Bazı arpa (Hordeum vulgare L.) genotiplerinde tuz toleransının fizyolojik ve biyokimyasal olarak araştırılması

Abstract

Bu çalışmada iki farklı arpa (Hordeum vulgare L.) genotipinin (Erginel-90 ve Tokak 157/37) tuz (NaCl 120 mM) tolerans derecesi bazı fizyolojik ve biyokimyasal parametreler yardımıyla karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Klorofil a floresansı verilerine göre tuz stresi arpa genotiplerindeki fotosistem I ve fotosistem II aktivitesini azaltmıştır. Ancak gözlenen değişimlerin arpa genotiplerine ve tuz stresinin uygulama süresine bağlı olduğu görülmüştür. Birçok klorofil a floresansı parametresi (maksimum floresans yoğunluğuna ulaşılması için geçen süre, OJIP eğrisinin üzerindeki alan, oksijen evolüsyonundan sorumlu olan kompleksin aktivitesi, reaksiyon merkezlerinin kapanma hızı, plastokinon havuzunun boyutu, ısı kaybı verimi, fotokimyasal ve ışığa bağımlı olmayan reaksiyonların performans göstergesi ve performans indeksi) tuz uygulamasından 24 saat sonra etkilenmesine rağmen, yedi gün sonraki değişimlerin daha belirgin olduğu gözlenmiştir. Erginel-90 ile karşılaştırıldığında, Tokak 157/37' nin fotosentetik aygıtının tuz stresine daha toleranslı olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlara uygun olarak, süperoksit dsimutaz, askorbat peroksidaz, glutatyon redüktaz ve guaiakol peroksidaz gibi bazı antioksidant enzimlerin aktivitelerinin ve toplam karotenoid miktarının daha yüksek olmasından dolayı, Tokak 157/37' de daha yüksek bir askorbat-glutatyon döngüsü aktivitesi belirlenmiştir. Ancak Erginel-90' da antioksidant kapasitenin tuzlu koşullar altında aktif hale gelmediği ve sonuçta yapraklarda H2O2 birikimi, membran peroksidasyonu ve fotosentetik pigmentlerin parçalandığı gözlenmiştir. Sonuçlarımıza göre her iki arpa genotipinde gözlenen değişimlerin tuz stresinin uygulama süresi ile ilişkili olduğu açıktır. Aynı zamanda tuz stresi altında daha yüksek fotosentetik ve antioksidant aktiviteye sahip olmasından dolayı Tokak 157/37' nin Erginel-90' a göre tuz stresine daha toleranslı olduğu söylenebilir.

In this study, the degree of salinity (NaCl 120 mM) tolerance of two barley (Hordeum vulgare L.) genotypes (Erginel-90 ve Tokak 157/37) was comparatively investigated through some physiological and biochemical parameters. Salinity stress decreased photosystem I and photosystem II activity in barley genotypes, as evaluated by chlorophyll a fluorescence data. However, the marked decreases were dependent on the duration of salt application and the barley genotypes. Several chlorophyll a fluorescence parameters (e.g., time to reach maximum chlorophyll a fluorescence intensity, area over the OJIP curve, oxygen evolving complex avtivity, rate of reaction center closure, plastoquinone pool size, yield of heat loss, performance indices of photochemical and non-light dependent reactions and performance index) were affected after 24 hour of salt treatment, but these changes were much more pronounced after 7 days of salt treatment. The photosynthetic apparatus of Tokak 157/37 was found to be much more tolerant to salt stress, compared with Erginel-90. Accordingly, higher level of ascorbate-glutathione cycle activity was measured in Tokak 157/37 under salinity stress, as indicated by higher activity of some antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase and guaiacol peroxidase and by higher amount of total carotenoid. In Erginel-90, on the other hand, antioxidative capacity was not active under saline condition and this resulted in H2O2 accumulation, membrane peroxidation and destruction of photosynthetic pigments in the leaves of Erginel-90. According to our results, it is clear that metabolic changes was proportional to the duration of salt stress in the both barley genotypes. Also, it may be concluded that Tokak 157/37 is much more tolerant to salinity (120 mM) because of higher photosynthetic and antioxidant activity under salt stress, compared to Erginel-90.