BİTKİ BÜYÜME DÜZENLEYİCİLERİNİN NİKEL VE KROM STRESİ ALTINDAKİ BİBER BİTKİLERİNİN FİZYOLOJİK GELİŞİMİ, OKSİDATİF STRES VE AZOT METABOLİZMASI ÜZERİNE ETKİSİ

Abstract

Yüksek seviyelerde Nikel (Ni) ve Krom (Cr) bitkilerde toksisiteye yol açarak fizyolojik bozulmalara ve büyümesinin gerilemesine neden olur. Bu çalışmada Ni stresi (100 µM) koşullarında biber bitkilerine yapraktan Nitrik Oksit (NO, 0.1 mM) ve diüre (400 mg L-1) uygulamasının bireysel ve kombine etkileri incelendi. Benzer şekilde eksojen Tiamin (TA, 50 mg L-1) ve Hidrojen Sülfit (H2S, 0.2 mM) uygulamalarının Cr stresi (100 µM) altında bireysel ve kombine etkileri araştırıldı. Sonuçlarımız, Ni stresinin biber bitkilerinin üst aksam ve kök kuru ağırlığını sırasıyla %73 ve %62 oranında düşürdüğünü, ayrıca hidrojen peroksit (H2O2 , %398), malondialdehit (MDA, %471) ve elektrolit sızıntısı (ES, %204) gibi oksidatif stres belirteçlerinin seviyelerini arttırdığını gösterdi. Ni stresi toplam klorofil içeriğini (%44), maksimum kuantum verimini (Fv/Fm, %23), bağıl su içeriğini (BSİ, %21), toplam çözünebilir şekerleri (%47) azalttı, ancak prolin (4,5 kat) ve fenolik içeriklerini (%43) arttırdı. NO ve diürenin ayrı ayrı veya birlikte uygulanması, biber bitkilerinde BSİ, prolin, toplam şekerleri ve fenolik içeriğini artırarak bitki büyümesini iyileştirdi. NO ve diüre uygulaması ile antioksidan enzimlerinin aktivitelerinde meydana gelen artış oksidatif stres parametrelerinde azalmaya neden oldu. Ni stresi nitrat redüktaz (NR, %57), glutamin sentetaz (GS, %32), glutamat sentaz (GOGAT, %36), glutamat dehidrojenaz (GDH, %38), protein içeriğini (%50) ve nitrat içeriğini (%35) azalttı. Ancak amonyum ve amino asit içeriğini sırasıyla %48 ve %73 oranında arttırdı. NO ve diüre uygulaması Ni stresi koşullarında azot asimilasyonunu ve protein içeriğini iyileştirdi. NO+Diüre uygulaması yaprak hücre duvarlarında ve kök vakuollerinde Ni'yi arttırdı, ancak hücre organellerinde Ni konsantrasyonunu azalttı. NO ve diüre kombinasyonu Ni birikimini azaltarak mineral besin alımını (N, P ve K) iyileştirdi. Ni stresi koşullarında NO ve diürenin birlikte uygulanması, tek başına uygulamalarına kıyasla daha belirgin sonuçlar ortaya çıkardı. Cr stresi, toplam klorofil içeriğini (%49), Fv/Fm (%29), BSİ (%30), toplam çözünebilir şekerleri (%48) azalttı, ancak prolin (5,7 kat) ve fenolik içeriklerini (%50) arttırdı. Cr stresi H2O2 (%488), MDA (%565) ve ES (%244) seviyelerinde artışa neden oldu ve bu durum bitki büyümesinin azalmasına yol açtı. TA ve H2S’in ayrı ayrı veya birlikte uygulanması, biber bitkilerinde BSİ, prolin, toplam şekerleri ve fenolik içeriğini artırdı. Antioksidan enzimlerinin aktivitelerini iyileştirerek Cr kaynaklı oksidatif stresi önemli ölçüde hafifletti. Cr stresi NR (%61), GS (%34), GOGAT (%40) ve GDH (43), protein (%33) ve nitrat (%49) içeriğini azalttı, ancak amonyum (%51) ve amino asit içeriğini (%105) artırdı. TA ve H2S Cr stresli bitkilerde azot asimilasyonunu ve protein içeriğini iyileştirdi. Yapraktan TA ve H2S uygulaması Cr toksisitesi nedeniyle azalan mineral besin (N, P ve K) alımını iyileştirdi ve sürgünlerde Cr birikimini azalttı. Genel olarak TA ve H2S’in Cr stresi altında kombinasyon halinde uygulanması Cr stresinin hafifletilmesinde bireysel uygulamalarına göre daha etkiliydi. Sonuç olarak, mevcut çalışma, bitki büyüme düzenleyicilerinin sinerjistik etki göstererek ağır metal stresine karşı daha etkili bir toleransın geliştirilmesine yönelik bilgiler sağlamaktadır.