Yüksek Sıcaklığın Fasulyede Enzim, Klorofil ve İyon Değişimine Etkisi

Year 2017, Volume: 54 Issue: 4, 429 - 437, 27.12.2017

Turgay Kabay , Suat Şensoy

https://doi.org/10.20289/zfdergi.386522

Cited By: 3

Abstract

Fasulye yetiştiriciliğinde
yüksek sıcaklık birim alan verimini ve kaliteyi olumsuz etkileyen stres
faktörlerinin başında gelmektedir. Bu çalışmada üretim dönemindeki yüksek
sıcaklık nedeniyle fasulyede oluşacak verim ve kalite düşüşlerini aza
indirgemek amacıyla tolerant ve duyarlı genotiplerin enzim, klorofil ve iyon
içeriklerinin belirlenmesi önem arz etmektedir. Çalışmada yüksek sıcaklık stresine
tolerant (Yakutiye ve V-a1) ve duyarlı (Zulbiye ve T7) fasulye genotiplerinde
beş ayrı dönemindeki yüksek sıcaklık stresinin değişimleri incelenmiştir.
Fasulye tohumları, 2:1 oranında torf:perlit karışımı içeren 2 litrelik
saksıların her birinde üç bitki olacak şekilde ekilmiştir. Bitkiler 3 gerçek
yapraklı aşamaya ulaştığında yüksek sıcaklık stresine maruz bırakmak amacıyla
sera içindeki yüksek tünele nakledilmişlerdir. Bitkilerin tünele aktarıldığı
gün sıfırıncı (0.) gün kabul edilmiştir. Söz konusu genotiplerin katalaz (CAT),
süper oksid dismutaz (SOD), askorbat peroksidaz (APX), malondialdehit (MDA),
Klorofil-a, Klorofil-b ve toplam klorofil,       K, Ca ve Na iyon içeriklerinin yüksek
sıcaklık stresinin 0., 2., 4., 6. ve 8. günlerindeki değişimleri incelenmiştir. İncelenen
parametrelerin yüksek sıcaklık stresi sonucunda fasulye genotiplerinde klorofil
ve iyon seviyeleri kontrol grubundaki genotiplere nazaran düşerken enzim
seviyelerinde ise artışlar olmuştur.

 

Keywords

Phaseolus vulgaris, yüksek sıcaklık stresi, antioksidant, enzim

Enzyme, Chlorophyll and Ion Changes in Some Common Bean Genotypes by High Temperature Stress

Abstract

High temperature in bean growing is one of the
stress factors that negatively affects the unit area yield and crop quality. In
this study, it is important to determine the enzyme, chlorophyll and ion
contents of tolerant and susceptible bean genotypes in order to reduce the yield
and quality reductions due to the high temperature during production period.
Changes in high-temperature stress in five different periods in high
temperature stress tolerant (Yakutiye and V-a1) and susceptible (Zulbiye and
T7) bean genotypes were investigated in the study. Bean seeds were planted in a
2 liter pot containing peat: perlite mixture in a 2:1 ratio as each pot
contains three plants. When the plants reached 3 true leaf stages, they were
transferred to the high tunnel in the greenhouse to expose them to high
temperature stress. The day the plants were transferred to the tunnel was taken
to be the zeroth (0.) day. The changes in the level of catalase (CAT),
superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX), malondialdehyde (MDA),
chlorophyll-a, chlorophyll-b, the total chlorophyll, K, Ca and Na of the
mentioned bean genotypes were examined on the 0^th, 2^nd, 4^th,
6^th and 8^th days of the high temperature stress. High
temperature stress caused significant decrease in the chlorophyll a,
chlorophyll b, and total chlorophyll amount of susceptible genotypes. In
addition, the susceptible bean genotypes were found to have a higher MDA ratio
than the tolerant genotypes. The amounts of CAT, SOD and APX in tolerant genotypes were increased
with respect to susceptible genotypes.

