BİTKİ BÜYÜMESİNİ ve STRES TOLERANSINI ARTTIRMAK: ABİYOTİK STRES ALTINDA BİBER ve SOYA BİTKİLERİNDE MELATONİN, SALİSİLİK ASİT ve BAKTERİ AŞILAMASININ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada; yarı kurak ve kurak bölgelerde sıklıkla rastlanılan, tuz stresi (TS) ve bor toksisitesi (BT) gibi abiyotik stres etkilerinin, bitki büyümesi ve toprak mikrobiyal aktivitesi üzerine olumsuz etkilere neden olabileceği ortaya konulmuştur. Bu olumsuz etkileri azaltmak amacıyla, yapraktan uygulanan melatonin (MT) ve salisilik asit (SA) ve toprakta bakteri aşılaması (BA) gibi yöntemlerin biber (Capsicum annuum) ve soya (Glycine max (L.) Merr.) bitkilerinin gelişimi üzerindeki etkilerini incelemek için üç ayrı çalışma yürütülmüştür. Birinci çalışmada, biber ve soya bitkileri perlit ortamında yetiştirilerek kontrol, TS (100mM NaCl), BT (2mM B) ve TS+BT uygulamaları yapılmıştır. TS+BT uygulamasının bitki büyümesi (≅%50) ve klorofil (≅%60) içeriği üzerinde en büyük olumsuz etkiye sahip olduğu, reaktif oksijen türleri (≅%250), prolin (≅%400) ve malondialdehit (≅%320) içeriklerinin seviyelerini ise artırdığı görülmüştür. Mevcut stresin zararlı etkilerine karşı yapraktan yapılan 100 µM melatonin (MT) uygulaması, her iki bitkide de yaş ve kuru ağırlıkları (≅%50) ile klorofil (≅%55) içeriğini arttırmıştır ve reaktif oksijen türlerinin seviyeleri (≅%25) ve malondialdehit (≅%17) içeriğini de azaltmıştır (P≤0.05). Ayrıca MT uygulaması antioksidan enzim aktivitesini arttırarak stresle baş etmeye yardımcı olmuştur. İkinci çalışma, soya bitkisiyle toprak ortamında kurulmuş ve ilk çalışmadaki uygulamalara ek olarak bakteri aşılaması yapılmıştır. Bakteri aşılaması yapılmayan bitkilerde nodül oluşmazken, aşılamayla birlikte nodül oluşumu gerçekleşmiştir. Buna karşın TS+BT uygulaması ile, bitki büyümesi (≅%60) ve klorofil (≅%65) içeriği azaltırken, reaktif oksijen türleri (≅%300), prolin (≅%120) ve malondialdehit (≅%122) içeriği artmıştır. Dehidrogenaz aktivitesi (DHA) (≅%40), mikrobiyal biyokütle karbonu (MBC) (≅%75) ve CO2 (≅%75) değerleri gibi toprak mikrobiyal içerikleri de azalmıştır (P≤0.05). Çalışma kapsamında yapılan hem BA hem de MT+BA uygulamalarının bitkinin strese bağlı bu olumsuz etkilerini azalttığı ve bitkinin stres toleransını geliştirdiği görülmüştür. Üçüncü çalışmada ise ikinci çalışmadaki melatonin yerine yapraktan 0.5mM salisilik asit (SA) uygulanmış ve ikinci çalışmadaki uygulamalar tekrarlanmıştır. İkinci denemede olduğu gibi Bakteri aşılaması yapılmayan bitkilerde nodül oluşmazken, aşılamayla birlikte nodül oluşumu gerçekleşmiştir. TS+BT uygulaması ile, bitki büyümesi (≅%40) ve klorofil (≅%70) içeriği azaltırken, reaktif oksijen türleri (≅%280), prolin (≅%550) ve malondialdehit (≅%220) içeriği artmıştır. Dehidrogenaz aktivitesi (DHA) (≅%80), mikrobiyal biyokütle karbonu (MBC) (≅%60) ve CO2 (≅%25) değerleri gibi toprak mikrobiyal içerikleri de azalmıştır (P≤0.05). Yapılan hem BA hem de SA+BA uygulamalarının bitkinin strese bağlı bu olumsuz etkilerini azalttığı ve bitkinin stres toleransını geliştirdiği görülmüştür. SA'nın toprak mikrobiyal aktivitesi üzerinde önemli bir etkisinin olmadığı, ancak bakteriyel aşılamanın mikrobiyal aktiviteyi önemli ölçüde artırdığı ve strese karşı bitki direncini geliştirdiği belirlenmiştir (P≤0.05). Genel olarak elde ettiğimiz bulgular, MT ve SA’nın yapraktan uygulanmasının ve bakteri aşılamasının, bitki büyümesini ve abiyotik strese karşı toleransı arttırırken aynı zamanda toprak mikrobiyal aktivitesini de artırabileceğini göstermektedir. Sonuçlarımızın yarı kurak ve kurak bölgelerdeki özellikle tuz stresi ve bor toksisitesi kaynaklı üretimsel olumsuzlukların azaltılmasına yönelik önemli etkileri olabileceği öngörülmektedir.