t.c. sÜleyman dem rel Ün vers tes fen bİlİmlerİ …tez.sdu.edu.tr/tezler/tf01255.pdf ·...

62
T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GİBBERELLİK ASİT VE 24-EPİBRASSİNOLİD’İN TUZ STRESİ KOŞULLARINDA ÇİMLENDİRİLEN ARPA (Hordeum vulgare) TOHUMLARINDA TOTAL DNA VE PROTEİN İÇERİĞİNE ETKİLERİNİN TESPİTİ Dilek GÜLELÇİN Danışman: Yrd. Doç. Dr. Fatma Filiz ARI YÜKSEK LİSANS TEZİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI ISPARTA - 2008

Upload: others

Post on 25-Jan-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

GİBBERELLİK ASİT VE 24-EPİBRASSİNOLİD’İN TUZ STRESİ KOŞULLARINDA ÇİMLENDİRİLEN ARPA (Hordeum vulgare)

TOHUMLARINDA TOTAL DNA VE PROTEİN İÇERİĞİNE ETKİLERİNİN TESPİTİ

Dilek GÜLELÇİN

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Fatma Filiz ARI

YÜKSEK LİSANS TEZİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI

ISPARTA - 2008

Page 2: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

i

İÇİNDEKİLER Sayfa

İÇİNDEKİLER……………………………………………………………………....i

ÖZET……………………………………………………………………………......iii

ABSTRACT………………………………………………………………………...iv

TEŞEKKÜR……………………………………………………………………..…..v

ŞEKİLLER DİZİNİ………………………………………………………………....vi

ÇİZELGELER DİZİNİ…………………………………………...…………...…....vii

1. GİRİŞ………………………………………………………………………………1

2. KAYNAK ÖZETLERİ…………………………………………………………….3

2.1. Tuzluluk ve Bitkilerde Tuz Stresi.…………...…………………………………..3

2.2. Tohum Çimlenmesinde Tuzun Etkileri………………………………………….5

2.3. Bitki Büyüme Düzenleyicileri…………………………………………………...5

2.3.1. Gibberellik Asit...………………………………………………………….…..6

2.3.2. Brassinosteroidler…………………………………………………………..….8

3. MATERYAL ve METOT……………………………………………………......10

3.1. Kullanılan Sarf Malzemeler……………………………………………………10

3.2. Kullanılan Cihazlar……………………………………………………………..11

3.3. Kullanılan Solüsyonlar..………………………………………………………..11

3.4. Deneylerde Kullanılan Tohumlar……………………………………….……...14

3.5. Tuz (NaCl) ve Hormon Çözeltilerinin Hazırlanması…………………………..14

3.6. Tohum Çimlendirme Yöntemi…………………………………………………14

3.7. DNA Miktar Tayini……….………………………………………..…………..15

3.7.1. Arpa Fidelerinden DNA İzolasyonu…………………………………………15

3.7.2. Difenilamin Reaksiyonu…………………………………………………......16

3.7.3. Standart DNA Örneklerinin ve Standart Eğri Grafiğinin Hazırlanması……..17

3.7.4. Fide Örneklerindeki DNA Miktarının Tespiti……………………………….18

3.8. Protein Miktar Tayini……..………………………………………..………..18

3.8.1. Arpa Fidelerinden Protein İzolasyonu…………….…………………………18

3.8.2. Bradford Reaksiyonu………………………………………………………...19

3.8.3. Standart Protein Örneklerinin ve Standart Eğri Grafiğinin Hazırlanması..….20

3.8.4. Fide Örneklerindeki Protein Miktarlarının Tespiti…………………………..21

Page 3: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

ii

3.9. İstatistik Analizler……………………………………………………………...21

3.10. Korelasyon Analizleri………………………………………………………...21

4. BULGULAR….………………………………………………………………....23

4.1. Tohum Çimlenmesi Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri …………………….....23

4.2. Taze Ağırlık Artışı Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri…………………………25

4.3. Fide Uzunluğu Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri……………………………..26

4.4. Total DNA Miktarı Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri………………………...28

4.5. Total Protein Miktarı Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri.……...………………32

4.6. Korelasyon Bulguları……………………………….……………………….…36

5.TARTIŞMA ve SONUÇ……………………………………………………….....40

6.KAYNAKLAR…………..……………………………………………………......45

ÖZGEÇMİŞ……………………………………………………………………..…..54

Page 4: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

iii

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

GİBBERELLİK ASİT VE 24-EPİBRASSİNOLİD’İN TUZ STRESİ KOŞULLARINDA ÇİMLENDİRİLEN ARPA (Hordeum vulgare)

TOHUMLARINDA TOTAL DNA VE PROTEİN İÇERİĞİNE ETKİLERİNİN TESPİTİ

Dilek GÜLELÇİN

Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Biyoloji Anabilim Dalı

Jüri: Doç. Dr. Gürsel KARACA

Doç. Dr. Gülgün TINAZ

Yrd. Doç. Dr. Fatma Filiz ARI (Danışman)

Tuz stresi, birçok bitkinin fizyolojik gelişimini engeller. Ancak çeşitli bitki büyüme

düzenleyicilerinin kullanımı bitkilerde tuz stresini hafifletebilmektedir.

Bu çalışmada, Gibberellik asit (GA3) ve 24-epibrassinolid (EBR) muamelesinin tuz

(NaCI) stresi altında çimlendirilen arpa tohumlarında (Hordeum vulgare L.)

çimlenmeye, fide uzunluğuna, fidelerde taze ağırlığa ve fidelerin total DNA ve

protein miktarlarına olan etkileri araştırılmıştır. Uygulanan deney koşullarında, GA3

ve EBR kullanımı arpa tohumlarında tuz stresinden kaynaklanan olumsuz etkileri

azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

ve protein seviyelerine ulaşmıştır.

Anahtar Kelimeler: Tuz Stresi, Gibberellik Asit, 24-epibrassinolid, Çimlenme,

DNA ve Protein Miktar Tayini, Difenilamin, Bradford Testi

2008, 54 sayfa

Page 5: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

iv

ABSTRACT

M.Sc. Thesis

DETECTION OF THE EFFECTS OF GIBBERELLIC ACID AND 24-

EPIBRASSINOLIDE ON TOTAL DNA AND PROTEIN CONTENT OF

BARLEY (Hordeum vulgare) SEEDS GERMINATING UNDER SALINITY

STRESS

Dilek GÜLELÇİN

Süleyman Demirel University Graduate School of Applied and Natural Sciences

Biology Department

Thesis Committee: Assoc. Prof. Gürsel KARACA

Assoc. Prof. Gülgün TINAZ

Asst. Prof. Fatma Filiz ARI (Supervisor)

Salinity stress inhibits the physiological development in most plants. However the

use of various plant growth regulators can reduce salinity stress in plants.

In this study, the effects of Gibberellic acid (GA3) and 24-epibrassinolid (EBR) on

germination, seedling length, seedling fresh weight and seedling total DNA and

protein amounts were investigated in barley (Hordeum vulgare) seeds grown under

salinity stress. In the experimental conditions applied, the use of GA3 ve EBR

reduced the negative effects of salinity stress on barley seeds and the total DNA and

protein contents of seedlings reached to the total DNA and protein levels of control

seedlings.

Key Words: Salinity Stres, Gibberellic Acid, 24-epibrassinolid, Germination,

Determination of DNA and Protein Quantity, Diphenylamine, Bradford Assay

2008, 54 pages

Page 6: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

v

TEŞEKKÜR

Tez çalışmamın her aşamasında benim yanımda bulunan değerli Danışman Hocam

Sayın Yrd. Doç. Dr. Fatma Filiz COŞKUN-ARI’ ya teşekkürlerimi sunarım.

Tezin her anında benimle birlikte olan çalışma arkadaşlarım sevgili Şule ÜRÜN ve

Fatih YAPRAK’ a destek ve yardımlarından dolayı teşekkür ederim.

Tezin fizyolojik deneylerinin gerçekleştirilmesinde yardımlarından dolayı Yrd. Doç.

Dr. Kürşat ÇAVUŞOĞLU, Araş. Gör. Dr. Semra KILIÇ ve yüksek lisans öğrencisi

Belkıs MUCA’ ya teşekkür ederim.

1515-YL-07 numaralı tez projemi destekleyen Süleyman Demirel Üniversitesi

Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi’ne teşekkür ederim.

Deneylerimi gerçekleştirme imkanı sunan Süleyman Demirel Üniversitesi Deneysel

ve Gözlemsel Öğrenci Araştırma Merkezi’ ne teşekkür ederim.

Tez dönemimde en büyük destekçim olan babam Enver GÜLELÇİN, annem Gönül

GÜLELÇİN, kardeşlerim Türkan GÜLELÇİN ve Çağrı GÜLELÇİN’ e sonsuz

teşekkürlerimi sunarım.

Dilek GÜLELÇİN

ISPARTA, 2008

Page 7: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

vi

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 2.1.Normal ve tuzlu koşullarda Arabidopsis thaliana ve Thellungiella halophila

bitkilerinin gelişimi……………….…….……………………..……….....4

Şekil 2.2.Gibberellik asit’in kimyasal yapısı…………………....…………………....7

Şekil 2.3.Brassinosteroid’in kimyasal yapısı ……………………………….……......8

Şekil 3.1.DNA’nın hidrolizi ve 2-deoksi-riboz şekeri oluşumu..…………………...16

Şekil 3.2.Bradford reaksiyonu…………………………………….………………...19

Şekil 4.1.Normal ve tuzlu koşullarda GA3 ve EBR’nin çimlenmeye etkileri……….23

Şekil 4.2.GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa tohumlarının nihai çimlenme yüzdesi grafiği.....…………25

Şekil 4.3.GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin taze ağırlık grafiği…………………………….26

Şekil 4.4.GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin fide uzunluk grafiği…………………………..27

Şekil 4.5.Standart DNA absorbans eğrisi....….…………………...…………….......30

Şekil 4.6.GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin total DNA miktarı grafiği………………...…..31

Şekil 4.7.Standart protein absorbans eğrisi ………..………………………………..34

Şekil 4.8.GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin total protein miktarı grafiği…………….……..35

Şekil 4.9.Çimlenme yüzdesi ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri……...37

Şekil 4.10.Taze ağırlık ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri…………....38

Şekil 4.11.Fide uzunluğu ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri………....39

Page 8: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

vii

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 2.1. Türkiye Topraklarının Tuzluluk Oranı ..….……...……….…………….3

Çizelge 3.1. Standart DNA örneklerinin hazırlanması………….…….………….....17

Çizelge 3.2. BSA standartlarının hazırlanması………………………………...…....20

Çizelge 4.1.Çizelge 4.1. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu

ortamlarda çimlenmiş arpa tohumlarının nihai çimlenme yüzdeleri.....24

Çizelge 4.2. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin taze ağırlıkları………………….…………25

Çizelge 4.3. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin fide uzunlukları.……………...……….…..27

Çizelge 4.4. Standart DNA örneklerinin absorbans değerleri……………………….28

Çizelge 4.5. Fide DNA örneklerinin absorbans değerleri………………………...…29

Çizelge 4.6. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin total DNA miktarları…………………...…31

Çizelge 4.7. Standart protein örneklerinin absorbans değerleri……………………..32

Çizelge 4.8. Fide protein örneklerinin absorbans değerleri………. ………………..33

Çizelge 4.9. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin total protein miktarları..……...…….……..35

Page 9: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

1

1. GİRİŞ

Bitkiler, zaman zaman yaşamsal faaliyetlerini olumsuz yönde etkileyen ve

büyümelerini yavaşlatan çeşitli çevresel stres faktörleri ile karşılaşabilirler. Stresle

karşılaşan bitki, stres koşulları ortadan kalktıktan sonra normal yaşama geri

dönebilmekte ya da bu stres nedeniyle canlılığını yitirebilmektedir (Zhu, 2001).

Doğada bitki büyüme-gelişmesini etkileyen birçok stres faktörü arasında özellikle

ülkemiz tarımını da yakından ilgilendiren en önemli etken ortamın tuz yoğunluğudur.

Tuzluluk, dünya çapında en yaygın abiyotik stres faktörüdür Kültür bitkileri açısından

çevresel bir stres faktörü olan tuz stresi, kimyasal stres grubuna girmektedir.

Topraktaki tuzun artışı, osmotik basıncı arttırdığı ve bitki köklerinin su alımını

engellediği için, tuz stresi dolaylı olarak kuraklık stresine de neden olmaktadır

(Mahajan ve Tuteja, 2005).

Yetiştirme ortamının aşırı tuzlu olması fizyolojik birçok olumsuz etkiyi de

beraberinde getirir. Bu olumsuz etkiler arasında membran disfonksiyonu, ozmotik

uyumsuzluk ve su alımında dengesizlik, genel metabolik süreçte aksamalar, besin

dengesizliği, enzim aktivasyon bozukluğu ve bitkide genel gelişim bozukluğu olarak

sıralanabilir (Yakıt ve Tuna, 2006).

