Endemik ve termofil heliotropium thermophilum bitkisinin aşırı yüksek sıcaklığa karşı tolerans mekanizmasının araştırılması

Abstract

Endemik ve termofil Heliotropium thermophilum'un aşırı yüksek sıcaklığa karşı tolerans mekanizmasını aydınlatmak için, laboratuvarda kontrollü koşullarda toprak sıcaklıkları kademeli bir şekilde artırılarak 20±5, 40±5, 60±5 ve 80±5oC'de yetiştirilen bitkilerin 10 hafta boyunca gelişimleri gözlendi. 40±5oC'de yaşayan bitki gruplarının sürgün uzunluğu, sürgün taze ve kuru ağırlığının diğer gruplara göre daha fazla olduğu görüldü. Artan sıcaklıkla beraber kök uzunluklarında ise bir azalış kaydedildi. Aşırı yüksek sıcaklıkta (80±5oC), yaprak su potansiyeli ve stoma iletkenliğinde azalış, tiyobarbitürik asit-reaktif maddeler (TBARS), hidrojen peroksit (H2O2), süperoksit (O2.-), metilglioksal (MG) içeriklerinde önemsiz bir artış gözlendi. Antioksidanlardan, süperoksit dismutaz (SOD), askorbat peroksidaz (APX), glutatyon reduktaz (GR), dehidroaskorbat reduktaz (DHAR) aktivitelerinin, askorbat (AsA) ve glutatyon (GSH) içeriklerinin 80±5oC'deki bitkilerde aşırı arttığı tespit edildi. Ozmolit seviyesi, ABA içeriği ve sıcak şok faktörleri (HSF) gen ekspresyonunun 80±5oC'de yetişen bitkilerde aşırı yüksek olduğu bulundu. Ayrıca western blot analiz sonuçlarına göre FeSOD, CAT, GPX, GR enzimlerine ait protein içeriklerinin ve aktiviteleri ile paralellik gösterdiği de belirlendi. Elde edilen veriler doğrultusunda, laboratuvar koşullarında yetiştirilen H. thermophilum'un antioksidan ve glioksalaz sistemi uyararak, ABA sentezini, HSF'lerin ifade seviyelerini ve ozmolit birikimini önemli derecede artırarak aşırı toprak sıcaklığına (80±5ºC) tolerans gösterebilen termofil model bir bitki olduğu sonucuna varıldı.