Mutant ve mutant olmayan çeltik bitkilerinde tuz stresinin morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler etkileri

Abstract

Bu çalışma, in vitro ortamda Murashige ve Skoog (MS) besi yerinde on beş ve otuz günlük iki farklı zaman diliminde, 50 mM, 100 mM ve 200 mM NaCI konsantrasyonlarında mutant bir varyete (Oryza sativa L. cv. Kızıltan mutant) ve mutant olmayan üç varyete (Oryza sativa L. cv. Maraş sarı çeltik, Kızıltan ve dhan 47) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmada altı farklı morfolojik parametre (kök ağırlığı, kök uzunluğu, bitki ağırlığı, gövde uzunluğu, kök sayısı ve yaprak sayısı), çözünebilir protein miktarı, antioksidan enzim aktiviteleri, gen anlatımları ve retrotranspozon polimorfizmleri analiz edilmiştir. Varyeteler arasında 30 günlük gövde uzunluğu sonuçlarında en fazla uzunluk Maraş varyetesinde, en az uzunluk dhan 47 bitkisinde gözlenmiştir. Kök uzunlukları üzerinde 100 mM'a kadarki tuz konsantrasyonlarında olumsuz etkisi gözlenmezken, 200 mM ortamda olumsuz etki ettiği gözlenmiştir. Kızıltan varyetesinde yapraklardaki SOD aktivitesinin kontrole göre azaldığı gözlenirken köklerde 100 mM tuz konsantrasyonuna kadar artan aktivite gösterdiği gözlenmiştir. Dhan 47 varyetesinde yapraklardaki en fazla CAT aktivitesinin 50 mM konsantrasyonda olduğu gözlenirken, köklerde azalan aktivite gösterdiği gözlenmiştir. Otuz günlük sonuçlarda yaprak ve köklerde tüm çeltik varyetelerinde kontrole göre FDH aktivitesinin arttığı gözlenmiştir. Gen anlatımı analizlerinde, köklerde en yüksek (7 kat) gen anlatımı Kızıltan 100 mM tuz konsantrasyonda gözlenmiştir. Yapraklarda ise en yüksek (14 kat) anlatım 200 mM tuz konsantrasyonunda, Kızıltan mutant yaprağında olmuştur. Elde edilen sonuçlar ile tuz stresine duyarlı ve dirençli farklı çeltik varyetelerinin tuzluluğun giderek arttığı tarım arazilerinde kullanılabilirliğine katkı sağlaması beklenmektedir. Retrotranspozon çalışmaları ise, aynı varyetenin ve farklı çeltik varyetelerinin farklı tuz konsantrasyonlarında farklı bant profilleri ve polimorfizm oranlarının elde edilmesi ile sonuçlanmıştır. Mutant örneklerde Jaccard benzerlik indeksi ile yapılan hesaplamada IRAP ve REMAP analizlerinde polimorfizm oranlarının Houba için % 0- 98 arasında değiştiği ve mutant varyetelerin mutant olmayan varyetelere kıyaslandığında IRAP ve REMAP sonuçlarında değerli sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Bu çalışma, uygun retrotranspozonlarla çeltik bitkisinde farklı tuz konsantrasyonlarında retrotranspozonlar hakkında değerli veriler göstermiştir. Bu sonuçlar, test edilen tüm retrotranspozonların hala aktif olduğunu ve çeltik bitkileri arasında genomik polimorfizme neden olduğunu göstermektedir.