Dünyada tarım arazilerinin sınırlı olduğu ve besin ihtiyacının hızla arttığı dikkate

alınırsa, mevcut arazilerin daha verimli kullanılması ve tuzlu toprakların ıslah

edilerek ekonomik bir şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir (Woods, 1996).

Tuzlu topraklarda ürün verimini arttırmaya yönelik olarak birçok araştırıcı bitkilerin

tuza karşı tolerans geliştirmelerini sağlayacak çeşitli metotlar üzerinde çalışmaktadır

(Xiong ve Zhu, 2002). Bitki büyüme düzenleyicileri kullanılarak tuz stresinin

hafifletmesi bu metotlar arasında en yaygın olanıdır.

Arpa (Hordeum vulgare L.), buğday, mısır ve çeltikten sonra en önemli tahıl cinsidir.

Dünyada arpa ekim alanı 55,3 milyon hektar, üretimi 139,4 milyon ton ve dekar

Page 10: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

2

başına verimi 251,9 kg’dır. Türkiye’de arpa ekim alanı ise 3,4 milyon hektar, üretimi

8 milyon ton ve dekara verimi 232 kg’dır. Dünya ve özellikle ülkemiz tarımında

önemli bir yere sahip olan arpa, önceleri doğrudan insan beslenmesinde

kullanılmasına rağmen bugün daha çok hayvan beslemede yemlik olarak ve

endüstride bira yapımında kullanılmaktadır. Ülkemizde hayvancılığın gelişmesi ile

artan yemlik arpa talebi yanında, malt sanayisinde kurulu kapasite artışı biralık

arpaya olan ihtiyacı arttırmaktadır. Bu talep artışının karşılanabilmesi için arpa

üretiminin ve özellikle de birim alandan elde edilen verimin arttırılması önem arz

etmektedir (Budaklı, 2005).

Bu tez çalışmasının amacı, gibberellik asit (GA3) ve 24-epibrassinolid (EBR)

muamelesi sonrasında tuzlu koşullarda çimlendirilen arpa fidelerinin total DNA ve

protein miktarlarını tespit etmek ve böylece gerek tohum çimlenmesini gerekse fide

büyümesini teşvik etmek suretiyle tuz stresini azalttığı bildirilen bu bitki büyüme

düzenleyicilerinin arpadaki etkilerini moleküler seviyede araştırmaktır.

Page 11: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

3

2. KAYNAK ÖZETLERİ

2.1. Tuzluluk ve Bitkilerde Tuz Stresi

Tuzlu habitatlar, kolay çözünen tuzların anormal düzeyde yüksek içeriklerine

sahiptirler. Okyanuslar, tuz gölleri ve tuzlu havuzlar akuatik tuzlu habitat olarak

kabul edilirler (Mahajan ve Tuteja, 2005).

Dünyada her yıl 10 milyon hektar arazinin tuzluluk etkisiyle elden çıkması,

tuzluluğun dünya topraklarının en önemli sorunlarından biri olduğunu ortaya

koymaktadır (Kwiatowski, 1998).

Özellikle aşırı sulama, gübreleme ve yetersiz drenaj sistemleri tarım alanlarında

tuzluluğa neden olmaktadır. Dünyada tarım alanlarının yetersiz drenaj nedeniyle

yaklaşık üçte birinin (400-950 milyon hektar alan) tuzluluk problemi ile karşı karşıya

olduğu belirtilmektedir. Ülkemizde ise tarım arazilerinin yaklaşık 1,5 milyon

hektarında tuzlanma sorunu bulunmaktadır (Öncel ve Keleş, 2002).

Çizelge 2.1. Türkiye Topraklarının Tuzluluk Oranı

Tuzluluk derecesi Alan (hektar) Toplamdaki %’si Hafif Tuzlu 614.617 41 Tuzlu 504.603 33 Alkali 8.641 0.5 Hafif Tuzlu Alkali 125.863 8 Tuzlu Alkali 264.958 17.5 Toplam 1.518.722 100

Bu verilere göre çorak araziler ülkemiz yüzölçümünün % 2'sine, toplam işlenen tarım

arazilerinin % 5,48’ ine eşdeğer büyüklüktedir. Çorak toprakların büyük bir kısmını

tuzlu topraklar oluşturmaktadır ve toplam çorak alanların % 74’ü tuzlu, % 25,5’i

tuzlu-alkali ve % 0,5’i alkali (sodyumlu) özellik taşımaktadır. Türkiye’de yaklaşık

2,775,115 hektar alanda drenaj sorunu vardır. Toplam miktara göre 1,689,358 hektar

alan yetersiz drenajlı, 776,312 hektar alan fena drenajlı, 283,381 hektar alan bozuk

drenajlı ve 26,064 hektar alan ise aşırı drenajlıdır (http://www.sulama-tuzlanma.org).

Page 12: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

4

Tuz yeryüzündeki yaşamın evrimi süresince karşılaşılan ilk kimyasal stres

faktörüdür. Başlangıçtan itibaren organizmalar, tuzlu ortamda iyonların

düzenlenmesi ve protoplazmik yapıların korunması için etkili mekanizmalar

geliştirmek zorunda kalmışlardır.

Yüksek tuz konsantrasyonuna sahip toprakların doğal florası halofitler olarak

adlandırılır. 200 mM’ın altındaki tuz konsantrasyonunda zarar gören bitkiler ise

glikofit bitkilerdir. Halofit olmayan bazı bitkiler de 200 mM NaCl

konsantrasyonunda büyümeye devam edebilir. Bu bitkiler tuza toleranslı olarak

kabul edilirler (Öncel ve Keleş, 2002).

Glikofit bir bitki olan Arabidopsis thaliana ile halofit bir bitki olan Thellungiella

halophila’nın normal koşullarda ve tuzlu koşullardaki gelişim profilleri Şekil 2.1. de

görülmektedir. Normal koşulda Arabidopsis thaliana’nın gelişimi devam ederken

Thellungiella halophila’nın gelişimi yavaşlamaktadır. Tuzlu koşulda ise Arabidopsis

thaliana’nın gelişimi neredeyse dururken, Thellungiella halophila’nın gelişimi

artmaktadır.

Şekil. 2.1. Normal ve tuzlu koşullarda Arabidopsis thaliana ve Thellungiella

halophila bitkilerinin gelişimi (Zhu, 2001).

Page 13: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

5

2.2. Tohum Çimlenmesinde Tuzun Etkileri

Bitkilerin vejetatif yaşamlarının çeşitli aşamalarında soruna neden olan tuzun, tohum

çimlenmesini de etkilediği ortaya konmuştur. Tohum çimlenmesi, bitki yaşam

döngüsünün en hassas aşamasıdır. Gerek çimlenme aşamasında tohum, gerekse

çimlenme sonrası oluşan fidecik oluşan çevre koşullarına karşı son derece duyarlı

olup, zarar gördüğü taktirde bitki yaşam döngüsü daha başlamadan sona erebilir

(Mooring vd., 1971; Bozcuk, 1978).

Tuz, mitoz bölünmeyi engellemek suretiyle çimlenmeyi engelleyebilir (Nieman,

1965). DNA, RNA ve protein sentezini engelleyerek büyüme ve gelişmeye ket

vurabilir (Anuradha ve Rao, 2001). Tuz hücre zarlarının permeabilitesini etkiler

(Ellialtıoğlu vd., 1994). Tuz, bitki hücrelerinde solunumu genellikle engellerken

(Porath ve Poljakoff-Mayber, 1964), bazen de teşvik edebilir (Brix, 1962). Bitki

hücrelerine giren Na+ veya CI- iyonları antagonistik etki nedeniyle hücrenin

metabolik faaliyetleri için gerekli olan Ca++, K+ gibi diğer iyonların alınmasına engel

olur. Tuz iyonları, bitkiye gerekli iyonlarla rekabet ederek de onların alınımını

engelleyebilir (Greenway ve Munns, 1980). Yüksek tuzluluk, tohumda bulunan

absisik asit (ABA) gibi doğal engelleyici hormonların konsantrasyonunu arttırıp

gibberellin ve sitokinin gibi stimülatör hormonların seviyesini düşürebilir (Prakash ve

Prathapasenan, 1990). Tuz, kotiledonların karbonhidrat ve protein rezervlerini

harekete geçiren α-amilaz, proteaz ve RNaz enzimlerinin aktivitesini engelleyerek

çimlenmeye ket vurabilir. Tuz, tohumda prolin içeriğini arttırarak, katalaz, peroksidaz

ve polifenol oksidaz aktivitelerini azaltarak olumsuz etki yapabilir (Dash ve Panda,

2001).

2.3. Bitki Büyüme Düzenleyicileri

Su ve topraklardaki tuzluluk, bitkisel üretimde önemli kayıplara neden olmaktadır.

Tuzlu topraklarda ürünü arttırmaya ve bu alanları ıslah etmeye ihtiyaç duyulması

nedeniyle bu önemli sorun, birçok araştırıcının ilgisini çekmekte ve bitkilerin

vejetatif yaşamlarının çeşitli aşamalarında tuz toleransını artırmak için çeşitli

Page 14: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

6

metotlar ve yaklaşımlar geliştirilmektedir. Fizyolojik olarak tuz toleransını arttırma

yöntemlerinin, karmaşık geleneksel ıslah yöntemlerinden daha kolay ve

uygulanabilir olduğunu ve kısa zamanda sonuç verdiğini gösteren çok sayıda

deneysel veri bulunmaktadır (Öztürk vd., 1994; Kaur vd., 1998; Gulzar ve Khan,

2002).

Tohum çimlenmesinde tuzun bu olumsuz etkilerinin giderilmesinde genel olarak

“bitki büyüme düzenleyicileri” veya “bitkisel hormonlar” adı verilen maddeler

kullanılabilmektedir. Bitki hormonları, doğal olarak bitki tarafından çok küçük

miktarlarda üretilen, üretildiği dokudan başka dokulara taşınan, taşındığı dokunun

gelişimi ve değişimi üzerinde etkili olan organik maddelerdir. Dolayısıyla bir bitkinin

her dokusu, miktarı değişmekle birlikte çeşitli hormonları içermektedir. Bazı bitki

hormonları (sitokinin ve absisik asit) meristematik dokuda sentezlenir, vasküler doku

ile taşınır, bazıları (oksin) vasküler dokuya girmeksizin dokudan dokuya direk olarak

taşınır bazıları da (etilen) aynı doku içinde kullanılır ve sentezlenir.

Bitki büyüme düzenleyicileri, bitki bünyesinde üretildikleri gibi, sentetik olarak da

elde edilebilirler. Büyüme düzenleyicilerinin bir kısmı bitkilerde uyarıcı veya teşvik

edici etki gösterirken bir kısmı da büyümeyi kısıtlayıcı veya yavaşlatıcı hatta

durdurucu etki gösterirler. Gelişmeyi teşvik edici ve engelleyici maddeleri birbirinden

kesin sınırlarla ayırmak pek mümkün değildir. Çünkü bitki büyüme düzenleyicileri,

bitki büyümesinin değişik devrelerinde ve değişik bitki organlarına değişik

konsantrasyonlarda uygulandıklarında farklı etkiler gösterebilmektedir (Kocaçalışkan,

2003).

2.3.1. Gibberellik Asit

Gibberellinler 1926 yılında Japon bilim adamı Kurosawa tarafından keşfedilmiştir. Bu

araştırıcı bitkinin çok çabuk uzayarak kökünün zayıflamasına ve bitkinin çökmesine

neden olan “aptal fide hastalığı” adı verilen bir hastalık üzerinde çalışırken, mantarla

hastalanan bitkilerde gibberellin adını verdiği kimyasal maddenin fazla üretildiğini

bulmuş ve daha sonra bu mantarı Gibberella fujikuroi olarak adlandırmıştır.

Page 15: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

7

Kimyasal yapıları farklı yaklaşık 70 gibberellin çeşidi bilinmektedir. Bunlardan

gibberellik asit (GA3) en yaygın olarak kullanılmaktadır. Şekil 2.2’de GA3’ün

kimyasal yapısı görülmektedir. Diğer gibberellinler bu temel yapıya bağlı çeşitli yan

gruplara sahiptir (Kocaçalışkan, 2003).

Şekil 2.2. Gibberellik asit’in kimyasal yapısı.

(www.steve.gb.com/images/molecules/terpenes/gibberellic_acid_(GA3).png)

GA3’ün tohum çimlenmesini teşvik edici etkisi birçok araştırıcı tarafından rapor

edilmiştir (Karssen vd., 1989; Karssen, 1995; Sharma vd., 2004). GA3 çimlenmekte

olan tohumlarda α-amilaz ve diğer hidrolitik enzimler ile büyüme ve gelişme için

gerekli olan yapısal proteinlerin sentezini arttırarak çimlenmeyi sağlar. Tohum

çimlenmesi sırasında embriyoda sentezlenen GA3, çimlenme olayının başlayabilmesi

için, endospermdeki nişastayı şekerlere dönüştürebilen α-amilaz enziminin sentez ve

aktivasyonunu arttırarak tohum rezervlerinin harekete geçmesini sağlamaktadır

(Fincher, 1989). Ayrıca ABA teşvikli dormansinin uzaklaştırılması ve tohum

çimlenmesinin sağlanabilmesinde gibberellinlere gereksinim duyulduğu da

bilinmektedir (Jacobsen vd., 2002).

