Azot Uygulamasının Tuz Stresi ve Antioksidan Enzim Aktivitesine Etkisi

Year 2012, Volume: 16 Issue: 3, 297 - 306, 13.07.2014

Mahmut Doğan

Abstract

Bu çalışmada iki hassas (TR-47882, TR-47815), iki toleranslı (TR-68516, TR-55711) ve bir yabani (PI-899-01) olmak üzere
toplam 5 domates genotipine 150 mM NaCl tuz stresi uygulanmıştır. Daha sonra zamana bağlı olarak farklı konsantrasyonda yapraktan
azot (%0.5 ve %1) uygulanmıştır. Uygulama sonucunda hassas ve toleranslı genotiplerin tuz stresinden farklı oranlarda etkilendiği tespit
edilmiştir. Antioksidant enzim aktivitelerinden süperoksit dismutaz (SOD: EC 1.15.1.1), glutatiyon redüktaz (GR: EC 1.6.4.2), askorbat
peroksidaz (APX: EC 1.11.1.11), katalaz (CAT: EC 1.11.1.6), MDA ve klorofil miktarları ölçülmüştür. Enzim aktiviteleri toleranslı
genotiplerde artmış, hassas genotiplerde azalmıştır. MDA ve klorofil sonuçları da enzim aktivitelerini pozitif yönde desteklemiştir. Analiz
sonuçlarına göre azot uygulamasına bağlı olarak toleranslı genotipler tuz stresinden etkilenmediği halde, hassas genotipler tuz stresinden
yüksek oranda etkilenmiştir. Bu sonuçlara göre azot uygulaması yaparken, %1.0'lik dozun tuz stresinden korunmada kritik bir rol
oynadığı ve toleransı artırıcı bir etki yaptığı sonucuna varılmıştır.

Keywords

azot, tuz stresi, domates, antioksidant enzimler

References

• Abebe, T., Guenzi A.C., Martin B., Cushman J.C. 2003. Tolerance of Mannitol-accumulating Transgenic Wheat to Water Stres and Salinty. Plant Physiology, 133, 1748-1755.
• Arslan, B.Ö., Dede, Ş., Tüfenkçi, A.İ., İlbaş, A.İ. 1997. Azotlu Gübre Uygulanan Patates (Solanum tuberosum L.) Bitkisinin Bazı Besin Maddeleri İçeriğinin Belirlenmesi. Türkiye 2. Tarla Bitkileri Sempozyumu., 283- 287.
• Ashraf, M. 1994. Breeding for Salinity Tolerance in Plants, Critical Reviews in Plant Sciences, 131, 17- 42.
• Ashraf, M. 2002. Salt Tolerance of Cotton: Some New Advances. Critical Reviews in Plant Sciences, 21, 1–30.
• Ashraf, M., Haris. P.J.C. 2004. Potential Biochemical Indicators of Salinity Tolerance in Plants, Plant Science, 166, 3-16.
• Asada, K., 1992. Ascorbate Perokxidase a Hydrogen PeroxideScavenging Enzyme in Plants. Physiologia Plantarum, 85, 235-241.
• Belkhodja, R., Morales, F., Abadia, A., Gomez-Aparisi, J., Abadia, J. 1994. Chlorophyll Fluorescence as a Possible Tool for Salinity Tolerance Screening in Barley (Hordeum vulgare L.), Plant Physiology, 104, 667-673.
• Bozcuk, S., 1991. Bazı Kültür Bitkilerinde Tuzluluğun Çimlenme Üzerine Etkisi ve tuz Toleransı Sınırlarının Saptanması, Doğa Türk Journal of Biology, 15(2), 144- 151.
• Ben-Amor, N., Jimenez, A., Megdiche, W., Lundqvist, M., Sevilla, F., Abdelly, C. 2006. Response of Antioxidant SYStems to NaCl Stres in the Halophyte Cakile maritima, Physiologia Plantarum, 126, 446-457.
• Blum, A., 1985. Breeding Crop Varietes for Stres Environments CRC ritical reviews, Plant Sciences, 2, 199-238.
• Bybordi, A., Ebrahimian, E. 2011. Effect of Salinity Stres on Activity of Enzymes Involved in nitrogen ve Phosphorous Metabolism case Study: Canola Brassica Napus L.). Asian Journal of Agricultural Research, 53, 208-214.
