Investigation of the physiological effects of Piriformospora indica on boron toxicity in wheat
Buğdayda Piriformospora indica'nın boron toksisitesi üzerine fizyolojik etkilerinin araştırılması
- Tez No: 909519
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMİT BARIŞ KUTMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Botanik, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Botany, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Kanser Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 271
Özet
Şu ana kadar yaygın bir küresel beslenme sorunu olarak bilinen bor (B) toksisitesi, birçok ülkenin tarım alanlarındaki mahsul verimine ciddi ölçüde engel olmaktadır. Arbüsküler mikorizal (AM) mantarlar gibi mikrobiyal simbiyontlar, bitki besin maddelerinin alımı, büyüme teşviki ve abiyotik ve biyotik streslere karşı direnç yoluyla bitki büyümesini artırabilir, dolayısıyla giderek artan ilgi görmektedir. Ayrıca, simbiyotik mantar Piriformospora indica, konukçu bitkilerin stres toleransını iyileştirme konusunda önemli potansiyele sahip bir kök mantar endofiti olarak kapsamlı olarak araştırılmaktadır. Birinci ve ikinci deneyler, Piriformospora indica'nın steril ve doğal toprak koşullarında iki ticari buğday çeşidinin fizyolojik ve morfolojik yönleri üzerindeki iyileştirici etkilerini ortaya çıkarmak amacıyla farklı B toksisitesi seviyelerinde yürütüldü ve sırasıyla vejetatif ve verim aşamalarında sonlandırıldı. Birinci deneyde P. indica, MDA konsantrasyonunu her iki test edilen çeşitte de %18 oranında azaltırken, REL ekmek ve makarnalık buğday için sırasıyla %94 ve %62 oranında azaldı. Mevcut deney, P. indica ile inoküle edilmiş ekmek ve durum buğdayında sürgün kuru maddesinde sırasıyla %21 ve %14 artışların olduğunu buldu. P. indica ile ekmek ve makarnalık çeşitlerin sürgün fosfor (P) içeriklerini sırasıyla %14 ve %5'e kadar iyileştirildi. Dahası sonuçlar, P. indica'nın ekmeklik buğdayın yeşil aksam antioksidatif enzim aktiviteleri üzerindeki pozitif etkilerini ortaya koymuş, bu da inoküle edilmemiş kontrol bitkilerine kıyasla takip eden artışlarla kanıtlanmıştır: %9 (süperoksit dismutaz), %9 (peroksidaz) ve %12 (askorbat peroksidaz). İkinci deneyde, P. indica ile inoküle edilmiş ekmek ve makarnalık buğday çeşitleri P. indica olmadan yetiştirilen bitkilerle kıyaslandığında sırasıyla dane sayısında %7 ve % 8, saman kuru maddesinde ise % 7 ve % 11 artış olduğu ortaya çıktı. Üçüncü deney, hem P. indica hem de arbusküler mikorizanın, steril toprakta mevcut bitki çeşitlerinin fizyolojik ve morfolojik yönleri üzerindeki iyileştirici etkilerini karşılaştırmalı olarak ortaya çıkarmak için farklı B toksisitesi ve P takviyesi seviyeleri altında gerçekleştirilmiş olup vejetatif aşamada sonlandırıldı. Sonuçlar, durum buğdayında sürgün P konsantrasyonunun P. indica ile %17'ye kadar iyileştirildiğini gösterdi. Karşılık gelen kontrol gruplarıyla karşılaştırıldığında, P. indica ile inoküle edilmiş ekmek ve durum buğdayı çeşitleri sırasıyla klorofil (%11 ve %9) ve karotenoid (%15 ve %10) biyosentezinde iyileşme gösterdi. Ayrıca bu deney, P. indica'nın yanı sıra AM mantarlarının hücre zarı hasarı üzerindeki iyileştirici etkilerini de göstermiş bu takip eden azalmalar ile kanıtlanmıştır; P. indica ile inoküle edilmiş ekmek ve durum buğdayı çeşitlerinde sırasıyla %20 ve %17 oranında ve AM ile inoküle edilmiş durum buğdayında ise %36 oranında. Mevcut tez, hem P. indica'nın hem de arbusküler mikorizanın her iki buğday çeşidine de farklı şekillerde ve önemli ölçüde fayda sağlayabileceğine dair önemli kanıtlar ortaya çıkardı. Bu araştırma, P. indica'nın birçok kurak ve yarı kurak bölgede bulunan B toksik koşullarında potansiyel olarak yararlı bir biyoteknolojik araç olabileceğini buldu. Ancak P. indica'nın saha koşullarındaki potansiyelini değerlendirmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Boron (B) toxicity, which has been known as a prevalent global nutritional issue thus far, significantly impedes crop yield in the agricultural areas of many countries. Microbial symbionts such as arbuscular mycorrhizal (AM) fungi can boost plant growth through the uptake of plant nutrients, growth promotion, and resistance against abiotic and biotic stresses, thus they have been receiving ever-increasing attention. Besides that, the symbiotic fungus Piriformospora indica has been extensively researched as a fungal root endophyte with considerable potential concerning improving host plants' stress tolerance. The first and second experiments