Diğer yandan GA3’ün tohum çimlemesinde olduğu gibi kök ve gövde ile taze ve kuru

ağırlık artışı gibi fide büyümesi parametreleri üzerinde de tuz stresinin neden olduğu

olumsuz etkileri hafiflettiği bilinmektedir (Kabar ve Baltepe, 1987; Datta vd., 1998;

Kaur vd., 1998; Çavuşoğlu, 2006a; 2006b).

Page 16: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

8

2.3.2. Brassinosteroidler

Bitki büyümesini yüksek oranda teşvik edici özellik gösteren ve yeni bir bitki

hormonu grubunu oluşturan brassinosteroidler, 1979 yılında Grove ve arkadaşları

tarafından kolza (Brassica napus) bitkisinin polenlerinden izole edilmiştir (Grove

vd., 1979).

Şekil 2.3. Brassinosteroid’in kimyasal yapısı.

(www.steve.gb.com/images/molecules/terpenes/brassinolide.png)

Takip eden yıllarda gerçekleştirilen çalışmalarda 44 farklı bitkide tespit edilen

brassinosteroidlerin çok düşük konsantrasyonda etkili olabildikleri bildirilmiştir.

Bitki araştırmacıları doğal olan brassinosteroidlerin üzerinde yoğunlaşan çalışmalar

yürütmekte ve bitkilerde ürün verimi ve korunmasında güvenle kullanılabileceği için

gelecek açısından ümit verici maddeler olduğunu belirtilmektedir (Rao vd., 2002).

Brassinosteroidlerin çimlenme, büyüme, olgunlaşma, çiçeklenme, rizom oluşumu ve

yaşlanma gibi bitki gelişim evrelerinin hepsinde rol oynadığı tespit edilmiştir.

Brassinosteroid kullanımının Petunia hybrida’da yaprak protoplast hücrelerinin

bölünme hızını arttırdığı (Oh ve Clouse, 1998), Çin lahanası protoplastlarında hücre

bölünmesini aktive ettiği (Nakajima, vd., 1996), soya fasulyesi epikotil hücrelerinde

hücre uzamasını teşvik ettiği (Zurek vd., 1994), Eucalyptus camaldulensis

tohomlarında çimlenme oranını arttırdığı (Sasse, vd., 1995) ve ayrıca ABA’nın

inhibitör etkisini ortadan kaldırdığı (Steber ve McCourt, 2001) rapor edilmiştir.

Page 17: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

9

Brassinosteroidlerin en önemli etkilerinden biri de çeşitli abiyotik stres faktörlerine

karşı bitkilere direnç kazandırmasıdır. Brassinosteroid kullanımının düşük ve yüksek

ısıya, kuraklığa toleransı arttırdığı gibi bitki gelişiminde tuzluluğun neden olduğu

inhibitör etkileri giderdiği de gösterilmiştir (Rao vd., 2002). Brassinosteroidlerin tuz

stresinin olumsuz etkilerini azaltarak özellikle çimlenme ve çimlenme sonrası fide

büyümesini teşvik ettikleri bildirilmiştir (Sasse vd., 1995: Anuradha ve Rao, 2001;

Çavuşoğlu, 2006).

Protein sentezinin tohum çimlenmesi için gereken en önemli basamaklardan biri

olduğu yıllar önce ortaya konmuştur (Fujisawa, 1966). Tohum çimlenmesinde rolü

olan bitki büyüme düzenleyicilerinin nükleik asit ve protein miktarlarında da ciddi

değişimlere sebep olması söz konusudur ve moleküler tespitler bu maddelerin etki

mekanizmalarının anlaşılması açısından önem arz etmektedir.

Bu sebeple çalışmamızda, arpa tohumlarının çimlenmesini teşvik ettiği bildirilen GA3

ve EBR’nin moleküler seviyede etkilerinin araştırılması amaçlanmış, normal ve tuzlu

koşullarda çimlendirilen arpa fidelerinde total DNA ve protein miktarları tespit

edilerek karşılaştırılmıştır.

Page 18: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

10

3. MATERYAL VE METOT

3.1. Kullanılan Sarf Malzemeler

• 2-merkaptoetanol (Merck)

• 24-epibrassinolide (Sigma)

• Amonyum asetat (Sigma)

• Asetaldehit (Sigma)

• Asetik Asit (Merck)

• Bovin Serum Albümin (Pierce)

• Calf Thymus DNA (Pharmacia Biotech )

• Coomassie Plus-The Better Bradford Assay Kit (Pierce)

• Difenilamin (Sigma)

• Eldiven (Beybi)

• Etanol (absolute) (Riedel-de Haen)

• EDTA (Riedel-de Haen)

• Falkon Tüpü (15 ml ve 50 ml) (Greiner bio-one)

• Fenol (Sigma)

• Gibberellik asit (Sigma)

• HCl (Riedel-de Haen)

• İzoamil alkol (Sigma)

• Kloroform (Riedel-de Haen)

• Metanol (Sigma)

• Tris (Merck)

• Petri Kutusu (Isolab)

• Pipet ucu (10 µl, 200 µl, 1000 µl ) (Isolab)

• RNAz (Sigma)

• Sodyum Klorür (Merck)

• Sodyum Hipoklorit (Merck)

• Spektrofotometrik ölçüm küveti (Sigma)

• Sülfirik asit (Merck)

• Triklora Asetik Asit (Merck)

• Whatman No:1 Filtre Kağıdı

Page 19: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

11

3.2. Kullanılan Cihazlar

• Buzdolabı (Beko)

• Buz Makinesi (Scotsman AF 100)

• Çalkalamalı Su Banyosu (Heto SBD 50)

• Çeker Ocak

• Derin Dondurucu -20oC (Arçelik)

• Etüv (Wtcbinder)

• Hassas Tartım Cihazı (Metter Toledo PB303-S)

• Manyetik Karıştırıcı (Velp Scientifaca Heating Magnetic Stirrer)

• Manyetik Karıştırıcı (Variomag Electronicrührer Poly 15)

• Mikro Dalga Fırın (Arçelik MD553)

• Otoklav (CertoClav)

• PH Metre (Metler Toledo MA235 pH/Ion Analyzer)

• Porselen havan

• Saf Su Cihazı (Milipore Progard 2)

• Soğutmalı Santrifüj (Nüve NF 800 R)

• Sonikatör (Bandellin Electronic Sonopuls)

• Spektrofotometre (Shimadzu UV-1601 Spectrophotometer)

• Vorteks (Velp Scientifica)

3.3. Kullanılan Solüsyonlar

%2 cyltrimethylammonium bromide (CTAB) Ekstraksiyon Buffer

500 ml için; 10 g CTAB

50 ml 1 M Tris-HCl (pH: 8.0)

20 ml 0,05 M EDTA (pH: 8.0)

140 ml 5 M NaCl

290 ml dH2O

• Otoklavlanır ve oda sıcaklığında saklanır.

Page 20: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

12

TE (Tris-EDTA) Buffer pH: 8.0

100 ml için; 1 M Tris-HCl’den 1 ml

0,5 M EDTA’dan 200 µl alınıp üzeri dH2O ile 100 ml’ye tamamlanır.

• pH:8.0’e ayarlanır.

• Otoklavlanır ve oda sıcaklığında saklanır.

Proteinaz K (10 mg/ml)

0,01 g proteinaz K

1 ml dH2O içinde çözündürülür

• -20ºC’de saklanır.

%5 Trikloroasetik Asit (TCA)

100 ml için; 5 g TCA

100 ml dH2O içinde çözündürülür

• Oda sıcaklığında saklanır.

(1 M) Amonyum Asetat

100 ml için; 7,7 g amonyum asetat

100 ml dH2O içinde çözündürülür

• Otoklavlanır ve +4 ºC’de saklanır.

5 M NaCl

150 ml için; 43,83 g NaCl

150 ml dH2O da çözündürülür

• Otoklavlanır ve oda sıcaklığında saklanır.

Page 21: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

13

%2 Merkaptoetanol

100 ml için; 2 ml merkaptoetanol

98 ml dH2O ile karıştırılır

• Işık görmeyecek şekilde +4ºC’de saklanır.

Fenol:Kloroform:İzoamilalkol Solüsyonu (25:24:1)

50 ml için; 25 ml fenol

24 ml kloroform

1 ml izoamil alkol

• Kullanılmadan önce iyice karıştırılır.

• +4ºC’de, ışık görmeyecek şekilde saklanır.

Difenilamin Reaksiyonu Solüsyonları

1,5 g difenilamin 100 ml glasiyal asetik asit içinde çözülür ve üzerine 1,5 ml sülfürik

asit eklenir (Solüsyon A).

• Bu stok solüsyon karanlıkta ve oda ısısında saklanır.

50 ml dH2O ve 1 ml asetaldehit karıştırılır (Solüsyon B)

• Bu solüsyon taze olarak kullanılır.

DNA tespiti için: 1 ml DNA örneği (standart veya özüt)

1 ml Solüsyon A

5 µl Solüsyon B

• Falkon tüpteki karışım 100 °C’de 10 dakika kaynatılır.

Page 22: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

14

3.4. Deneylerde Kullanılan Tohumlar

Deneylerde, Ankara Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü’nden

sağlanan arpa bitkisi (Hordeum vulgare L. cv. Bülbül 89) tohumları kullanılmıştır.

Arpa tohumları kullanılmadan önce yüzey sterilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bunun

için tohumlar %1’lik sodyum hipokloritte 10 dakika tutulduktan sonra 5 kez saf su ile

yıkanıp filtre kağıtları üzerinde oda sıcaklığında kurutulmuşlardır (Çavuşoğlu,

2006a).

3.5. Tuz (NaCl) ve Hormon Çözeltilerinin Hazırlanması

Çalışmamızda 0,25 ve 0,30 M olmak üzere iki farklı yoğunlukta tuz ortamı

kullanılırken, GA3 (900 μM) ve EBR (3 μM) olmak üzere iki bitki büyüme

düzenleyicisi denenmiştir. Söz konusu tuz ve hormon çözeltilerinin

konsantrasyonlarının tercihinde Çavuşoğlu’nun doktora tez çalışması verilerinden

yararlanılmıştır (Çavuşoğlu, 2006).

Hazırlanan GA3 ve NaCl çözeltileri kullanılmadıkları sürece +4°C’de ve EBR

çözeltisi ise -25°C’de muhafaza edilmiştir.

3.6. Tohum Çimlendirme Yöntemi

Çimlendirme deneyleri sabit sıcaklıkta (20°C’de), sürekli karanlıkta ve etüvde

yapılmıştır. Önce yeterli sayıda, dolgun görünüşte, sağlam ve birbirine az çok benzer

büyüklükte olan arpa tohumları seçilerek beherde, belirli hacimdeki saf su (kontrol),

GA3 ve EBR çözeltileri içerisinde 24 saat süreyle ön uygulamaya tabi tutulmuştur.

Bu ön uygulama sonunda, çözeltiler süzülerek dökülmüş ve tohumlar vakumda

kurutulmuştur (Braun ve Khan, 1976). Her uygulamaya ait tohumlar, iki tabaka filtre

kağıdı ile kaplanmış ve saf su veya 0,25 ve 0,30 M yoğunlukta tuz çözeltileri içeren

10 cm çaplı petriler içine düzenli olarak dizilmiştir. Ekimin hemen ardından petriler,

7 gün süresince çimlenmek üzere etüvde bekletilmiştir. Çimlenme için radikulanın

10 mm uzunluğa ulaşması esas alınmıştır. Yedinci gün sonunda, çimlenme

Page 23: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

15

yüzdesinin tespitinin ardından, çimlenen tohumlardan çıkan fidelerin uzunlukları

(radikula + koleoptil uzunluğu) ölçülmüş ve taze ağırlık tartımı yapılmıştır.

3.7. DNA Miktar Tayini

3.7.1. Arpa Fidelerinden DNA İzolasyonu

Total DNA özütlerinin elde edilmesinde internet ortamından (http://gmo-

crl.jrc.it/detectionmethods/MON-Art47-dnaextraction.pdf) modifiye edilerek

kullanılan yöntemin aşamaları aşağıda verilmiştir:

• Çimlendirildikten sonra -20ºC’de dondurularak saklanan arpa fidelerden

her örnek için 2 g alınıp porselen havanda 3 dakika boyunca ezerek iyice

öğütülmesi sağlanmıştır.

• Falkon tüpüne aktarıldıktan sonra her örnek için, 8 ml CTAB ekstraksiyon

buffer, 120 µl %22’lik merkaptoetanol ve 80 µl proteinaz K ilave edilerek

karıştırılmıştır.

• Elde edilen karışım 55ºC’deki su banyosunda 1 saat tutulduktan sonra oda

sıcaklığında 10 dakika bekletilmiştir.

• Üzerine karışım hacminin yarısı kadar 1 M amonyum asetat eklenen tüp

+4ºC’de 10,000 rpm’de 30 dakika süreyle santrifüj edilmiştir.