Keywords

Antioxidant, chlorophyll, enzyme, high temperature

References

• Aktaş, H., 2002. Biberde Tuza Dayanıklılığın Fizyolojik Karakterizasyonu ve Kalıtımı. Ç.Ü. Fen Bilimleri Enst. Doktora Tezi, Adana, 105 sayfa
• Almeselmani, M., Deshmukh, P. S., Sairam, R. K., Kushwaha, S. R., Singh, T. P., 2006. Protective role of antioxidant enzymes under high temperature stress. Plant Science, 171(3), 382-388.
• Amira, M.S., Qados, A., 2011. Effect of salt stress on plant growth and metabolism of bean plant Vicia faba (L.). Journal of The Saudi Society of Agricultural Sciences. 10,7-15.
• Barnabás, B., Jäger, K., & Fehér, A. (2008). The effect of drought and heat stress on reproductive processes in cereals. Plant, cell & environment, 31(1), 11-38.
• Çerçioğlu, M., Yağmur, B., Kara, R. S., Okur, B., 2017. Agro-Endüstriyel Kompost ve Ahır Gübresinin Biber (Capsicum annuum L.) Yetiştiriciliğinde Toprağın Bazı Kimyasal Özellikleri ile Verim Üzerine Etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi (1) 71-77 ISS 1018 - 8851
• Georgieva, K., Szigeti, Z., Sarvari, E., Gaspar, L., Maslenkova, L., Peeva, V., Tuba, Z., 2007. Photosynthetic activity of homoiochlorophyllous desiccation tolerant plant Haberlea rhodopensis during dehydration and rehydration. Planta, 225(4): 955-964.
• Gonzalez, C. J., Pastenes, C., 2012. Water-stress-induced thermotolerance of photosynthesis in bean (Phaseolus vulgaris L.) plants: The possible involvement of lipid composition and xanthophyll cycle pigments. Environmental and Experimental Botany, 77, 127-140.
• Güler, N. S., Sağlam, A., Demiralay, M., Kadioğlu, A., 2012. Apoplastic and symplastic solute concentrations contribute to osmotic adjustment in bean genotypes during drought stress. Turk J Biol, 36: 151-160.
• Güneri Bağcı, E., 2010. Nohut Çeşitlerinde kuraklıkğa bağlı oksidatif stresin fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerle belirlenmesi (Doktora tezi basılmamış). Ankara üniversitesi Fen Bilimleri Fakültesi, s. 403 Ankara.
• Ekincialp A. Sensoy S. 2013. Van Gölü Havzası fasulye genotiplerinin bazı bitkisel özelliklerinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 23(2), 102-111.
• Erdinç, Ç., Türkmen, Ö., Şensoy, S. 2013. Türkiye'nin bazı fasulye genotiplerinin çeşitli bitkisel özelliklerinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 23(2), 112-125.
• Jebara, S., Jebara, M., Limam, F., Aouani, M. E., 2005. Changes in ascorbate peroxidase, catalase, guaiacol peroxidase and superoxide dismutase activities in common bean (Phaseolus vulgaris) nodules under salt stress. Journal of Plant Physiology, 162(8), 929-936.
• Kabay, T., Şensoy S., 2016. Kuraklık stresinin bazı fasulye genotiplerinde oluşturduğu enzim, klorofil ve iyon değişimleri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 26(3), 380-395.
• Kacar, B., Katkat, B., Öztürk, Ş., 2006. Bitki Fizyolojisi. Nobel YayımDağıtım. 2.493-533
• Kaya, C., Tuna, A. L., 2010. Potasyumun tuz stresinde yetişen bitkilerde rolü ve önemi. http://www.ipipotash.org
• Kuşvuran, Ş., 2010. Kavunlarda Kuraklık ve Tuzluluğa Toleranslı Fizyolojik Mekanizmaları Arasındaki Bağlantılar (Doktora tezi, basılmamış). Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü s. 356, Adana.
• Lichtenthaler. H.K:, Wellburn,A.R., 1983. Determinations of total careteonids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents. Biomchem. Soc. Transac., 11:591-592.
• Nam, M., 2010. Patates Çeşitlerinin Yüksek Sıcaklık Stresine Toleranslarının Büyüme ve Verim Parametreleri ile Hücre Zarı Stabilitesi Yöntemine Göre Belirlenmesi (Yüksek Lisans Tezi, Basılmamış). Mustafa Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Hatay.
• Özen, H.Ç., Onay, A., 2007. Bitki Fizyolojisi. Nobel Yayım Dağıtım, 275-2871.
• Rosales Serna, R., Shibata, J. K., Acosta Gallegos, J. A., Trejo Lopez, C., Ortiz Cereceres, J., ve Kelly, J. D., 2005. Carbohydrate content in plant organs and seed yield in common bean under drought stress.Agricultura Técnica en México, 31(2), 139-151.
• Sanchez-Rodriguez, E., Rubio-Wilhelmi, M., Cervilla, L. M., Blasco, B., Rios, J. J., Rosales, M. A., Ruiz, J. M., 2010. Genotypic differences in some physiological parameters symptomatic for oxidative stress under moderate drought in tomato plants. Plant Science, 178(1), 30-40.
• Terzi, R., Sağlam, A., Kutlu, N., Nar, H., Kadioğlu, A., 2010. Impact of soil drought stress on photochemical efficiency of photosystem II and antioxidant enzyme activities of Phaseolus vulgaris cultivars. Turkish Journal of Botany, 34(1), 1-10.
• Türkan, İ., Bor, M., Özdemir, F., Koca, H., 2005. Differential responses of lipid peroxidation and antioxidants in the leaves of drought-tolerant P. acutifolius gray and drought sensitive P. vulgaris L. subjected to polyethylene glycol mediates water stress. Plant Science, 168; 223-231.
• Wahid, A., Gelani, S., Ashraf, M., Foolad, M. R., 2007. Heat tolerance in plants: an overview. Environmental and Experimental Botany, 61(3), 199-223.
• Yıldız, M., Terzi, H., 2007. Bitkilerin yüksek sıcaklık stresine toleransının hücre canlılığı ve fotosentetik pigmentasyon testleri ile belirlenmesi. ErciyesÜniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 23 (1-2) 47-60.
• Zengin, F. K., 2007. Fasulye Fidelerinin (Phaseolus vulgaris L. cv. Strike) pigment içeriği üzerine bazı ağır metallerin etkileri. KSÜ Fen ve Mühendislik Dergisi 10(2), 6-12.
• Zushi, K., Kajiwara, S., Matsuzoe, N., 2012. Chlorophyll A Fluorescence OJIP transient as a tool to characterize and evaluate response to heat and chilling stres in tomato leaf and fruit. Scientia Horticulturae, 148, 39-46.