• Caporn, S.J.M., Risager, M., Lee, J.A. 1994. Effect of Nitrogen Supply on Frost Hardiness in (Calluna vulgaris L.) Hull. New Phytologist. 12(83), 461-468.
• Chattopadhayay, M.K., Tiwari, B.S., Chattopadhayay. G., Bose, A., Sengupta, D.N., Ghosh, B. 2002. Protect Role of Exogenous Polyamines on Saliniyt-Stressed Rice (Oryza sativa) Plants. Physiologia Plantarum. 11(62), 192-199.
• Chen, H.H., Li, P.H., 1989. Biovhemical Changes in TuberBearing Solanum Species in Relation to Frost Hardiness During Cold Acclimation. Plant physiology, 66, 414-421.
• Chen, W.P., Li, P.H., Chen, T.H.H., 2000. Glycinebetaine Increases Chilling Tolerance and Reduces ChillingInduced Lipid Peroxidation in Zea mays L. Plant, Cell Environ. 23, 609-618.
• Coşkun, Y., Öktem, A. 2003. Farklı Dozlarda ve Zamanlarda Uygulanan Azotun Makarnalık Buğdayın Verim ve Verim Unsurlarına Etkisi. Harran Üniversitesi. Ziraat Fakültesi Dergisi (Journal of Agriculture Faculty), 7 (3-4): 1-10.
• Çakmak, I. 1994. Activity of Ascorbate-Dependent H2O2-Scaveninig Enzymes and Leaf Shlorosis are Enhanced in Magnesium and Potassium-Deficient Leaves, but not in Phosphorus-Deficient Leaves. Journal of Experimental Botany, 45, 1259-1266.
• Çimrin, K.M., Bozkurt, M.A., Akıncı, İ.E, 2000. Azot ve Fosforun Biberin (Capsicum annuum L.) Meyve ve Yaprak Besin Elementi İçeriğine Etkisi, Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Dergisi, 3(2), 174-181.
• Dalal, M., Khanna-Chopra, R. 2001. Differential Response of Antioxidant Enzymes in Leaves of Necrotic Wheat Hybrids and Their Parents. Physiologia Plantarum, 111, 297-304.
• Demiral, M.A., Ay, M., Soral, F., Tekin, M. 2009. Azotun Bazı Kışlık Sebzelerde Bitki Gelişimine ve Nitrat Birikimine Etkisi. Akdeniz Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 6(2), 3-7.
• Doğan, M., Tıpırdamaz, R., Demir, Y. 2010a. Effective Salt Criteria in Callus-Cultured Tomato Genotypes A, Journal of Bioscience Contens, 65, 613- 618.
• Doğan, M., Tıpırdamaz, R., Demir, Y. 2010b. Salt Resistance of Tomato Species Grown in Sand Culture, Plant Soil Environment, 56(11), 499-507.
• Du, X.M., Yın, W.X., Zhao, Y.X., Zhang, H. 2001. The Production and Scavenging of Reactive Oxygen Species in Plants. Chinese Journal Biotechnology, 17 (2),121-125.
• Embleton, T.W., Jones, W.W. 1974. Foliar-Applied Nitrogen for Citrus Fertilization. Journal of Environment Quality, 3(4), 388-391.
• Edwards, G.R. 1986. Ammonia, Arginine, Polyamines and Flower Initiation in Apple. Acta Horticulturae, 179, 363-364.
• Esendal, E., Kevseroğlu, K., Aytaç, S., Özyazıcı, G., 2000. Değişik Azot Dozlarının Samsun Çevresinde Doğal Floradan Toplanan Datura (Datura stramonium L.) Bitkilerinin Önemli Bitkisel Özelliklerine Etkisi. Turk Journal Agriculture Foresty, 24, 333–339.
• Elstner, E.F. 1982. Oxygen activation ve oxygen toxicity. Annals Reviuw Plant Physiol., 33, 73-96.
• Evans, J.R. 1983. Nitrogen and Photosynthesis in the Flag Leaf of Wheat (Tiriticum aestivum L.) Plant Physiology 72, 297-302.