• Süpernatant kısmı yeni bir tüpe aktarılarak hacminin 2 katı kadar ethanol

eklenip -20ºC’de 1 saat bekletilmiş ve tüp +4ºC’de 10,000 rpm’de 30

dakika süreyle tekrar santrifüj edilmiştir.

• Süpernatant kısmı atılıp, pellet 4 ml Tris-EDTA kullanılarak

çözündürülmüştür.

• Çözeltiye 13 µl (1 mg/ml) RNAz eklenip, 37ºC’de 30 dakika

bekletilmiştir.

• Örneğe 5 ml fenol kloroform izoamil alkol (P:C:I 25:24:1) karışımından

eklenip, iyice vortekslendikten sonra 10,000 rpm de 20 dakika santrifüj

edilmiştir (temiz bir faz elde edilene kadar bu işlem 2-3 kez

tekrarlanmıştır).

Page 24: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

16

• Yeterince temizlendikten sonra DNA içeren üst faz yeni tüpe aktarılmış

ve örnek hacminin 1/2 si kadar izoproponol eklenip hafifçe

karıştırılmıştır.

• Yumak haline gelerek toparlanmaya başlayan DNA bir pipet ucu

yardımıyla yeni bir tüpe alındıktan sonra 2 ml Tris-EDTA içinde

çözündürülmüştür.

• İzole edilen DNA örnekleri -20ºC’de saklanmıştır.

3.7.2. Difenilamin Reaksiyonu

Difenilamin reaksiyonu, hücre ya da dokudaki DNA miktarının tespitinde yaygın

olarak kullanılan kolorimetrik bir yöntemdir. Temel olarak DNA molekülünün

hidrolizi esasına dayanmaktadır. DNA örneği asetik asit ve sülfürik asit ile karıştırılır

ve 95 ºC’de bekletilir. Bu koşullarda, şeker ve bazlar arasındaki glikozidik bağlarının

hidrolizi ve DNA’daki fosfodiester bağlarında kopmalar medana gelir ve bunun

sonucunda “2-deoksi-riboz” molekülleri açığa çıkar (Şekil 3.1).

Şekil 3.1. DNA’nın hidrolizi ve 2-deoksi-riboz şekeri oluşumu.

Serbest 2-deoksi-riboz molekülleri bu şartlarda dehidrasyona uğrayarak ω-hidroksi-

levulinil aldehit’e dönüşür. ω-hidroksi-levulinil aldehit ise reaksiyon ortamına ilave

edilen “difenilamin” ile reaksiyona girdiğinde ise mavi renkli bileşikler oluşturur.

Örnekteki mavi renkli bileşik oranı 595-600 nm dalga boyunda spektrofotometre ile

Page 25: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

17

belirlenir. DNA konsantrasyonu ve mavi renkli bileşik miktarı birbiriyle ilişkili olup,

DNA miktarı arttıkça mavi renk de koyulaşır. Bu yöntemde, konsantrasyonu bilinen

DNA örneklerinin absorbans değerleri ölçüldükten sonra bir standart eğri oluşturulur

ve hayvan veya bitki hücrelerinden hazırlanan örneğin absorbans değerinin standart

eğri grafiğinde yeri belirlenerek DNA miktarı hesaplanır. Bu reaksiyon deoksi-riboz

şekeri gerektirdiği için sadece DNA’ya özgül olup, örnekte mevcut olabilcek RNA

kontaminasyonu DNA tespitini etkilememektedir.

3.7.3. Standart DNA Örneklerinin ve Standart Eğri Grafiğinin Hazırlanması

Çalışmamızda, DNA miktar tayini için Burton tarafından bildirilen difenilamin

prosedürü modifiye edilerek uygulanmış (Burton, 1955) ve Calf Thymus DNA’sı

standart olarak kullanılmıştır.

Standart örnekleri DNA konsantrasyonu giderek artan bir seri oluşturacak şekilde

Çizelge 3.1’de belirtildiği gibi hazırlanmıştır.

Çizelge 3.1. Standart DNA örneklerinin hazırlanması.

Standart DNA Solüsyonu (1 mg/ml)

Çözücü Miktarı (%5 TCA)

Standart Final Konsantrasyonu

100 µl 900 µl 100µg/ml

200 µl 800 µl 200µg/ml

300 µl 700 µl 300µg/ml

400 µl 600 µl 400µg/ml

500 µl 500 µl 500µg/ml

600 µl 400 µl 600µg/ml

700 µl 300 µl 700µg/ml

800 µl 200 µl 800µg/ml

900 µl 100 µl 900µg/ml

1000µl 0 µl 1000µg/ml

Page 26: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

18

Konsantrasyonları bilinen standart DNA örneklerinin difenilamin reaksiyonu ve

spektrofotometrik ölçümler aşağıdaki şekilde gerçekleştirilmiştir:

• 1 ml’lik DNA standart örnekleri üzerine 1 ml’lik Solüsyon A ve 5 µl’lik

Solüsyon B eklenmiş ve örnekler 100°C’de 10 dakika kaynatılmıştır.

• Mavi renk oluşumu gözlenen örnekler hemen plastik küvetlere aktarıldıktan

sonra spektrofotometrede 600 nm’de absorbans değerleri ölçülmüştür.

• Kör olarak %5 TCA çözeltisi kullanılmış ve bu absorbans değeri tüm

örneklerin absorbans değerlerinden çıkarılmıştır.

Elde edilen veriler Orijin adlı bilgisayar programı kullanılarak DNA standart eğri

grafiği oluşturulmuştur.

3.7.4. Fide Örneklerindeki DNA Miktarının Tespiti

1 ml’lik miktarı tespit edilecek DNA özütü içeren tüplere 1 ml’lik Solüsyon A ve 5

µl’lik Solüsyon B eklenmiş ve tüpler 100°C’de 10 dakika kaynatılmıştır. Örnekler

plastik küvetlere aktarılmış ve 600 nm’de absorbans değerleri ölçülmüştür.

Örneklerin DNA miktarları daha önce oluşturulan DNA standart eğri grafiği

kullanılarak tayin edilmiştir.

3.8. Protein Miktar Tayini

3.8.1. Arpa Fidelerinden Protein İzolasyonu

Total protein özütlerinin elde edilmesinde kullanılan yöntemin aşamaları aşağıda

verilmiştir:

• Çimlendirildikten sonra -20ºC’de dondurularak saklanan arpa fidelerden

her örnek için 2 g alınıp porselen havanda 25 ml steril dH2O ilave edilerek

iyice öğütülmesi sağlanmıştır.

• Örnekler 20 saniyelik sonikasyona tabi tutulmuştur.

Page 27: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

19

• Homojenatlar +4ºC’de 10,000 rpm’de 15 dakika boyunca

santrifüjlenmiştir.

• Süpernatantlar yeni tüplere alındıktan sonra +4ºC’de 10,000 rpm’de 15

dakika santrifüjlenmiştir.

• Çözülebilir (solübıl) protein içeren süpernatantlar temiz tüplere

aktarıldıktan sonra total protein tayininde kullanılana dek -20 ºC’de

saklanmıştır.

3.8.2. Bradford Reaksiyonu

Bradford metodu herhangi bir örnek içersindeki protein miktarının kantitatif olarak

belirlenmesi için kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntemde boya olarak,

proteinlerdeki pozitif yüke bağlanan negatif yüklü Commassie Brillant Blue G-250

kullanılmaktadır. Asidik çözeltilerde bu boyanın proteinlere bağlanması, boyanın

maksimum absorbsiyonunun 465 nm (kırmızı) den 595 nm (mavi) ye kaymasına

neden olmaktadır. Boya belirteci eklendikten 2 dakika sonra renk oluşumu

tamamlanır ve oluşan renk 1 saat kararlıdır (Şekil 3.2).

Şekil: 3.2. Bradford reaksiyonu (Metin, 2007)

Page 28: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

20

Bradford metodunda, farklı konsantrasyonlarda standart protein (bovin-serum

albumin) içeren örnekler hazırlanır ve Bradford belirteçleri ile reaksiyona sokularak

maksimum absorbans gösterdiği dalga boyunda (595nm) absorbans değerleri ölçülür.

Bu veriler kullanılarak standart eğri oluşturulur ve protein konsantrasyonu tespit

edilecek örneklerin değerleri bu eğri grafiği kullanılarak hesaplanır (Metin, 2007).

3.8.3. Standart Protein Örneklerinin ve Standart Eğri Grafiğinin Hazırlanması

Çalışmamızda protein miktar tayini için Coomassie Plus-The Better Bradford Assay

Kiti ve protein standartı olarak da Bovin Serum Albümin (BSA) kullanılmıştır.

Standart eğrisini oluşturmak için BSA örnekleri Çizelge 3.2’de belirtilen şekilde

hazırlanmıştır:

Çizelge 3.2. BSA standartlarının hazırlanması.

BSA Solüsyonu

(2000μg/ml)

Çözücü miktarı

(%0,9 NaCl)

Standart Final Konsantrasyonu

25 µl 975 µl 50 µg/ml

50 µl 950 µl 100 µg/ml

75 µl 925 µl 150 µg/ml

100 µl 900 µl 200 µg/ml

125 µl 875 µl 250 µg/ml

150 µl 850 µl 300 µg/ml

175 µl 825 µl 350 µg/ml

200 µl 800 µl 400 µg/ml

Page 29: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

21

BSA standart örneklerinin Bradford reaksiyonu ve spektrofotometrik ölçümleri

aşağıdaki şekilde gerçekleştirilmiştir:

• 1.5 ml Bradford çözeltisi içeren test tüplerine BSA örneklerinden 50 µl ilave

edilmiş, pipetlenerek karıştırılmış ve karışımlar plastik küvetlere aktarıldıktan

sonra 595 nm’de absorbans değerleri ölçülmüştür.

• Kör olarak % 0,9’luk NaCl çözeltisi kullanılmış ve bu absorbans değeri tüm

örneklerin absorbans değerlerinden çıkarılmıştır.

Elde edilen veriler Orijin adlı bilgisayar programı kullanılarak protein standart eğri

grafiği oluşturulmuştur.

3.8.4. Fide Örneklerindeki Protein Miktarlarının Tespiti

1.5 ml Bradford çözeltisi içeren test tüplerine protein miktarı tespit edilecek

örneklerden 50 µl ilave edilerek karıştırıldıktan sonra karışım plastik küvetlere

aktarılmış ve 595 nm’de absorbans değerleri ölçülmüştür. Örneklerin total protein

miktarları daha önce oluşturulan protein standart eğri grafiği kullanılarak

belirlenmiştir.

3.9. İstatistik Analizler

Tüm parametrelere SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) programı

kullanılarak varyans analizi uygulanmış ve ortalamalar Duncan’ın çoklu

karşılaştırma testi ile kıyaslanmıştır.

3.10. Korelasyon Analizleri

Korelasyon analizi, iki değişken arasındaki ilişkinin derecesini ve önemini

belirlemek için kullanılan istatistiksel bir yöntemdir. Saçılım (scatterplot) grafikleri

iki değişken arasındaki ilişki hakkında genel bir bilgi edinmemizi sağlar. Ancak,

ilişkinin derecesi konusunda yorum yapabilmek için korelasyon katsayısının (R)

Page 30: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

22

hesaplanması gerekmektedir. R değeri, iki değişken arasındaki ilişkinin ölçüsünü

bildirir ve -1 ve +1 değerleri arasında değişim gösterir. R değerinin 0,00-0,25

arasında olması iki değişken arasında “çok zayıf ilişki”, 0,26-0,49 arasında olması

“zayıf ilişki”, 0,5-0,69 arasında olması “orta ilişki”, 0,70-0,89 arasında olması

“yüksek ilişki” ve 0,90-1,0 arasında olması ise “çok yüksek ilişki” olduğunu gösterir.

Çalışmamızda, arpa tohumlarında çimlenme ve fide büyümesi parametreleri

(çimlenme yüzdesi, taze ağırlık ve fide uzunluğu) ile total DNA ve protein miktarları

arasında ilişkinin istatistiksel açıdan önemini belirlemek için veriler orijin adlı

bilgisayar programı kullanılarak değerlendirilmiştir.

Page 31: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

23

4. BULGULAR

Bu çalışmada, GA3 ve EBR’nin arpa bitkisinin çimlenme evresinde tuz toleransını

nasıl etkilediğini moleküler seviyede belirlemek için normal ve tuzlu koşullarda

çimlendirilen arpa tohumlarının total DNA ve protein miktarları belirlenmiştir.

4.1. Tohum Çimlenmesi Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri

Tohumlarda nihai çimlenme üzerine GA3 ve EBR’nin etkileri Şekil 4.1’de verilen

fotoğrafta görülmektedir.

Şekil 4.1. Normal ve tuzlu koşullarda GA3 ve EBR’nin çimlenmeye etkileri.

(A), saf su ortamı; (B), 0,25 M NaCl ortamı ve (C), 0,30 M NaCl ortamı.

