Nikel stresine maruz kalan biber fidelerinde 2-hidroksimelatonin (2-ohm) uygulamalarının glioksalaz mekanizması üzerine etkileri
Effects of 2-hydroxymelatonin (2-ohm) applications on glyoxalase mechanism in pepper seedlings exposed to nickel stress
- Tez No: 999732
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KORKMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ziraat, Agriculture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bahçe Bitkileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Melatonin (N-asetil-5-metoksi-triptamin), biyotik ve abiyotik stres toleransını artıran, büyüme düzenleyici ve antioksidan özelliklere sahip bir fitohormon olarak bilinmektedir. Bu bağlamda melatonin metabolizmasının bir ürünü olan 2-hidroksimelatonin (2-Ohm), abiyotik stres koşullarında bitki savunma sistemlerini güçlendiren ve metabolik düzenlemelerde kritik işlevler üstlenen bir molekül olarak dikkat çekmektedir. Literatürde yer alan sınırlı sayıda çalışma 2-Ohm'in yalnızca melatoninin bir metaboliti değil, aynı zamanda bağımsız bir stres düzenleyici molekül olarak da işlev görebileceğini düşündürmektedir. O nedenle bu çalışmada Ni stresi altındaki biber fidelerine dışarıdan yapılan 2-Ohm uygulamalarının bitki büyümesi, morfolojik özellikler, antioksidan savunma sistemi, glutatyon ve glioksalaz mekanizmaları üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Denemede dört gerçek yapraklı biber fideleri 3 hafta süreyle 150 ppm Ni stresine maruz bırakılmış ve stres öncesi ile stresin ortasında 0, 25, 50 ve 100 µM konsantrasyonlarda 2-Ohm uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre 50 ve 100 µM 2-Ohm uygulamaları fide büyümesini iyileştirmiş, oksidatif hasarı hafifletmiş ve antioksidan enzim aktivitelerini teşvik etmiştir. Ayrıca köklerde Ni birikimi belirgin şekilde azalmış, böylece ağır metal toksisitesine karşı koruyucu bir etki sağlanmıştır. Yüksek konsantrasyonlarda yapılan 2-Ohm uygulamaları glioksalaz sisteminde görev alan enzim aktivitelerinde belirgin artışlara yol açmış dolayısıyla metilglioksalaz (MG) detoksifikasyonunu hızlandırarak Ni toksisitesini önemli ölçüde hafifletmiştir. Glutatyon metabolizmasıyla uyumlu şekilde çalışan bu sistem sayesinde 2-Ohm'in glutatyon döngüsünü destekleyerek sinerjik bir koruma mekanizması oluşturduğu ortaya konulmuştur. Bulgular, 2-Ohm'in yalnızca bir melatonin metaboliti olmadığını, Ni stresi gibi ağır metal kaynaklı abiyotik streslerde glioksalaz sistemini doğrudan teşvik ederek MG detoksifikasyonunu artıran ve oksidatif stresi hafifleten bağımsız bir düzenleyici molekül olduğunu ortaya koymaktadır. Sonuç olarak bu araştırma bulguları, biber gibi kültür bitkilerinde Ni toksisitesine karşı toleransı iyileştirmede 2-Ohm'in kullanılabileceğini ilk kez ortaya koymuştur. Fakat daha güvenilir sonuçların elde edilmesi ancak arazi koşullarında melatoninle birlikte karşılaştırmalı olarak daha ayrıntılı araştırmalar sonucu mümkün olacaktır.
Özet (Çeviri)
Melatonin (N-acetyl-5-methoxytryptamine) is a well-known phytohormone with growth-regulating and antioxidant properties that enhance tolerance to both biotic and abiotic stresses. In this context, 2-hydroxymelatonin (2-Ohm), a major metabolite of melatonin metabolism, has gained attention as a critical molecule that boosts plant defense systems and undertakes metabolic regulations under abiotic stress. Emerging literature suggests that 2-Ohm functions not only as a metabolite but as an independent stress-regulatory molecule. Therefore, this study investigated the effects of exogenous 2-Ohm applications on plant growth, morphological characteristics, the antioxidant defense system, and glutathione and glyoxalase mechanisms in pepper seedlings exposed to nickel (Ni) stress. In the experiment, pepper seedlings at four-leaf stage were exposed to 150 ppm Ni stress for three weeks, and 2-Ohm was applied at concentrations of 0, 25, 50, and 100 µM both prior to and in the midst of the stress period. The results demonstrated that 50 and 100 µM 2-Ohm treatments significantly improved seedling growth, alleviated oxidative damage, and stimulated antioxidant enzyme activities. Furthermore, Ni accumulation in the roots was markedly reduced, providing a protective effect against heavy metal toxicity. Higher concentrations of 2-Ohm led to significant increases in the activities of enzymes involved in the glyoxalase system, thereby accelerating methylglyoxal (MG) detoxification and substantially alleviating Ni toxicity. It was revealed that this system, acting in coordination with glutathione metabolism, creates a synergistic protection mechanism by supporting the glutathione cycle. These findings indicate that 2-Ohm is an independent regulatory molecule that directly promotes the glyoxalase system, enhances MG detoxification, and mitigates oxidative stress under heavy metal-induced abiotic stresses such as Ni toxicity. In conclusion, this research is the first to demonstrate that 2-Ohm can be utilized to improve tolerance against Ni toxicity in crop plants like pepper. However, more reliable conclusions could only be drawn through more detailed comparative studies with melatonin conducted under field conditions.
Benzer Tezler
- Evolutionary engineering strategy for the adaptation to cobalt stress in a carotenoid producing yeast
Evrimsel mühendislik yöntemiyle karotenoid üreten mayanın kobalt stresine adaptasyonu
CEREN GÖRAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mikrobiyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Kuraklık stresine maruz kalan buğdayda (Triticum aestivum) genetik ve epigenetik değişiklikler üzerine putresinin etkisinin moleküler yöntemler ile belirlenmesi
Identification of effects of putrescine on genetical and epigenetical changes on wheat (Triticum aestivum) which is exposed to drought stress with molecular methods
ESRA ARSLAN
- Yüksek kromlu beyaz dökme demir / aısı 1030 çelik çiftinin nikel ara tabaka kullanarak sürtünme kaynak yöntemiyle birleştirilmesi mikroyapı ve mekanik özelliklerinin araştırılması
The investigation of microstructure and mechanical properties of high chromium white cast iron / aisi 1030 steel couple bonding by friction welding by using nickel interlayer
EYYÜP MURAT KARAKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiAdıyaman ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TANJU TEKER
- İnconel 738 alaşımının kutu sementasyonu ile alüminizasyonu ve kinetiğinin incelenmesi
Investigation of aluminizing and kinetics of inconel 738 alloy by pack cementation
BAHRİYE KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖZDE FATMA ÇELEBİ EFE
- Escherichia coli W3110'da porin proteinlerinin (OmpA, OmpC, OmpF. OmpG, OmpT, LamB ve PhoE) metal stresindeki rollerinin belirlenmesi
Determination of the role of porin proteins (OmpA, OmpC, OmpF. OmpG, OmpT, LamB and PhoE) under metal stress in Escherichia coli w3110
GÜLÇİN ÇETİN KILIÇASLAN
Doktora
Türkçe
2023
BiyolojiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CİHAN DARCAN