Bazı abiyotik streslerin prolinle desteklenen turuçgil anacı çöğürleri üzerine morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal etkileri

Abstract

Turunçgiller cinsinin içinde yer aldığı Aurontiodeae alt familyası yaklaşık 3600 türü içeren dinamik bir bitki topluluğundan oluşmuştur. Dünyada olduğu gibi ülkemizde de en fazla yetiştirilen ve en yüksek ihracat değerine sahip meyve grubunu oluşturmaktadır. Ticari anlamda en yüksek üretim değerleri sırasıyla; portakal, mandarin, limon ve altıntop türlerine aittir. Tüm bitkiler gibi turunçgillerin de yaşamları sürecinde karşılaştıkları farklı ekolojik koşullar nedeniyle fizyolojik ve metabolik aktiviteleri etkilenebilmektedir. Bitkinin biyolojik sistem veya fonksiyonuna zarar veren, bitki büyüme ve gelişmesini olumsuz yönde etkileyen güç, durum veya madde faktörleri stres olarak tanımlanmaktadır. Stres faktörleri, orijinlerine göre değişik şekillerde sınıflandırılabilirler. Bunlar biyotik (parazit bitki, hayvan, patojen ve çeşitli antropojenik aktiviteler) ve abiyotik stres faktörleri (oksidatif stress, ağır metal, tuz, kuraklık, düşük-yüksek sıcaklık, su baskını, radyasyon, tarımsal ilaçlar) olarak isimlendirilmektedirler. Tuzluluk ve kuraklık gibi abiyotik stresler biyosferi ve onun parçaları olan ekosistemleri oluşturan canlı ve cansız tüm unsurları olumsuz etkilemekte ve tarımsal açıdan da büyük ölçüde kayıplara neden olabilmektedir. Bitki bünyesinde oluşan tuz birikimi bitkilerin fizyolojik aktivitelerini etkilemekte, verimliliklerini düşürmekte sonuçta da ürün kaybına ve kalitesinin düşmesine yol açmaktadır. Bitkilerin stresin zararlı etkilerine karşı dayanım performansları bitkinin metabolik faaliyetleri, stresin türü, maruz kalma süresi ve stresin dozuna doza bağlı olarak farklılık göstermektedir. Kuraklık ve tuzluluk gibi osmotik stresler bitki morfolojisini etkilemekte ve ortak bir savunma mekanizması olarak saçak köklerde artışa neden olabilmektedirler. Bu nedenle stresin etkisi üzerine stres türü, miktarı, bitkideki yarar-zarar eşiği ve şiddeti bitki fizyolojisi ve gelişimi açısından oldukça büyük önem arz etmektedir. Osmoregülasyonu etkileyen kuraklık stresi de yarı kurak iklimlerde çok yaygın olarak görülen, bitki büyümesi, gelişimi ve veriminde azalmaya neden olan en önemli abiyotik streslerden birisidir. Küresel ısınmanın bir sonucu olarak ortaya çıkan kuraklık stresi özellikle azalan su kaynakları nedeniyle kuraklık ve çölleşme ile sonuçlanmakta buda biosferi bozmakta ve sonuçta tarımsal verimlilik azalmaktadır. Kuraklık stresinin etkilediği ortamlarda bitkilerin tepkilerini ve savunma mekanizmalarını anlamak, bitkileri strese karşı daha toleranslı hale getirmenin önemli bir parçasıdır. Araştırmada Carrizo anacı ile kuraklık ve tuzluluk streslerinin tercihi bu streslere karşı var olan olası savunma mekanizmalarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Bitkilerde oluşan stres etkileri dışsal bir takım uygulamalar ile azaltılabilir, dayanımı artırılabilir, ya da onarılabilmektedir. Prolin, stres koşulları altında yetişen