BUĞDAY ISLAHINDA İKİLİ STRES KOŞULLARINDA Zymoseptoria tritici’ye DAYANIKLI BİTKİLERİN SEÇİMİNDE KULLANILABİLECEK FİZYOLOJİK, BİYOKİMYASAL VE MOLEKÜLER PARAMETRELERİN BELİRLENMESİ

Abstract

Bu çalışma, 2020-2023 yıllarında Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Bitki Koruma Bölümü ile Diyarbakır Zirai Mücadele Araştırma Enstitüsü sera, iklim odası ve laboratuvarlarında yürütülmüştür. Zymoseptoria tritici’ye karşı hassas Nurkent ve dayanıklı olarak karakterize edilen Ceyhan-99 buğday çeşitlerinin NaCl stresi altındaki performansları tohum, çimlenme ve çimlenme sonrası gelişme dönemlerinde değerlendirilmiştir. Z. tritici enfeksiyonuna karşı Ceyhan-99 çeşidinden daha hassas olarak değerlendirilen Nurkent çeşidi, NaCl stresine de Ceyhan-99 çeşidinden daha hassas tepki vermiştir. Farklı NaCl (0, 40, 75 ve 155 mmol L-1) konsantrasyonlarda Z. tritici’ye hassas Nurkent ve dayanıklı olarak kabul edilen Ceyhan-99 buğday genotiplerinin çimlenme ve fide döneminde nasıl etki ettiğini ve bitkilerin fizyolojik ve morfolojik gelişimini nasıl etkilediğini belirlemek amacı ile kök sayısı, kök uzunluğu, kök kuru ağırlığı, kök yaş ağırlığı, gövde yaş ağırlığı, gövde yaş ağırlığı, gövde uzunluğu, çimlenme süresi ve çimlenme yüzdesi indeksine ilişkin veriler incelenmiştir. Artan NaCl konsantrasyonları ile birlikte her iki çeşitte çimlenme süresi artarken diğer tüm parametreler azalmıştır. Patojenin biyokimyasal parametrelerine bakıldığında 75 mmol L-1 ve üstü NaCl koşullarına strese girmesine rağmen ki bu durum H2O2 , MDA, prolin artışı ile gösterilmiş, ancak proteaz ve lakkaz gibi yıkıcı enzim seviyelerinin de arttığı ve dolayısı ile patojenin aktif olduğu görülmüştür. Zymoseptoria tritici ve NaCl (tuz) stresinin ayrı ve birlikte etkilerinin Triticum aestivum (buğday) bitkisinin gelişme döneminde Nurkent (hassas) Ceyhan-99 (dayanıklı) çeşitlerinin savunma sistemi üzerinde oynadığı rol, fizyolojik (yaprak alanı vb.), biyokimyasal açıdan 0.gün, 7.gün ve 14. günlerde değerlendirilmiş bitkilerin H2O2 , MDA, protein, prolin, Peroksidaz, Superoksit dismutase, Katalaz, Jasmonik asit, Salisilik asit, toplam fenol ve PAL enzimi ve metabolitleri ve moleküler parametreler ölçülerek, bitkilerin tepkileri ortaya konmuştur. Buna göre stres metabolit kriterleri olarak kabul edilen H2O2 ve MDA kontrol bitkilerinde yaşa bağlı olarak artmış, ancak strese maruz kalan bitkilerde önemli derecede artış göstermiştir. Kombine strese maruz kalan buğday çeşitleri farklı NaCl konsantrasyonlarında stres metabolitlerini sentezleyerek tepki vermişler, kombine stresin daha fazla stres metabolitlerinin birikimine yol açtığı belirlenmiş, çeşitlerin benzer tepkiler verdiği tespit edilmiştir. Hastalık etmenine hassas Nurkent ve dayanıklı Ceyhan-99 buğday çeşitlerinin protein farklı NaCl seviyeleri ve bu koşullarda patojen ile kombinasyonları sonucu 26 farklı genin farklı seviyelerde ekspres oldukları tespit edilmiştir. SOD genlerinin hem NaCl hem patojen hem de NaCl+patojen koşullarında tepkileri belirlenmiş burada aktivite gösteren 7 adet genin (SOD1, SOD6, SOD8, SOD13, SOD16, SOD20 ve SOD21) tepkileri NaCl, patojen ve NaCl+patojen koşullarında ortaya konmuştur. Bu çalışmada, gen ve metabolitlerinin patojen, NaCl, ve patojen + NaCl koşullarında oluşturdukları stres buğday çeşitleri üzerinde test edilmiştir. Burada kullanılan marker enzim, metabolit ve genlerin ve moleküler analizlerin kombine strese karşı çeşit geliştirmede önemli kriterler oldukları tespit edilmiştir.