasal etkilerinin belirlenmesi
Determination of molecular and biochemical effects of lipoic acid on alleviation of salt stress-induced oxidative damage in wheat plants
ZEYNEP GÖRÇEK