bitkilerde birikimi en fazla olan ve basit bir kimyasal yapı ile en düşük molekül ağırlığına sahip bir amino asittir. Bitkilerin su noksanlığı, soğuk, ağır metaller, sıcaklık ve tuzluluk gibi osmotik streslere maruz kaldığı koşullarda ilk fizyolojik tepkisi olarak ortaya çıkan ve hücre içindeki vakuolde konsantrasyonunun artmasıyla strese karşı ne kadar ve hangi oranda bitkinin dayanıklı olabileceğinin bir göstergesidir. Prolinin hücre içindeki yoğunluğunun artması strese karşı bir indikatör olup, aynı zamanda da bitkinin bu strese karşı savunma mekanizmasını harekete geçiren bir dizi metabolik reaksiyonun ilk basamağını oluşturmaktadır. Abiyotik streslerin neden olduğu üretim kaybına karşı turunçgillerin davranış mekanizmalarının bilinmesi ve strese karşı korunma tedbirlerinin alınması üretim miktarlarının azalmasını engelleyebilecektir. Bu çalışmada, kuraklık ve tuzluluk streslerinin bireysel ve kombine etkileri, fizyolojik, morfolojik ve biyokimyasal parametreler bakımından topraksız koşullarda yetiştirilen Carrizo anacı üzerinde incelenmiştir. Bu amaçla uygulamaların etkisini net olarak ortaya konması için topraksız tarım ortamında kontrol, PEG 6000, PEG 6000 + prolin, PEG 6000 + Mikoriza, NaCl, NaCl + prolin, NaCl + mikoriza, NaCl + PEG 6000, NaCl + PEG 6000 + Mikoriza. Mikoriza uygulamaları olmak üzere 10 farklı stres ve ozmoprotektanlı kombinasyonların tuzluluk ve kuraklık stresine karşı gösterdiği tepkiler bitkinin bütün aksamlarında çalışılmıştır. Denemede üç tekerrürlü bölünen bölünmüş parseller deneme deseni kullanılmış ve her tekerrürde 5 çöğür kullanılmıştır. Değerlendirmeler, çimlenmiş ve gerçek yaprağını oluşturmuş (2-3 aylık) çöğürler ile başlamış ve 15 haftalık strese maruz bırakılmıştır. Stres sürecinde öngörülen morfolojik ve fizyolojik ölçümler yapılacak, deneme bitiminde de yine morfolojik analizler yanında kimyasal ve biyokimyasal analizler (MDA, LOX, APX, GR, SOD, POD, CAT ) yapılmıştır. Bu çalışmanın sonucunda, Carrizo çöğürleri üzerine uygulanan streslerin sebep olduğu morfolojik, fizyolojik ve biyokimyasal tepkiler ortaya koyulmuştur. Sonuç olarak; Bitki büyüme ve gelişmesi üzerine incelenen parametrelerin sonuçlarında, arbusküler mikorizal fungus ile inokülasyonunun tuzlu koşullarda yetişen turunçgil çöğürlerinin büyümesini artırmıştır. Fizyolojik yaprak parametreleri sonuçlarına göre Carrizo çöğürleri üzerine mikoriza kolonizasyonunda en iyi sonuç saptanmıştır. Mikorizal kolonizasyon Cu miktarı alımını kısıtladığı sonucuna varılmıştır. Antioksidan enzimlerin (MDA, LOX, APX, GR, SOD, POD, CAT ) her biri Tuz uygulaması bulunan çöğürlerde en yüksek değeri göstermektedir. Çalışmada Prolin analizinde yapraklarda uygulamalar arası herhangi bir farkın bulunmaması stres miktarının bitki bünyesinde maksimum düzeyde bulunmasından dolayı dışsal prolin uygulamasının bitki üzerine bir etkisi olmadığı sonucunu göstermektedir. Köklerde yapılan prolin analizinde ise M uygulamasının en düşük grupta yer alması Mikorizal kolonizasyonun köklerde daha aktif rol oynamasından kaynaklandığını göstermiştir.