Bitkilerin tuz stresine toleransında salisilik asit ve prolin'in fizyolojik rolünün araştırılması / The investigation of physiological roles of salicylic acid and proline in the tolerance of plants towards salt stress

Abstract

Bu çalışmada soya fasulye bitkilerinde tuz stresine bağlı prolin ve salisilik asit etkileşimleri incelenmiştir. Bulgular prolin ile içsel salisilik asit miktarındaki artışın, prolin ve salisilik asitin oksijen radikallerine karşı koruyucu rol oynadığını ve hücre duvarlarının dayanıklılığına katıldığını göstermektedir. Sonuçlar oksidatif hasarla yaprak yaşı arasında ve oksidatif hasara dayanıklılıkla prolin aktivitesi arasında pozitif bir korelasyon olduğunu, enzim aktivitesindeki artışın salisilik miktarındaki artıştan kaynaklanmadığını düşündürmektedir. Tuz stresine bağlı olarak bitkilerin stomalarını kapatarak fotosentez aktivitesini en düşük seviyeye indirdiği, bunun strese karşı koruyucu bir mekanizma olduğu, stoma hareketlerinin yapraktaki birçok fizyolojik ve biyokimyasal olayla bağlantılı olduğu sonucuna varılmıştır. Tuz uygulamasına bağlı olarak bitkilerin su seviyelerini belirli düzeyde tutmak için osmotik potansiyellerini düşürdükleri, klorofil ve MDA değerlerinin ise tuz stresiyle değiştiği fark edilmiştir. Tuz stresinde klorofil seviyesi azalmış, MDA, prolin ve salisilik asit miktarı artmış, soyanın strese karşı değişik tepkiler verdiği, 0.50-0.75mM salisilik asit dozun tuzlu alanlarda soya bitkisi için en uygun doz olacağı belirlenmiştir.Bitki büyümesini engelleyen her faktör stres olarak tanımlanır. Dünyanın birçok yerinde kuraklık, tuzluluk, aşırı sulama, yüksek ve düşük sıcaklık, pH ve ağır metallerin neden olduğu stresler yaygındır. Bu çalışma, tuz stresinin soya bitkisinde prolin ve salisilik asit birikimi üzerindeki etkilerinin araştırılması, diğer büyüme parametreleri yönünden karşılaştırılması, tuz stresine kaşı prolin ve salisilik asitin koruyucu etkisinin araştırılması amacıyla yapılmıştır. Kontrollü şartlarda iklim kabininde soya tohumu çimlendirildi. Çimlenen tohumlar saksılarda perlit ortamına alındı. İlk gerçek yapraklar oluşunca tuz stresi uygulanarak esas denemeye başlandı. Denemede hoagland besin çözeltisi kullanıldı. Işık şiddeti bitki yaprak yüzeyinden 14500 lüks olarak ayarlanmıştır. Deneme; çimlenme aşamasında 6 gün, ilk gerçek yaprakların oluşum aşamasında 14 gün, SA ve tuz stresi aşamasında 12 gün olmak üzere toplam 32 günü bulmuştur. Kontrol grubundan, tuz stresi ve SA uygulanmış ortamlarda yetişen bitkiler 32. günün sonunda hasat edilmiştir. Klorofil, MDA, prolin spektrofotometrede; iyon analizleri ICP cihazı ile ve salisilik asit yüksek performans sıvı kromotografisi ile analiz edilmiştir. Tuz stresi yaprakların klorofil miktarında önemli sayılabilecek azalmaya neden oldu. Klorofil miktarındaki azalma tuz stresinden kaynaklanan yaşlanma, yaprak dökülmeleri ve klorozun neden olduğunu söyleyebiliriz. Tuz stresin sonucunda soya yapraklarında MDA düzeyinin kontrole göre önemli bir oranda değiştiği tespit edildi. MDA düzeyinin artması tuz stresi sonucu meydana gelen hücre hasarının oluştuğu, izlenimini vermektedir. Tuz stresi yaprakların Na+ miktarında denemenin ilk günlerinde normal seyrederken ilerleyen günlerde önemli miktarda arttı. Potasyum (K+) miktarında bir miktar azalış olmuşsa da pek önemli olarak değerlendirilmedi. Kalsiyum (Ca++) miktarında ise kontrole göre arttı. Magnezyum (Mg++) miktarı ile ilgili analiz sonuçları incelendiğinde tuz stresinin (Mg++) miktarı üzerinde azaltıcı etkisi olduğu gözlendi. Tuz stresi yaprakların prolin miktarında önemli sayılabilecek artışlara neden oldu. Prolin miktarındaki artış tuz stresine karşı şok proteinlerinin salgılanması, böylece bitkinin savunma sisteminin aktive edilmesi olarak açıklanabilir. Salisilik asit, tuz stresinden kaynaklanan birçok olumsuz gelişmeyi, düzenlemeye çalışmakla iyileştirici etki yaptığı görülmektedir. Salisilik asit; MDA oranını ve prolin miktarını arttırırken klorofil oranını azaltmaktadır. İyon dengesini uygun bir oranda tutarak bitkinin strese karşı cevap olarak algılanan parametrelerinde olumlu gelişme sağlamıştır. In this study, the interactions of proline and salicylic acid which depending on salt stress in soybean