Page 32: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

24

Şekil 4.1’deki fotoğraflarda ve Çizelge 4.1’de görüldüğü gibi GA3 ve EBR ön

uygulamaları arpa tohumlarının nihai çimlenmesini her koşulda (normal ve tuzlu

ortamlarda) kontrol gruplarına göre arttırmıştır. Söz konusu durum Şekil 4.2’de yer

alan bar grafiğinde de açıkça görülmektedir.

Çizelge 4.1. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu

ortamlarda çimlenmiş arpa tohumlarının nihai çimlenme yüzdeleri.

Ön muamele Çimlenme %’si NaCl (M)

Kontrol (Saf su) 79,9 ±2,1cd

0,0 GA3 92,1 ±4,0e

EBR 96,5 ±2,9e

Kontrol (Saf su) 68,2 ±2,7b

0,25 GA3 83,2 ±4,7d

EBR 84,3 ±5,0d

Kontrol (Saf su) 49,3 ±9,7a

0,30 GA3 68,8 ±4,0b

EBR 74,9 ±5,4c *Duncan’ın çoklu karşılaştırma testine göre parametre sütununda aynı harfle

gösterilen değerler arasındaki fark 0,05 düzeyinde önemsizdir.

± : Standart sapma.

Tuzun, konsantrasyon artışına paralel olarak nihai çimlenme yüzdesi üzerindeki

olumsuz etkisini arttırdığı gözlenmiştir. Saf su ortamında arpa tohumları %79

çimlenme gösterirken, 0,25 M tuzlulukta bu değer % 68’e ve 0,30 M tuzluluk

ortamında ise %49’a düşmüştür.

Diğer yandan, GA3 ve EBR ön uygulamaları tuz stresinin nihai çimlenme yüzdesi

üzerindeki engelleyici etkisini büyük ölçüde ortadan kaldırmıştır. Saf su ortamında

çimlendirilen kontrol tohumlarının çimlenme yüzdesi, GA3 ve EBR’li tohumların

0,25 M tuzlulukta ulaştıkları çimlenme değerine ulaşmayı başaramamıştır (Çizelge

4.1 ve Şekil 4.2).

Page 33: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

25

0

20

40

60

80

100

120

Muameleler

Çim

lenm

e %

'si

saf su (0,0 M NaCl)

saf su (0,25 M NaCl)

saf su (0,30 M NaCl)

GA3 (0,0 M NaCl)

GA3 (0,25 M NaCl)

GA3 (0,30 M NaCl)

EBR (0,0 M NaCl)

EBR (0,25 M NaCl)

EBR (0,30 M NaCl)

Şekil 4.2. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa tohumlarının nihai çimlenme yüzdesi grafiği.

4.2. Taze Ağırlık Artışı Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri

Çizelge 4.2. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu

ortamlarda çimlenmiş arpa fidelerinin taze ağırlıkları.

NaCl (M) Ön muamele Taze Ağırlık

(mg/fide)

Kontrol (Saf su) *205,4 ±28,5bc

0,0 GA3 303,7 ±18,8e

EBR 237,1±15,5d

Kontrol (Saf su) 156,6 ±6,3a

0,25 GA3 224,2 ±21,2cd

EBR 195,8 ±16,6b

Kontrol (Saf su) 151,7 ±18,1a

0,30 GA3 211,1 ±14,5bc

EBR 163,5 ±13,3a *Duncan’ın çoklu karşılaştırma testine göre parametre sütununda aynı harfle gösterilen

değerler arasındaki fark 0,05 düzeyinde önemsizdir.

± : Standart sapma.

Page 34: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

26

Çizelge 4.2 ve Şekil 4.3’de görüldüğü gibi GA3 ve EBR ön uygulamalarının saf su

ortamında büyütülen arpa fidelerinin taze ağırlıklarını kontrol fidelerinkilere oranla

arttırdığı tespit edilmiştir. Taze ağırlık artışı üzerinde GA3, EBR’ye göre daha olumlu

bir etki göstermiştir.

0

50

100

150

200

250

300

350

Muameleler

Taze

Ağı

rlık

(mg/

fide)

saf su (0,0 M NaCl)

saf su (0,25 M NaCl)

saf su (0,30 M NaCl)

GA3 (0,0 M NaCl)

GA3 (0,25 M NaCl)

GA3 (0,30 M NaCl)

EBR (0,0 M NaCl)

EBR (0,25 M NaCl)

EBR (0,30 M NaCl)

Şekil 4.3. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin taze ağırlık grafiği.

Diğer yandan tuz konsantrasyonundaki artışa paralel olarak fidelerin taze

ağırlıklarında önemli derecede azalmalar meydana gelmiştir. GA3 ve EBR

uygulamalarının ise tuz stresinin fidelerin taze ağırlığı üzerindeki olumsuz etkisini

büyük ölçüde hafiflettiği gözlemlenmiştir. Tüm tuz seviyeleri dikkate alındığında en

olumlu etkiyi GA3 göstermiştir.

4.3. Fide Uzunluğu Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri

Çizelge 4.3 ve Şekil 4.4’de görüleceği gibi GA3 ve EBR uygulamaları saf su

ortamında nihai çimlenme yüzdesi ve taze ağırlık parametreleri üzerinde olduğu gibi

fide uzamasını da kontrol fidelerininkine göre arttırmıştır. Fide uzaması üzerinde en

olumlu etkiyi EBR göstermiştir.

Page 35: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

27

Çizelge 4.3. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu

ortamlarda çimlenmiş arpa fidelerinin fide uzunlukları.

NaCl (M) Ön muamele Fide Uzunluğu (mm)

Kontrol (Saf su) *148,9 ±1,7d

0,0 GA3 182,7 ±1,4e

EBR 206,8 ±3,7 f

Kontrol (Saf su) 43,7 ±0,9b

0,25 GA3 49,4±0,6bc

EBR 63,7 ±0,4c

Kontrol (Saf su) 24,0 ±0,2a

0,30 GA3 43,6 ±0,2b

EBR 45,2 ±0,2bc *Duncan’ın çoklu karşılaştırma testine göre parametre sütununda aynı harfle gösterilen

değerler arasındaki fark 0,05 düzeyinde önemsizdir.

± : Standart sapma.

0

50

100

150

200

250

Muameleler

Fide

uzu

nluğ

u (m

m)

saf su (0,0 M NaCl)

saf su (0,25 M NaCl)

saf su (0,30 M NaCl)

GA3 (0,0 M NaCl)

GA3 (0,25 M NaCl)

GA3 (0,30 M NaCl)

EBR (0,0 M NaCl)

EBR (0,25 M NaCl)

EBR (0,30 M NaCl)

Şekil 4.4. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin fide uzunluk grafiği.

Page 36: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

28

Elde edilen sonuçlara göre, tuz seviyesindeki artışa paralel olarak fide uzaması

azalmıştır. Diğer yandan GA3 ve EBR ise fide uzaması üzerindeki tuz inhibisyonunu

hafiflettiği belirlenmiştir. Tüm tuz seviyeleri dikkate alındığında, en etkili büyüme

düzenleyicisi EBR olmuştur (Çizelge 4.3 ve Şekil 4.4).

4.4. Total DNA Miktarı Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri

Materyal ve Metot’ta da belirtildiği gibi difenilamin metodu kullanılarak DNA

standartlarının ve örneklere ait DNA özütlerinin 600 nm’de absorbans değerleri elde

edilmiştir. Çizelge 4.4’de standart DNA örneklerinin ve Çizelge 4.5’de ise arpa fide

örneklerlerine ait spektrofotometrik ölçüm verileri görülmektedir.

Çizelge 4.4. Standart DNA örneklerinin absorbans değerleri.

Standart DNA (μg) A600

100 0,121

200 0,184

300 0,229

400 0,281

500 0,336

600 0,425

700 0,516

800 0,584

900 0,685

1000 0,743

Page 37: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

29

Çizelge 4.5. Fide DNA örneklerinin absorbans değerleri.

Örnekler* A600 (µg/ml) (mg/ml) (mg/g)

S-00-1T 0,178 221 0,221 0,442

S-00-2T 0,182 226 0,226 0,452

S-00-3T 0,196 246 0,246 0,492

S-0,25-1T 0,159 194 0,194 0,291

S-0,25-2T 0,146 176 0,176 0,264

S-0,25-3T 0,164 201 0,201 0,302

S-0,30-1T 0,141 169 0,169 0,169

S -0,30-2T 0,123 143 0,143 0,143

S-0,30-3T 0,145 174 0,174 0,174

EBR-00-1T 0,432 578 0,578 1,156

EBR-00-2T 0,413 552 0,552 1,104

EBR-00-3T 0,512 691 0,691 1,382

EBR-0,25-1T 0,364 483 0,483 0,575

EBR-0,25-2T 0,369 490 0,49 0,735

EBR-0,25-3T 0,364 483 0,483 0,725

EBR-0,30-1T 0,268 348 0,348 0,348

EBR-0,30-2T 0,297 388 0,388 0,388

EBR-0,30-3T 0,312 409 0,409 0,409

GA3-00-1T 0,247 318 0,318 0,636

GA3-00-2T 0,29 378 0,378 0,756

GA3-00-3T 0,299 391 0,391 0,782

GA3-0,25-1T 0,204 257 0,257 0,386

GA3-0,25-2T 0,222 283 0,283 0,425

GA3-0,25-3T 0,218 277 0,277 0,416

GA3-0,30-1T 0,198 249 0,249 0,249

GA3-0,30-2T 0,201 253 0,253 0,253

GA3-0,30-3T 0,201 253 0,253 0,253 *(S: safsu, T: tekrar sayısı)

Page 38: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

30

DNA miktarı bilinen standart DNA örneklerinin konsantrasyonları (μg) ve absorbans

değerleri (A600) kullanılarak bir standart DNA eğri grafiği oluşturulmasında Orijin

adlı bilgisayar programından yararlanılmıştır (Şekil 4.5). Standart eğri grafiğinin

Y=A+B×X denkleminden (Y=Absorbans, A=0,02127, B=0,00071 X=µg/ml DNA

miktarı)yararlanılarak da örneklerdeki DNA konsantrasyonları hesaplanmıştır

(Çizelge 4.5). R değerinin 1’e yakınlığı (R=0,9943) çalışmanın güvenilirliğini ortaya

koymaktadır.

Şekil 4.5. Standart DNA absorbans eğrisi.

Çizelge 4.6’da görüldüğü gibi çalışılan büyüme düzenleyicileri saf su ortamında

büyütülen arpa fidelerinde total DNA miktarlarını kontrol fidelerine göre artırmıştır.

EBR ön uygulamasının, GA3’e göre daha olumlu bir etki gösterdiği Şekil 4.6’daki

bar grafiği ile daha net şekilde görülmektedir.

Page 39: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

31

Çizelge 4.6. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu

ortamlarda çimlenmiş arpa fidelerinin total DNA miktarları.

NaCl (M) Ön muamele Total DNA miktarı

(mg/g )

Kontrol (Saf su) *0,4620 ±0,0d

0,0 GA3 0,7247 ±0,0e

EBR 1,2140 ±0,1f

Kontrol (Saf su) 0,2855 ±0,0bc

0,25 GA3 0,4085 ±0,0d

EBR 0,6780 ±0,0e

Kontrol (Saf su) 0,1620 ±0,0a

0,30 GA3 0,2517 ±0,0ab

EBR 0,3817 ±0,0cd *Duncan’ın çoklu karşılaştırma testine göre parametre sütununda aynı harfle gösterilen

değerler arasındaki fark 0,05 düzeyinde önemsizdir.

± : Standart sapma.

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Muameleler

Tota

l DN

A (m

g/g)

saf su (0,0 M NaCl)saf su (0,25 M NaCl)saf su (0,30 M)GA3 (0,0 M NaCl)GA3 (0,25 M NaCl)GA3 (0,30 M NaCl)EBR (0,0 M NaCl)EBR (0,25 M NaCl)EBR (0,30 M NaCl)

Şekil 4.6. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin total DNA miktarı grafiği.

Page 40: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

32

Tuzun artan konsantrasyonları ise kontrol fidelerinin total DNA miktarlarında ciddi

şekilde azalmaya neden olmuştur. Diğer yandan GA3 ve EBR kullanımı tuz stresinin

DNA miktarı üzerindeki olumsuz etkisini önemli ölçüde ortadan kaldırmayı

başarmıştır. Her iki tuz seviyesinde de en olumlu etkiyi EBR ön uygulaması

göstermiştir. Örneğin 0,30 M gibi yüksek bir tuzlulukta büyütülen EBR muameleli

fidelerin total DNA miktarları saf su ortamında büyütülen kontrol fidelerinkine

neredeyse eşit olmuştur (Çizelge 4.6 ve Şekil 4.6).

4.5. Total Protein Miktarı Üzerine GA3 ve EBR’nin Etkileri

Materyal ve Metot’ta da belirtildiği gibi Bradford metodu kullanılarak protein

standartlarının ve örneklere ait protein özütlerinin 595 nm’de absorbans değerleri

elde edilmiştir. Çizelge 4.7’de standart protein örneklerinin ve Çizelge 4.8’de ise

arpa fide örneklerlerine ait spektrofotometrik ölçüm verileri görülmektedir.