• Evans, J.R., Terashima, I. 1988. Photosynthetic Characteristics of Spinach Leaves Grown With Different Nitrogen Treatmens. Plant Cell Physiology, 29, 157-165.
• Hamzaoğlu, E., Aksoy, A. 2006. Sultan Sazlığı Bataklığı Halofitik Toplulukları Üzerine Fitososyolojik Bir Çalışma (İç Anadolu - Kayseri). Ekoloji, 15(60), 8-15.
• Hernandez, J.A., Almansa, M.S. 2002. Short-term Effects Salt Stres On Antioxidant Systems and Leaf Water Relations Of Pea Leaves. Physiolgya Plantarum, 115, 251-257.
• Hoagland, D.R., Arnon, D.I. 1950. The Water Culture Method for Growing Plants without Soil. California Agricultural Experiment Station Circular, 347-461.
• Hodges, D.M., Delong, J.M., Forney, C.F., Prange, R.K., 1999. Improving the Thiobarbituric Acid-reactiveSubstances Assay for Estimating Lipid Peroxidation in Plant Tissues Containing Anthocyanin and other interfering compounds. Planta, 207, 604-611.
• Islam, S., Malik, A.I., Islam, A.K.M.R., Colmer, T.D., 2007. Salt Tolerance in a Hordeum marinum- Triticum aestivum Amphiploid and its Parents, Journal of Experimental Botany, 58, 1219-1229.
• Ghoulam, C., Foursy, A., Fares, K. 2002. Effect of Salt Stres on Growth, Inorganic Ions vandproline Accumulation in Relation to Osmotic Adjustment in five Sugar Beet Cultivars. Environmental and Experimental Botany, 47, 39-50.
• Gorham, J., Jones, W.R.G., McDonnell, E., 1985a. Some Mechanisms of Salt Tolerance in Crop Plants, Plant and Soil., 89, 15-40.
• Gorham, J., McDonnel, E., Wyn Jones, R.G. 1985b. Salt Tolerance in the Triticaceae: Growth and Solute Accumulation in Leaves of Thinopyrum bessa rabicum, Journal of Experimental Botany, 36, 1021-1031.
• Greenway, H., Munns, R. 1980. Mechanisms of Salt Tolerance in Non-hallophytes, Annual Review Plant Physiology, 31, 149-190.
• Kendall, E.J., Mckersie, B.D. 1989. Free Radical and Freezing injury to Cell Membranes of Winter What. Physiologia Plantarum, 76, 86-94.
• Kaçar. O., Çakmak, F., Çöplü, N., Azkan, N., 2004. Bursa Koşullarında Bazı Nohut Çeşit ve Hatlarında (Cicer arietinum L.) Bakteri Aşılama ve Değişik Azot Dozlarının Verim ve Verim Unsurları Üzerine Etkisinin Belirlenmesi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 18(2), 123-135.
• Kocaer, F.O., Kemiksiz, A., Başkaya, H.S., 2003. Arıtma Çamuru Uygulanmış Bir Topraktaki Organik Azotun Mineralizasyonu Üzerine Bir Araştırma, Ekoloji Çevre Dergisi, 12(46), 12-16.
• Lee, D.H., Lee, C.B. 2000. Chilling Stres-induced Changes of Antioxidant Enzymes in the Leaves of Cucumber in Gel Enzyme Activity Assays. Plant Science, 159, 75-85.
• Levitt, J., 1980. Responses of Plants to Environmental Stresses, Vol. II. 2nd ed. Academic Press. New York, 607 pp.
• Luna, C., Seffino, L.G., Arias, C., Taleisnik, E., 2000. Oxidative Stress Indicators as Selection Tools for Salt Tolerance in Chloris gayana, Plant Breeding, 119, 341-345.
• Lutts, S., Almansouri, M., Kinet, J.M. 2004. Salinity ve water stress have contrasting effects on the relationship between growth ve cell viability during ve after stress exposure in durum wheat callus. Plant Sci. 167 , 9–18.
• Lowatt, C.J. Zheng, Y., Hake, K.D. 1988. Demonstration of a Chage in Nitrogen Metabolism Influencing Flower Initiation in Citrus. Israel Journal of Botany, 37, 181-188.