plants have been studied. The result of this study shows the increase in the amount of inner salicylic acid with proline, salicylic acid and proline?s playing a protective role against oxygen radicals and the participation of the durability of the cell walls. The results consider that there is a positive correlation between the oxidative damage and the leaf age, the durability against the oxidative damage and the activity of proline, the increase in the amount of salicylic not originate suggests that the increase in enzyme activity. That the plants? decreasing the activity of photosynthesis to the lowest level by closing the stomata of the plants in accordance with the salt stress is a mechanism to protect against stress, the movements of the stomata being related to many physiological and biochemical events have been found out. It has been noticed that the plants drop the osmotic potentials in order to keep the water levels of the plants in a certain level in accordance with the application of salt, the values of chlorophyll and MDA are changed by the salt stress. It has been indicated that the level of chlorophyll has decreased in the salt stress, the amount of MDA, proline and salicylic acid has increased and soybean has different responses towards stress, the salicylic acid doze between 0.50 and 0.75 mM in salty fields is the most suitable doze for soybean plants.Any factor which prevents the growth of plants is defined as stress. In many parts of the world, the stresses caused by drought, salinity, excessive irrigation, high and low temperature, pH and heavy metals are common. This study has been performed so as to research the effects of salt stress on proline and salicylic acid accumulation in soybean plant, compare it in terms of other growth parameters, and investigate the protective effect of proline and salicylic acid against salt stress. The soybean seeds in the climate box in controlled conditions were germinated. The germinated seeds were taken to a perlite environment in pots. When the first real leaves came out, the main test started applying salt stress. Hougland nutrient solution was used in the test. The light intensity on the surface of the leaf has been set to 14500 lux. The test took a total of 32 days; 6 days for the germination stage, 14 days for the formation of the real laeves, 12 days for the stage of salicylic acid and salt stress. Plants grown in the environtment of applied salicylic acid and salt stress from the control group were harvested at the end of the 32 nd day. Chlorophyll, MDA, proline have been analized in spectrophometer; ion analyses have been analized with ICP device and salicylic acid have been performed with high performance liquid cromotography. Salt stress resulted in a significant decrease in the amount of chlorophyll of the leaves. We can conclude that the aging caused by salt stress, defoliation and chlorosis caused the decrease in the amount of chlorophyll. While salt stress was running its course in the amount of Na+ of the leaves in the early days of the test, it increased substantially in the forthcoming days. Although there was a slight decrease in the amount of potassium (K+ ), this was not assessed as significant. The amount of calcium (Ca++ ) increased compared to control. When the results of the analysis related to the amount of magnesium (Mg++ ) were checked, it was seen that salt stress had a reducing effect on the amount of Mg++ . As a result of salt stress, a significant variation was found in the MDA level on the soybean leaves compared to control. Increase in the MDA level consider that there is the cells damage as a result of salt stress. Increase in the amount of proline can be explained as the segretion of shock protein against salt stress so as to activate the defense system of the plant. It?s seen that the salicylic acid has a healing effect by trying to regulate many negative developments arising from the salt stres. Salicylic acid decreases the rate of chlorophyll while increasing the amount of proline and the rate of MDA. It has provided a positive development in the parameters which ara perceived as response of the plant towards stres holding the ion balance in an appropriate promortion.