were conducted under different B toxicity levels to unveil the ameliorative effects of Piriformospora indica on physiological and morphological aspects of two commercial wheat cultivars in sterile and native soil conditions and were terminated at vegetative and yield stages, respectively. In the first experiment, P. indica reduced MDA concentration by 18% in both tested cultivars, and REL by 94% and by 62% for bread and durum wheat, respectively. This experiment found that P. indica-inoculated shoot dry matter in bread and durum wheat with 21% and 14% increases, respectively. The shoot phosporus (P) contents of bread and durum cultivars were improved by P. indica up to 14% and 5%, respectively. The results showed the positive effects of P. indica on the shoot antioxidative enzyme activities of bread wheat, as evidenced by the following increases: 9% (superoxide dismutase), 9% (peroxidase), and 12% (ascorbate peroxidase) when the plants were inoculated with P. indica as compared to the control plants. The second experiment revealed P. indica-inoculated yield parameters in bread and durum wheat cultivars with 7% and 8% increases in grain numbers and 7% and 11% increases in straw dry matters, respectively in comparison to plants grown without P. indica. The third experiment was conducted under different B toxicity and P supplementation levels to unveil comparatively the ameliorative effects of both P. indica and arbuscular mycorrhizal fungi on physiological and morphological aspects of the same cultivars in sterile soil and terminated at vegetative stage. The results found that the shoot P concentration was improved by P. indica up to 17% in durum. Compared with corresponding control groups, P. indica-inoculated bread and durum wheat cultivars displayed improved chlorophyll (11% and 9%) and carotenoid (15% and 10%) biosynthesis, respectively. This experiment also showed the ameliorative effects of P. indica as well as AM fungi on the cell membrane damage as evidenced by the following reductions in P. indica-inoculated bread and durum wheat with 20% and 17% respectively, and in AM-inoculated durum wheat with 36%. The current dissertation revealed major evidence that both P. indica and arbuscular mycorrhiza can significantly confer benefits to either cultivar in different manners. This research found that P. indica can be a potentially useful biotechnological tool under B toxic conditions found in many arid and semiarid regions. Nevertheless, more studies are needed to assess to the potential of P. indica under field conditions.
Benzer Tezler
- An investigation of the mycorrhiza-like growth-promoting and stress tolerance-enhancing effects of Piriformospora indica on bread and durum wheat in relation to boron toxicity and salinity stress
Piriformospora indica'nın ekmeklik ve makarnalık buğday üzerindeki mikoriza benzeri büyümeyi teşvik edici ve stres toleransını arttırıcı etkilerinin bor toksisitesi ve tuzluluk stresi bağlamında araştırılması
ÖZGÜR ALTUNDAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMİT BARIŞ KUTMAN
- Nano-silisyum dioksit (SiO2)'in ayçiçeği (Helianthus annuus L.) bitkilerinde fizyolojik etkilerinin araştırılması
Investigation of the physiological effects of nano-silicon dioxide (sio2) on sunflower (Helianthus annuus L.) plants
SİBEL KILIÇARSLAN
- Futbolda farklı dizayn edilen dar alan oyularının fizyolojik etkilerinin incelenmesi
Investigation of the physiological effects of differently designed narrow field shots in football
GÖRKEM TEMEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
SporİSTANBUL NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİHareket ve Antrenman Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT TUTAR
- Akciğer rezeksiyonu yapılan hastalarda rehabilitasyonun postoperatif derlenme üzerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of prehabilitation on postoperative recovery in patients undergoing lung resection
İREM BAŞARAN KARALAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
Anestezi ve Reanimasyonİstanbul ÜniversitesiAnesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZERRİN SUNGUR
- Sedanter bayanlar üzerinde 8 haftalık Tabata Protokolü'nün fiziksel ve fizyolojik etkisinin incelenmesi
Investigation of the physical and physiological effects of the 8-week Tabata Protocol on sedanter women
NURCAN AKPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
SporAtatürk ÜniversitesiBeden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDİNÇ ŞIKTAR