• Mert, B., Çiftçi, C.Y., Atak, M., 2003. Ekmeklik Buğday Çeşitlerinde Farklı Azot Dozlarının Bazı Verim Öğelerine Etkileri. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 121(2), 72 – 85.
• Mittova, V., Tal, M., Volokitta, M., Guy, M. 2002. Salt Stres Induces Up-regulation of an Efficient Chloroplast Antioxidant System in the SAlt-tolerant wild Tomato Species Lycopersicon pennellii but not in the Cultivated Species. Physiologia Pantarum, 115, 393-400.
• Mittova, V., Guy, M., Tal, M., Volokita, M. 2004. Salinity Up-regulates the Antioxidative System in Root Mitochondria and Peroxisomes of the Wild Salt-tolerant Tomato Species Lycopersicon pennellii. Journal of Experimental Botany, 55, 1105- 1113.
• Muchow, R.C. , Sinclair, T.R. 1997. Nitrogen Response of Leaf Photosynthesis and Canopy Radiation Use Efficiency in Field-Grown Maize and Sorghum. Crop Science Society of America, 34(3), 721-727.
• Munne-Bosch, S., Penuelas, J. 2003. Photo-and Antioxidative Protection During Summer Leaf Senescence in Pistacia lentiscus L. Grown Under Mediterranean Field Conditions. Annals of Botany, 92, 385-391.
• Nizam, İ., 2009. Azotlu Gübrelemenin Çok yıllık Çim (Lolium perenne L.)’in Tohum Verimi ve Bazı Bitkisel Özelliklerine Etkisi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi. 6(2), 111-120.
• Noble, C.L., Rogers, M.E., 1992. Arguments for the Use of Physiological Criteria for Improving the Salt Tolerance in Crops. Plant Soil, 146, 99-107.
• Oidaire, H., Sano, S., Koshiba, T., Ushimaru, T. 2000. Enhancement of Antioxidative Enzyme Activities in Chilled Rice Seedlings. Journal of Plant Physiolgy, 156, 811-813.
• Öncel, I., Keleş, Y. 2002. Tuz Stresi Altında Buğday Genotiplerinde Büyüme, Pigment İçeriği ve Çözünür Madde Kompozisyonunda Değişimler, Cumhuriyet Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fen Bilimleri Dergisi, 23(2), 8-16.
• Parida, A.K., Das. A.B. 2005. Salt Tolerance and Salinity Effects on Plants: A review Ecotoxicology and Environmental Safety. 60(3), 324-349.
• Polesskaya, O.G., Kashirina, E.I., Alekhina, N.D. 2006. Effect of Salt Stress on Antioxidant System of Plants as Related to Nitrogen Nutrition, Russian Journal of Plant Physiology, 53(2), 186-192.
• Prasad, T.K. 1997. Role of Catalase in Inducing Chilling Tolerance in Preemergent Miaze Seedlings. Plant Physiology 114, 1369-1376.
• Ribas-Carbo, M., Taylor, N.L., Giles, L., Busqets, S., Finnegan, P.M., Day, D.A., Lambers, H., Medrano, H., Berry, J.A., Flexas, J. 2005. Effect of Water Stres on Respiration in Soybean Leaves, Plant Physiology, 139, 466-473.
• Rasmussen, P.E., Douglas, Jr. C.L. 1992. The Influence of Tillage ve Cropping-Intensity on Cereal Response to Nitrogen, Sulfur, ve Phosphorus. Fertilizer Research, 31, 15-19.
• Sezal, M., Kara, R., Kaplan, A., Dokuyucu, T., Akaya, A., 2007. Kahramanmaras Kosullarında Farklı Azot Seviyelerinin Üç Ekmeklik Buğday Çesidinde (Triticum aestivum L.) Fenolojik Dönemler, Verim ve Verim Unsurlarına Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü imam Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Dergisi, 10(1), 106-115.
• Scebba, F., Sebastiani, L., Vitagliano, C. 1998. Changes in Activity of Antioxidative Enzymes in Wheat (Triticum aestivum) Seedlings Under Cold Acclimation. Physiologia Plantarum, 104, 747- 752.
• Scandalios, J.G. 1993. Oxygen Stres and Superoxide Dismutase. Plant Physiology, 101, 7-12.