Çizelge 4.7. Standart protein örneklerinin absorbans değerleri.

BSA (µg/ml) A595

50 0,470

100 0,577

150 0,648

200 0,691

250 0,741

300 0,833

350 0,898

400 1,005

Page 41: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

33

Çizelge 4.8. Fide protein örneklerinin absorbans değerleri.

Örnekler* A595 Y=A+B*X Dilüsyon oranları

(µg/ml) (mg/ml) (mg/g)

S-00-1T 0,536 86,01408 (1: 10) 860 0,8601 10,75

S-00-2T 0,522 76,15493 (1: 10) 762 0,7615 9,53

S-00-3T 0,523 76,85915 (1: 10) 769 0,7685 9,61

S-0,25-1T 0,612 139,5352 (1: 5) 698 0,6976 7,23

S-0,25-2T 0,601 131,7887 (1: 5) 659 0,6589 8,24

S-0,25-3T 0,599 130,3803 (1: 5) 652 0,6519 8,15

S-0,30-1T 0,535 85,309886 (1: 5) 427 0,4265 5,34

S-0,30-2T 0,583 119,1127 (1: 5) 596 0,5955 7,45

S-0,30-3T 0,522 76.15493 (1: 5) 381 0,3807 4,76

EBR-00-1T 0,857 312.0704 (1: 5) 1560 1,5603 19,5

EBR-00-2T 0,821 286.7183 (1: 5) 1434 1,4335 17,93

EBR-00-3T 0,756 240.9437 (1: 5) 1205 1,2047 15,06

EBR-0,25-1T 0,714 211.3662 (1: 5) 1057 1,0568 13,21

EBR-0,25-2T 0,648 164.8873 (1: 5) 824 0,8244 10,3

EBR-0,25-3T 0,522 76.15493 (1: 10) 762 0,7615 9,53

EBR-0,30-1T 0,629 151.507 (1: 5) 758 0,7575 9,48

EBR-0,30-2T 0,599 130.3803 (1: 5) 652 0,6519 8,15

EBR-0,30-3T 0,622 146.5775 (1: 5) 733 0,7328 9,41

GA3-00-1T 0,942 371.9296 (1: 5) 1860 1,8596 23,25

GA3-00-2T 0,931 364.1831 (1: 5) 1821 1,8209 22,76

GA3-00-3T 0,913 351.507 (1: 5) 1758 1,7575 21,98

GA3-0,25-1T 0,929 362.7746 (1: 5) 726 0,7255 9,13

GA3-0,25-2T 0,800 271.9296 (1: 5) 1360 1,3596 17

GA3-0,25-3T 0,795 268.4085 (1: 5) 1342 1,3420 16,78

GA3-0,30-1T 0,655 169.8169 (1: 5) 849 0,8490 10,61

GA3-0,30-2T 0,671 181.0845 (1: 5) 905 0,9054 11,31

GA3-0,30-3T 0,683 189.5352 (1: 5) 948 0,9476 11,85 *(S: safsu, T: tekrar sayısı)

Page 42: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

34

Protein miktarı tespit edilecek örneklerin total protein konsantrasyonlarını belirlemek

için ise “Orijin” adlı bilgisayar programında standart protein konsantrasyonları (μg)

ve absorbans değerleri (A595) kullanılarak bir standart eğri grafiği oluşturulmuştur

(Şekil 4.7). Bu standart eğri grafiğinin Y=A+B×X denkleminden (Y=Absorbans,

A=0,41386, B=0,0142, X=µg/ml protein miktarı) yararlanılarak fide örneklerdeki

protein miktarları hesaplanmıştır (Çizelge 4.9). R değerinin 1’e yakınlığı (R=0,9937)

standart eğrinin güvenilirliğini ortaya koymaktadır.

Şekil 4.7. Standart protein absorbans eğrisi.

Çizelge 4.9’de görüleceği gibi çalışılan büyüme düzenleyicileri saf su ortamında total

protein miktarlarını, total DNA miktarlarında olduğu gibi kontrol fidelerinkilere

oranla artmıştır. Total DNA miktarlarındakinden farklı olarak, total protein miktarı

üzerinde en olumlu etkiyi GA3 göstermiştir (Şekil 4.8).

Page 43: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

35

Çizelge 4.9. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu

ortamlarda çimlenmiş arpa fidelerinin total protein miktarları.

NaCl (M) Ön muamele Protein miktarı

(mg/g)

Kontrol (Saf su) *9,96 ±0,6b

0,0 GA3 22,66 ±0,6e

EBR 17,49 ±2,2d

Kontrol (Saf su 7,87 ±0,5ab

0,25 GA3 14,3 ±4,4cd

EBR 11,01 ±1,9bc

Kontrol (Saf su 5,85 ±1,4a

0,30 GA3 11,25 ±0,6bc

EBR 9,01 ±0,7ab *Duncan’ın çoklu karşılaştırma testine göre parametre sütununda aynı harfle

gösterilen değerler arasındaki fark 0,05 düzeyinde önemsizdir.

± : Standart sapma.

0

5

10

15

20

25

Muameleler

Tota

l pro

tein

(mg/

g)

saf su (0,0 M NaCl)saf su (0,25 M NaCl)saf su (0,30 M NaCl)GA3 (0,0 M NaCl)GA3 (0,25 M NaCl)GA3 (0,30 M NaCl)EBR (0,0 M NaCl)EBR (0,25 M NaCl)EBR (0,30 M NaCl)

Şekil 4.8. GA3 ve EBR ön muamelesi sonrasında normal ve tuzlu ortamlarda

çimlenmiş arpa fidelerinin total protein miktarı grafiği.

Page 44: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

36

Tahmin edildiği gibi tuz konsantrasyonundaki artış kontrol fidelerinin total protein

miktarlarında azalmaya sebep olmuştur. Ancak, GA3 ve EBR uygulamaları tuz

stresinin neden olduğu inhibisyonu tamamen ortadan kaldırmıştır. Tüm tuz seviyeleri

dikkate alındığında en olumlu etkiyi GA3 yapmıştır. Çok yüksek tuzlulukta (0,30 M

NaCl) büyütülen GA3 muameleli fidelerin protein düzeyinin saf su ortamında

büyütülen kontrol fidelerinin total protein miktarlarından daha fazla oluşu son derece

dikkat çekicidir (Çizelge 4.9 ve Şekil 4.8). EBR muameleli fidelerin protein düzeyi

de kontrol fidelerininkine çok yakındır.

4.6. Korelasyon Bulguları

Çalışmamızda, normal ve tuzlu koşullarda çimlendirilen arpa tohumlarında çimlenme

yüzdesi, taze ağırlık ve fide uzunluğu ile total DNA ve protein miktarları arasında

ilişkinin istatistiksel açıdan önemini belirlemek için korelasyon analizleri

gerçekleştirilmiştir.

Çimlenme yüzdesi ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri Şekil 4.9’da, taze

ağırlık ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri Şekil 4.10’da ve fide uzunluğu

ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri Şekil 4.11’de verilmiş ve korelasyon

seviyesini gösteren “R değerleri” grafiklere dahil edilmiştir.

Korelasyon seviyesinin R≥0,91 olarak tespit edildiği analiz sonuçları arpa bitkisinde

çalışılan koşullar altında çimlenme yüzdesi, taze ağırlık ve fide uzunluğu ile total

DNA ve protein miktarları arasında son derece önemli bir ilişki olduğunu ortaya

koymuştur.

Page 45: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

37

Şekil 4.9. Çimlenme yüzdesi ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri.

Page 46: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

38

Şekil 4.10. Taze ağırlık ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri.

Page 47: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

39

Şekil 4.11. Fide uzunluğu ile total DNA ve protein korelasyonu grafikleri.

Page 48: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

40

5. TARTIŞMA VE SONUÇ

Bu çalışmada GA3 ve EBR’nin arpa bitkisinde gerek normal gerekse tuz stresi

koşullarında tohum çimlenmesi, fide büyümesi, total DNA ve protein miktarına

etkileri araştırılmıştır.

Çizelge 4.1’de görüldüğü gibi GA3 ve EBR ile muamele edilmemiş (kontrol) arpa

tohumları normal koşullarda %79 oranında çimlenmişlerdir. GA3 ve EBR ön

muameleleri ise arpa tohumlarının normal koşullar altındaki çimlenmesini sırasıyla

%92 ve %96’ya çıkartarak teşvik edici bir etki göstermiştir. Benzer şekilde, normal

koşullar altındaki tohum çimlemesinde GA3 (Karssen, 1995; Sharma vd., 2004) ve

brassinosteroid kullanımının (Jones-Held vd., 1996; Steber ve McCourt, 2001)

olumlu etkileri çeşitli bitkilerde daha önce yapılan araştırmalarda bildirilmiştir.

Çalışmamızda, normal koşullar altında çimlendirilen arpa tohumlarında GA3 ve EBR

uygulamaları fidelerin taze ağırlık ve fide uzaması gibi fide büyümesi parametreleri

üzerinde de olumlu bir etki göstermiştir (Çizelge 4.2 ve 4.3). Bulgularımızla paralel

olarak GA3’ün fide uzamasını teşvik ettiğini gösteren farklı bitkilerde

gerçekleştirilmiş çalışmalar da mevcuttur (Hilhorst, 1995; Karssen, 1995). GA3’ün

uzamayı teşvik edici etkisinin evrensel olduğu (Kaur vd., 1998; Ashraf vd., 2002)

görüşünü arpada elde ettiğimiz sonuçlar da desteklemektedir. Öte yandan,

brassinosteroidlerin yukarıda belirtilen çalışmalarda tohum çimlenmesini teşvik

ettikleri bildirilirken, bu grup hormonların normal koşullar altında büyütülen

fidelerin uzatılması üzerindeki etkileri halen tartışma konusudur. Brassinosteroidlerin

fide uzamasını teşvik ettiğini ileri süren araştırmacılara (Sasse, 1994; Singh vd.,

1993) karşılık, fide uzamasını engellediğini ileri süren araştırmacılar da (Clouse vd.,

1993; Hunter, 2001; Özdemir vd., 2004) bulunmaktadır.

Uyguladığımız deney koşullarında karanlıkta yetiştirilen arpa fideleri fotosentez

yapamadıkları ve herhangi bir kuru madde birikimi son derece az olacağı için

çalışmamızda sadece fidelerin taze ağırlığını belirledik. Şekil 4.3’de görüldüğü gibi

GA3 ve EBR kullanımı saf su ortamında büyütülen arpa fidelerinin taze ağırlıklarını

Page 49: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

41

kontrol fidelerininkine oranla arttırmaktadır. Taze ağırlık artışı üzerinde GA3,

EBR’ye göre daha olumlu bir etki göstermiştir. Normal koşullarda çimlendirilen

bitkilerde GA3’ün taze ağırlığı arttırdığı rapor edilmiştir (Bialecka ve Kepczynski,

2003). Bulgularımız söz konusu bu çalışma sonuçlarını desteklemektedir.

Brassinosteroidlerle ilgili olarak ise Özdemir vd., (2004) bu grup hormonların çeltik

fidelerinin kök taze ağırlığını azalttığını ve gövde taze ağırlığını arttırdığını,

Amzallag ise (2001) brassinosteroidlerin akdarı fidelerinin hem kök hem de gövde

taze ağırlığını arttırdığını bildirmektedir. Çalışmamızda, arpa fidelerinin gök ve

gövdesi birlikte ölçülmüş olup taze ağırlık genel olarak değerlendirilmiştir. Buna

göre, EBR kullanımı saf su ortamında büyütülen arpa fidelerinin taze ağırlıklarını

kontrol fidelerinkilere oranla arttırmıştır ve bu durum Amzallag’ın raporu ile

uyumludur. Ayrıca çalışmamızda elde edilen tohum çimlenmesi ve fide büyümesi

ile ilgili morfolojik bulgular, arpada daha önce saf su koşullarında söz konusu

hormonlar kullanıldığında elde edilen doktora tez çalışması sonuçları ile uyum

göstermektedir (Çavuşoğlu, 2006a; Çavuşoğlu, 2006b).

Ana hedefi normal ve tuzlu koşullarda GA3 ve EBR’nin arpa çimlenmesi ve fide

büyümesinde moleküler seviyede etkilerinin tespit edilmesi olan bu çalışmada, GA3

ve EBR kullanımının normal koşullar altında büyütülen fidelerin total DNA ve

protein miktarlarında kontrol fidelerine kıyasla önemli ölçüde artışa sebep oldukları

görülmüştür (Çizelge 4.6 ve 4.9). Özellikle belirtilecek olursa, GA3 ile muamele

edilen fidelerin DNA miktarı kontrol fidelerininkinin 1,5 katı ve protein miktarı ise

kontrol fidelerininkinin 2,4 katı kadar artış göstermiştir. EBR muamelesinde ise

fidelerin DNA miktarı kontrolün 2,6 katı ve protein miktarı da kontrolün 1,7 katına

çıkmıştır. Elde ettiğimiz bu sonuçlar, arpada GA3’ün (Lin, 1984) ve Chrorella

vulgaris’de EBR’nin (Bajguz, 2000) DNA ve protein miktarını arttırdığını ileri süren

diğer araştırma bulguları ile uyum içerisindedir.