• Simaei, M., Khavarinejad, R.A., Saadatmand, S., Bernard, F., Fahimi, H. 2011. Interactive Effects of Salicylic Acid and Nitric Oxide on Soybean Plants under NaCl Salinity. Russian Journal of Plant Physiology, 58(5), 783–790.
• Shalaby, E.E., Epstein, E., Qualset, C.O. 1993. Variation in Salt Tolerance among Some Wheat and Triticale Genotypes. Journal of Agronomy and Crop Science. 171, 298-304.
• Shannon, M.C., Gronwald, J., Tal, M., 1987. Effects of Salinity on Growth and Accumulation of Organic ve Inorganic Ions in Cultivated and Wild Tomato Species, Journal of the American Society for Horticultural Science., 112, 416-423.
• Shannon, M.C., Grieve, C.M., 1999. Tolerance of Vegetable Crops to Salinity, Scientia Hortculturae, 78, 5-38.
• Shalata, A., Mittova, V., Volokita, Guy, M., Tal, M., 2001. Response of the Cultivated Tomato and its Wild Salt-Tolerant Relative Lycopersicon pennelli to Salt-Dependet Oxidative Stres: The Root Antioxidative System, Physiologia Plantarum, 112, 487-494.
• Salama, S., Trivedi, S., Busheva, M., Arafa, A.A., Garab, G., Erdei, L. 1994. Effects of NaCl Salinity on Growth, Cation Accumulation, Chloroplast Structure and Function in Wheat Cultivars Differing in Salt Tolerance. Journal Plant Physiology, 144, 241-247.
• Turan, Z.M. 1986. Araştırma ve Deneme Metodları, Uludag Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yayınları, Bursa, 302.
• Tunçtürk, M., Tunçtürk, R., Yıldırım, B., Eryigit, T., 2004. Değişik Azot Dozları ve Sıra Üzeri Mesafelerinin Patateste (Solanum tuberosum L.) Verim ve Kalite Üzerine Etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Journal of Agriculture Science, 14(2), 95-104.
• Walker, M.A. ve Mckersie, B.D. 1993. Role of the ascorbatglutathione antioxidant system in chilling resistance of tomato. Journal of Plant Physiology, 14, 234-239.
• Walia, H., Wilson, C., Condamine, P., Liu, X., Abdelbagi, M.I., Zeng, L., Steve, I.W., Mandal, J., Xu, J., Cui, X., Timothy, J.C., 2005. Comparative Transcriptional Profiling of two Contrasting Rice Genotypes under Salinity Stres during the Vegetative Growth Stage. Plant Physiology 139, 833-835.
• Weimberg, R. 1986. Growth and Solute Accumulation in 6- week Old Seedling of Agropyron elongatum stressed with Sodium and Potassium Salts. Plant Physiology, 67, 229-135.
• Weimberg, R. 1987. Solute Adjustments in Leaves of two Species of Wheat at two Diffferent Stages of Growth in Response to Salinity. Physiologia Plantarum, 70(3), 381- 388.
• Wong, S., Cowan, I.R., Farquhar, G.D. 1985. Leaf Conductance in Relation to rate of CO2 Assimilation. I. Influence of Nitrogen Nutrition, phosphorus Nutrition, Photon Flus Density and Ambient Partial Pressure of CO2 During Ontogeny. Plant physiology. 78(4), 821-825.
• Yeo, A.R., Flowers, T.J. 1983 Varietal Differences in the Toxicity of Sodium Ions in Rice Leaves, Physiologia Plantarum, 59(2), 189-195.
• Yılmaz, H., Kazankaya, A., Aşkın, M.A., 1999. Van Ekolojik Şartlarında Yetiştirilen Çileklere Uygulanan Farklı Azot ve Fosfor Dozlarının Verim Özelliklerine Etkisi Üzerinde Bir Araştırma. Yüzüncü Yıl, Ziraat Fakültesi Dergisi, 9(1), 17-21.
• Turgut, İ., 2000. Bursa Koşullarında Yetiştirilen Seker Mısırında (Zea mays saccharata Sturt.) Bitki Sıklığının ve Azot Dozlarının Taze Koçan Verimi ile Verim Öğeleri Üzerine Etkisi. Turk Journal of Agriculture Foresty. 24, 341–347.