Kaynak Özetleri Bölümü’nde bahsedildiği gibi glikofit bitkilerde tuzlu koşullarda

genellikle çimlenme engellenmekte, büyüme hızı yavaşlamakta ve verim

azalmaktadır. Bazı hallerde ise bitki hayat devresini tamamlayamadan ölmektedir.

Bu konuyla ilgili olarak günümüze kadar pek çok araştırma yapılmış, ancak

Page 50: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

42

tuzluluğun etki mekanizması tam olarak açıklığa kavuşturulmamıştır (Gill ve Singh,

1985; Schmidhalter ve Oertli, 1991).

Bitkilerin çimlenme evresinde tuz toleransını belirlemek için ise genellikle çimlenme

oranı, taze ağırlık ve fide uzunluğunda meydana gelen değişimlerin tespiti önem arz

etmektedir (Mutlu ve Bozcuk, 2000; Özdemir vd., 2004). Çalışmamızda, tuzluluğun

artışına paralel olarak arpa tohumlarının nihai çimlenme yüzdesinin azaldığı

görülmüştür (Şekil 4.2). Tuzun çimlenmeyi engelleyici etkisi bir çok araştırıcı

tarafından da gösterilmiştir (Ghoulam ve Fores, 2001; Gulzar ve Khan, 2002; Zapata

vd., 2004, Çavuşoğlu, 2006a). Ayrıca tuzluluğun artan seviyeleri, arpa tohumlarının

nihai çimlenme yüzdesi üzerinde olduğu gibi fide büyümesi parametreleri (fide

uzaması ve taze ağırlık) ve total DNA ve protein miktarları üzerinde de engelleyici

etki göstermiştir (Çizelge 4.2; 4.3; 4.6; 4.9). Tuzluluğun ayçiçeğinde (Mutlu ve

Bozcuk, 2000) ve pamukta (Ashraf vd., 2002) fide uzaması, Atropa belladonna’da

taze ağırlık (Ali, 2000) açısından olumsuz etkileri yanı sıra çeltik bitkisinde

(Anuradha ve Rao, 2001; 2003; Özdemir vd., 2004) ve domateste (Tal, 1977) total

DNA ve protein miktarlarını da azalttığı bildirilmiştir. Tuzlu ortamda arpa fidelerinin

taze ağırlık miktarının azaldığını gösteren sonuçlarımız, diğer bitkilerde olduğu gibi

ortamın yüksek ozmotik basıncından dolayı köklerin yeterince su alamamasıyla

(Bohnert vd., 1995; Tiwari vd., 1997) ilişkilendirilebilir. Tuzun fide uzamasını

engellemesinin ise ozmotik etkiye ek olarak çeltik bitkisinde DNA, RNA ve protein

sentezini engellemesinden (Prakash vd., 1988), tuz stresi yüzünden domateste ve iki

fasulye türünde büyümeyi hızlandırıcı hormonların içsel miktarının azalmasından

(Yürekli vd., 2001, 2004) ve ayrıca üç halofit taksonda engelleyici hormonların

seviyesinin yükselmesinden (Boucaud ve Ungar, 1976; Bewley ve Black, 1994)

kaynaklanabileceğini de bildiren çalışmalar mevcuttur.

Çalışmamızda, GA3 ve EBR uygulamaları tuzluluğun (0,25 ve 0,30 M NaCl)

çimlenme üzerindeki olumsuz etkilerini tamamen ortadan kaldırmışlardır (Şekil 4.2).

GA3’ün Datta vd. tarafından buğdayda (1998) ve Kaur vd. tarafından nohutta (1998)

tuzlu koşullarda tohum çimlenmesini benzer şekilde teşvik edici rol oynadıkları

bildirilmiştir. Brassinosteroid kullanımının da Eucalyptus camaldulensis’de (Sasse

Page 51: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

43

vd., 1995) ve çeltikte (Anuradha ve Rao, 2003) tuzlu koşullar altındaki tohum

çimlenmesini olumlu yönde etkiledikleri rapor edilmiştir.

Çalışmamızda Şekil 4.3 ve 4.4’de görüldüğü üzere, GA3 ve EBR ile tuzluluğun arpa

fidelerinin taze ağırlık üzerindeki kısıtlayıcı etkisini tamamen ve ve fide uzunluğu

üzerindeki olumsuz etkisini ise kısmen ortadan kaldırılabilmiştir. Datta vd. (1998) ve

Kaur vd. (1998)’nin GA3 ön muamelesinin tuzlu şartlar altında büyütülen buğday ve

nohut fidelerinde kök ve gövde uzaması ile taze ağırlığını arttırdığını tespit ettikleri

çalışmaları sonuçlarımızla uyum göstermektedir. EBR ile elde ettiğimiz sonuçlar da

brassinosteroidlerin tuzlu şartlar altında fide uzaması ile taze ağırlığı teşvik ettiklerini

gösteren araştırmacıların bulgularıyla da paralellik göstermektedir (Sasse vd., 1995;

Anuradha ve Rao, 2003). Ayrıca tohum çimlenmesi ve fide büyümesi ile ilgili bu

bulgularımız, arpada daha önce tuz ortamında çeşitli hormonların etkilerinin

araştırıldığı ve GA3 ve EBR’nin de kullanıldığı doktora tez çalışmasında söz konusu

hormonlarla elde edilen sonuçları teyit etmektedir (Çavuşoğlu, 2006a).

Bu tez çalışmasıyla, Çizelge 4.6 ve 4.9’da görüldüğü gibi tuz stresinin arpa fideleri

üzerindeki kısıtlayıcı etkileri moleküler açıdan da gösterilmiş ve tuzun total DNA ve

protein miktarları üzerindeki olumsuz etkisinin de GA3 ve EBR kullanımı ile

giderilebileceği ortaya konmuştur. GA3 ile çalışan Kaur vd. (1998) nohut bitkisinde,

EBR ile çalışan Anuradha ve Rao, (2001) ise çeltik tohumlarında da benzer sonuçlar

elde etmişlerdir.

Çalışmamızda, normal ve tuzlu koşullarda çimlendirilen arpa tohumlarında çimlenme

yüzdesi, taze ağırlık ve fide uzunluğu ile total DNA ve protein miktarları arasında

istatistiksel açıdan önemli bir ilişki olup olmadığı korelasyon analizleri ile

hesaplanmıştır. Şekil 4.9, Şekil 4.10 ve Şekil 4.11’de görülen korelasyonu grafikleri

ve R değerleri(R≥0,91), arpa bitkisinde çalışılan koşullar altında çimlenme yüzdesi,

taze ağırlık ve fide uzunluğu ile total DNA ve protein miktarları arasında son derece

önemli bir ilişki ve uyum olduğunu göstermiştir. Şöyle ki, arpada normal koşullarda

çimlenme yüzdesi, taze ağırlık ve fide uzunluğu artışına paralel olarak total DNA ve

protein miktarları da artmaktadır. Tuz stresi ile çimlenme yüzdesi, taze ağırlık ve fide

Page 52: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

44

uzunluğunun azalması ise fidelerin total DNA ve protein miktarlarında ciddi

düşüşlere neden olmuştur. GA3 ve EBR kullanımı ile stres altındaki fidelerin

çimlenme yüzdesi, taze ağırlık ve fide uzunluğu tekrar arttığında ise bu durumla

doğru orantılı olarak total DNA ve protein içeriği de yeniden yükselmiş ve hatta

kontrol fidelerinin total DNA ve protein seviyelerinin üzerine bile çıkmıştır (Şekil

4.6 ve 4.8).

Hormon ve hormon benzeri maddelerin tuz stresini hafifletmede tohumdaki depo

materyallerinin çözünüp taşınmasını sağlayan α-amilaz gibi hidrolitik enzimlerin

aktivasyonunu teşvik ederek (Jacobsen ve Chandler, 1987), DNA, RNA ve protein

sentezini arttırarak (Özdemir vd., 2004) veya su alınımını (Esashi vd., 1990) ve

miyoz bölünmeyi (Guadinova vd., 1995) teşvik ederek etkili olabilecekleri ileri

sürülmektedir. Dolayısıyla çalışmamızda kullanılan GA3 ve EBR’nin de belirtilen

mekanizmalar aracılığı ile arpada tuz toleransını sağlaması söz konu olabilir.

Sonuç olarak, bu tez çalışması ile GA3 ve EBR kullanımıyla arpada tuz stresinin

olumsuz etkilerinin giderilebildiği gerek morfolojik gerekse moleküler tespitlerle

ortaya konulmuştur. Yurdumuz için önemli bir tahıl olan arpanın ülkemizin önemli

bir sorunu olan tuzluluğa toleransını belli ölçüde arttırılabileceğimiz uygun büyüme

maddelerinin kullanılmasının ürün verimini yükselteceği ve ekonomik açıdan yarar

sağlayabileceği düşünülmektedir.

Page 53: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

45

6. KAYNAKLAR

Ali, R.M., 2000. Role of putrescine in salt tolerance of Atropa belladonna plant. Plant

Science, 152, 173-179.

Amzallag, G.N., 2001. Data analysis in plant physiolgy: are we missing the reality? Plant

Cell Environment, 24, 881-890.

Anuradha, S., Rao, S.S.R., 2001. Effect of brassinosteroid on salinity stress induce

inhibition of seed germination and seedling growth of rice (Oryza sativa L.). Plant

Growth Regulation, 33, 151-153.

Anuradha, S., Rao, S.S.R., 2003. Application of brassinosteroids to rice seeds (Oryza sativa

L.) reduced the impact of salt stress on growth, prevented photosynthetic pigment

loss and increased nitrate reductase activity. Plant Growth Regulation, 40, 29-32.

Ashraf, M.Y., Sarwar, G., Ashraf, M., Afaf, R., Sattar, A., 2002. Salinity induced changes in

α-amylase activity during germination and early cotton seedling growth. Biologia

Plantarum, 45(4), 589-591.

Bajguz, A., 2000. Effect of brassinosteroids on nucleic acids and protein content in cultured

cells of Chrorella vulgaris. Plant Physiology Biochemistry, 38(3), 209-215.

Bewley, J.D., Black, M., 1994. Seeds: Physiology of Development and Germination. 2nd

edn. Plenum Press, New York, London.

Bialecka, B., Kepczynski, J., 2003. Regulation of α-amylase activity in Amaranthus

caudatus seeds by methyl jasmonate, gibberellin A3, benzyladenine and ethylene.

Plant Growth Regulation, 39, 51-56.

Bohnert, H.J., Nelson, D.E., Jensen, R.G., 1995. Adaptations to enviromental stresses. Plant

Cell, 7, 1099-1111.

Page 54: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

46

Boucaud, J., Ungar, I.A., 1976. Hormonal control of germination under saline conditions of

three halophytic taxa in genus Sueda, Physiologia Plantarum, 37(2), 143-148.

Bozcuk, S., 1978. Domates (Lycopersicum esculentum Mill), arpa (Hordeum vulgare L.) ve

pamuk (Gossypium hirsitum L.) bitkilerinin büyüme ve gelişmesinde tuz kinetin

etkileşimi üzerinde araştırmalar. (Doçentlik tezi), H.Ü. Fen Fak. Bot. Böl., Ankara.

Braun, J.W., Khan, A.A., 1976. Alleviation of salinity and high temperature stress by plant

growth regulators permeated into lettuce seeds via acetone. Journal of the American.

Society for Horticultural Science, 101, 716-721.

Brix, H.B., 1962. The effect of water stress on the rates of photosynthesis and respiration on

tomato plants and Loblolly pine seedlings. Physiologia Plantarum, 15(1), 10-20.

Budaklı, E., Bayram, G., Türk, M., Çelik, N., 2005. Bazı İki Sıralı Arpa (Hordeum vulgare

conv. distichon) Çeşitlerinde Farklı Azot Dozlarının Verim, Verim Unsurları ve

Kalite Üzerine Etkileri. Uludağ Üniv. Ziraat Fakültesi Dergisi, (2005) 19(2), 1-11.

Burton, K., 1955. A study of the conditions and mechanism of the diphenylamine reaction

for the colorimetric estimation of deoxyribonükleic acid. Medical Research:

Council, Cell Metabolism Research Unit, Department of Biochemistry University of

Oxford, vol. 62, 315-323.

Clouse, S.D., Hall, A.F., Langford, M., McMorris, T.C., Baker, M.E., 1993. Physiological

and molecular effects of brassinosteroids on Arabidopsis thaliana. Journal of Plant

Growth Regulation, 12, 61-66.

Çavuşoğlu, K., 2006a. Geleneksel Hormonlarla Son Yıllarda Bulunan Bazı Hormonların ve

Büyüme Düzenleyicilerinin Yüksek Sıcaklık ve Tuz (NaCI) Stresleri Altındaki Arpa

ve Turp Tohumlarının Çimlenmesi Üzerindeki Etkilerinin Karşılaştırılması. S.D.Ü.

Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 174s, Isparta.

Page 55: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

47

Çavuşoğlu, K., 2006b. Arpa ve Turp Tohumlarının normal şartlar altındaki çimlenme ve

fide büyümesine bazı bitki büyüme düzenleyicilerinin etkileri. SDÜ Fen-Edebiyat

Fakültesi Fen Dergisi (e-Dergi) 1(1-2), 1-13.

Dash, M., Panda, S.K., 2001. Salt stress induced changes in growth and enzyme activities in

germinating Phaseolus mungo seeds. Biologia Plantarum, 44(4), 587-589.

Datta, K.S., Varma, S.K., Angrish, R., Kumar, B., Kumari, P., 1998. Alleviation of salt

stress by plant growth regulators in Triticum aestivum L. Biologia Plantarum, 40(2),

269-275.

Ellialtıoğlu, Ş., Tıpırdamaz, R., Çakırlar, H., 1994. Tuzlu koşullarda yetiştirilen domates

genotiplerinde bazı fizyolojik ve biyokimyasal değişimler. XII Ulusal Biyoloji

Kongresi, Edirne, 15-21.

Esashi, Y., Matsuyama, S., Hoshina, M., Ashino, H., Ishizawa, K., 1990. Mechanism of

action of ethylene in promoting the germination of cocklebur seeds. I.

Osmoregulation Australian Journal of Plant Physiology, 17, 537-550.

Fincher, G.B., 1989. Molecular and cellular biology association with endosperm

mobilization in germination cereal grains. Annual Review Plant Physiology Plant

Molecular Biology, 40, 305-346.

Fujisawa, H., 1966. Role of nucleic acid and protein. metabolism in the initiation of growth

at germination. Plant Cell Physiology, 7, 185-196.

Ghoulam, C., Fores, K., 2001. Effect of salinity on seed germination and early seedling

growth of sugar beet (Beta vulgaris L.). Seed Science and Technology, 29, 357-364.

Gill, K.S., Singh, O.S., 1985. Effect of salinity on carbohydrate metabolism during paddy

(Oryza sativa L.) seed germination under salt stress condition. Indian Journal

Experimental Biology, 23, 384-386.

Page 56: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

48

Greenway, H., Munns, R., 1980. Mechanisms of salt tolerance in non-halophytes. Annual

Review of Plant Physiology, 31, 149-190.

Grove, M.D., Spencer, G.F., Rohwedder, W.K., Mandava, N.B., Worley, J.F., Warthen,

J.D., Steffens, G.L., Flippen-Anderson, J.L., Cook, J.C., 1979. Brassinolide, a plant

growth-promoting steroid isolated from Brassica napus pollen. Nature, 281, 216–17.

Guadinova, A., Sussenbekova, H., Vojtechnova, M., Kaminek, M., Eder, J., Kohout, L.,

1995. Different effects of two brassinosteroids on growth, auxin and cytokinin

concentrations in tobacco callus tissue. Plant Growth Regulation, 17, 121-126.

Gulzar, S., Khan, M.A., 2002. Alleviation of salinity-induced dormancy in perennial

grasses. Biologia Plantarum, 45(4), 617-619.

Hunter, W.J., 2001. Influence of root-applied epibrassinolide and carbenoxolone on the

nodulation and growth of soybean (Glycine max L.) seedlings. Journal of Agronomy

and Crop Science, 186(4), 217-221.

Hilhorst, H.W.M., 1995. A critial update on seed dormancy, I. primary dormancy. Seed

Science Research, 5, 61-73.

Jacobsen, J.V., Pearce, D.W., Poole, A.T., Pharis, R.P., Mander, L.N., 2002. Abscisic acid,

phaseic acid and gibberellin contents associated with dormancy and germination in

barley, Physiologia Plantarum, 115, 428-441.

Jacobsen, J.V., Chandler, P.M., 1987. Gibberellin and abscisic acid in germinating cereals.

In: Davies P.J. (ed.), Plant Hormones and Their Role in Plant Growth and

Development. Martinus Nijhoff, Dordrecht, pp. 164-193.

Jones-Held, S., Van Doren, M., Lookwood, T., 1996. Brassinolide application to Lepidium

sativum seeds and the effects on seedling growth. Journal of Plant Growth

Regulation, 15, 63-67.

Page 57: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

49

Kabar, K., Baltepe, S., 1987. Alleviation of salinity stress on germination of barley seeds by

plant growth regulators. Turkish Journal of Biology, 11(3), 108-117.

Karssen, C.M., Zagorski, S., Kepczynski, J., Groot, S.P.C., 1989. Key role for endogenous

gibberellins in the control of seed germination. Annals Botany, 63, 71-80.

Karssen, C.M., 1995. Hormonal regulation of seed development, dormancy, and

germination studied by genetic control. In J Kigel, G Golili, eds, Seed Development

and Germination, Marcel Dekker, New York.

Kaur, S., Gupta, A.K., Kaur, N., 1998. Gibberellin A3 reverses the effect of salt stres in

chickpea (Cicer arietinum L.) seedlings by enhancing amylase activity and

mobilization of starch in cotyledons. Plant Growth Regulation, 26, 85-90.

Kocaçalışkan,İ., 2003. Bitki Fizyolojisi. DPÜ Fen-Edebiyat Fakültesi Yayını, 420. Kütahya.

Kwiatowski, J., 1998. Salinity Classification, Mopping and Management in Alberta. Her

Majesty The Queen in The Right of Alberta

Lin, P.P., 1984. Polyamine metabolism and relation to response of the aleurone layers of

barley seeds to gibberellic acid. Plant Physiology, 74, 975-983.

Mahajan, S., Tuteja, N., 2005. Cold, Salinity and Drought Stresses: An overview. Archives

of Biochemistry and Biophysics, 444, 139-158.

Metin, K., 2007. Moleküler Biyoloji Teknikleri II: Protein Analiz Teknikleri. Moleküler

Biyoloji. (Yıldırım, A., Bardakçı, .F., Karataş, M., Tanyolaç, B., 555-597, Nobel,

Ankara.

Mutlu, F., Bozcuk, S., 2000. Tuzlu koşullarda Ayçiçeği tohumların çimlenmesi ve erken

büyüme üzerine dışsal spermin’in etkileri. Turkish Journal of Biology, 24, 635-643.

Page 58: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

50

Mooring, M.T., Cooper, A.W., Senaca, E.D., 1971. Seed germination response and evidence

for height ecophenes in Spartina alterniflora from North Carolina. American Journal

of Botany, 58, 48-55.

Nakajima, N., Shida, A., Toyama, S., 1996. Effects of brassinosteroid on cell division and

colony formation of Chinese cabbage mesophyll protoplasts. Japanese Journal of

Crop Science, 65, 114–118.

Nieman, R.H., 1965. Expansion of bean leaves and its suppression by salinity. Plant

Physiology, 40, 156-161.

Oh, M.H., Clouse, S.D., 1998. Brassinolide affects the rate of cell division in isolated leaf

protoplasts of Petunia hybrida. Plant Cell Reports, 17, 921-924.

Öncel, I., Keleş, Y., 2002. Tuz Stresi Altındaki Buğday Genotiplerinde Büyüme, Pigment

İçeriği ve Çözünür Madde Kompozisyonunda Değişmeler. Cumhuriyet Üniversitesi

Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt 23 Sayı 2.

Özdemir, F., Bor, M., Demiral, T., Türkan, İ., 2004. Effects of 24-epibrassinolid on seed

germination, seedling growth, lipid peroxidation, proline content and antioxidative

system of rice (Oryza sativa L.) under salinity stres. Plant Growth Regulation, 42,

203-211

Öztürk, M., Gemici, M., Özdemir, F., Keyikçi, N., 1994. Tohum çimlenmesi olayında

bitkisel hormonların ve çimlenme stimülatörünün tuz stresini azaltmadaki rolü. XII.

Ulusal Biyoloji Kongresi, Edirne, 44-48.

Porath, E., Poljakoff-Mayber, A., 1964. Effect of salinity on metabolic pathways in pea root

tips. Israel Journal of Botany, 13, 115-121.

Page 59: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

51

Prakash, L., Prathapasenan, G., 1990. Interactive effect of NaCI salinty and gibberellic acid

and gibberellin like substances and yield of rice (Oryza sativa L. var. G.R.3). The

Proceedings of the Indian Academy of Sciences, 100, 173-181.

Prakash, L., Dutt, M., Prathapasenan, G., 1988. NaCl alters contents of nucleic acids,

protein, polyamines and seedling growth of rice (Oryza sativa L.). Australian Journal

Plant Physiology, 15, 769-776.

Rao, S.S.R., Vardhini, B.V., Sujatha, E., Anuradha, S., 2002. Brassinosteroids – A new

class of phytohormones. Current Science, 82(10), 1239-1245.

Sasse, J.M., 1994. Brassinosteroid and roots. Proceedings Plant Growth Regulation Society

America, 21, 228-232.

Sasse, J.M., Smith, R., Hudson, I., 1995. Effect of 24-epibrassinolide on germination of

seeds of Eucalyptus camaldulensis in saline conditions. Proceedings Plant Growth

Regulation Society America, 22, 136-141.

Schmidhalter, U., Oertli, J.J., 1991. Germination and seedling growth of carrots under

salinity and moisture stres. Plant and Soil, 132, 243-251.

Sharma, A.D., Thakur, M., Rana, M., Singh, K., 2004. Effect of plant growth hormones and

abiotic stresses on germination, growth and phosphatate activities in Sorghum

biocolor (L.) moench seeds. African Journal of Biotechnology, 3(6), 308-312.

Singh, J., Nakamura, S., Ota, Y., 1993. Effect of epibrassinolide on gram (Cicer arietinum)

plants grown under water stress in juvenil stage. Indian Journal of Agricultural

Sciences, 63, 395-397.

Steber, C.M., McCourt, P., 2001. A role for brassinosteroids in germination in Arabidopsis.

Plant Physiology, 125, 763-769.

Page 60: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

52

Tal, M., 1977. Physiology of polyploid plants: DNA, RNA, protein and abscisic acid in

autotatraploid and diploid tomato under low and high salinity. Bot. Gaz., 138, 119-

122.

Tiwari, B.S., Bose, A., Ghosh, B., 1997. Photosynthesis in rice under salt stres.

Photosynthetica, 34, 303-306.

Woods, S.A., 1996. Salinity Tolerance of Ornamental Trees and Shrubs. Her Majesty

The Queen in The Right of Alberta

Xiong, L., Zhu, J., 2002. Salt Tolerance. American Society of Plant Biologists. The

Arabidopsis Book.

Yakıt, S., Tuna, L., 2006. Tuz Stresi Altındaki Mısır Bitkisinde (Zea mays L.) Stres

Parametreleri Üzerine Ca, Mg ve K’nın Etkileri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat

Fakültesi Dergisi, 19(1), 59-67.

Yürekli, F., Porgali, Z.B., Türkan., I., 2004. Variations in abscisic acid, indole-3- acetic

acid, gibberellic acid and zeatin concentrations in two bean species subjected to salt

stres. Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, 46, 201-212.

Yürekli, F., Türkan, I., Porgali, Z.B., Topçuoğlu, F., 2001. Indoleacetic acid, gibberellic

acid, zeatin, and abscisic acid levels in NaCl-treated tomato species differing in salt

tolerance. Israel Journal of Plant Sciences, 49(4), 269-278.

Zapata, P.J., Maria Serrano, M., Teresa Pretel, M., Asuncian Amaros, M., Botella, A., 2004.

Polyamines and ethylene changes during germination of different plant species under

salinity. Plant Science, 167, 781-788.

Zhu, J., 2001. Plant Salt Tolerance. Trends in Plant Science, 6(2), 66-71.

Page 61: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

53

Zurek, D.M., Rayle, D.L., McMorris, T.C., Clouse, S.D., 1994. Investigation of gene

expression, growth kinetics, and wall extensibility during brassinosteroid-regulated

stem elongation. Plant Physiology, 104, 505–513.

http://gmo-crl.jrc.it/detectionmethods/MON-Art47-dnaextraction.pdf Erişim tarihi: 05/2007

http://www.steve.gb.com/images/molecules/terpenes/gibberellic_acid_(GA3).png

Erişim tarihi: 06/2007

http://www.steve.gb.com/images/molecules/terpenes/brassinolide.png

Erişim Tarihi: 06/2007

http://www.sulama-tuzlanma.org Erişim tarihi: 10/2008

Page 62: T.C. SÜLEYMAN DEM REL ÜN VERS TES FEN BİLİMLERİ …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF01255.pdf · azaltabilmiş ve fidelerin total DNA ve protein içeriği kontrol fidelerinin total DNA

54

ÖZGEÇMİŞ

Adı, Soyadı : Dilek GÜLELÇİN

Doğum Yeri : İskenderun

Doğum Tarihi : 02.04.1983

Medeni Hali : Bekar

Eğitim Durumu

Lise : 1996-1999 Gaziantep 19 Mayıs Lisesi

Lisans : 2000-2004 Süleyman Demirel Üniversitesi Biyoloji Bölümü

Yabancı Dil : İngilizce