Tuz stresine maruz bırakılan nohut (Cicer arietinum L.) ve buğday (Triticum aestivum L.) yapraklarında eksojen ellajik asitin reaktif oksijen türleri, antioksidan savunma sistemi ve azot metabolizması üzerine etkileri
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Tuz stresi, dünya genelinde tarımsal üretimi kısıtlayan ve bitkilerde büyüme ile gelişimi olumsuz etkileyen en önemli abiyotik stres faktörlerinden biridir. Bu stres, bitkilerde ozmotik dengenin bozulması, iyon toksisitesi ve reaktif oksijen türlerinin (ROS) birikimi yoluyla fotosentetik kapasiteyi, hücre su dengesini ve metabolik süreçleri bozarak lipid peroksidasyonu, nisbi su içeriğinin (RWC) azalması ve hücre zar stabilitesinin bozulmasına yol açar. Fenolik bileşikler, bitkilerde antioksidan savunma mekanizmalarını güçlendirerek tuz stresinin neden olduğu zararları hafifletme potansiyeline sahiptir. Tez çalışmamızda, 100 mM tuz stresi altındaki buğday ve nohut bitkilerine 12.5 µM ellajik asit (EA) uygulanarak EA'nın etkileri değerlendirilmiştir. Tuz stresi şartlarında hem buğday hem de nohut bitkisinde nisbi büyüme oranları (RGR) ile RWC'nin önemli ölçüde azaldığı ve durumun özellikle nohutta ciddi şekilde artan elektriksel iletkenlik (EC) seviyeleriyle paralellik gösterdiği belirlenmiştir. Ayrıca, oluşan bu oksidatif stresin etkisiyle ortamda artan hidrojen peroksit (H2O2) seviyelerinin yanı sıra, TBARS içeriğinde de önemli bir artış gözlemlenmiş ve bu durum lipid peroksidasyonunun arttığını göstermiştir. Bu artışların özellikle nohut bitkisinde daha fazla olduğu ve bu durumun artan sodyum (Na) konsantrasyonuyla birlikte bitkide iyon birikiminin buğdaya kıyasla daha hızlı arttığından kaynaklanabileceği ileri sürülmektedir. Tuz stresi ayrıca azot metabolizmasını etkileyerek, özellikle nohutta amonyum (NH₄⁺) içeriğini artırarak toksisiteye neden olduğu görülmektedir. Bu birikimin, önemli enzimlerin (NR, GS, GOGAT, GDH) azalmaları ve/veya değişim göstermemelerinden kaynaklandığı düşünülmektedir. Ancak eksojen uygulanan EA ile birlikte RGR ve RWC değerlerinde önemli iyileşmeler göstererek EC değerlerini özellikle nohut bitkisinde azaldığı tespit edilmiştir. EA+T uygulamasında artan SOD aktivitesi, ortamda oluşabilecek H2O2'nin büyük olasılıkla sinyal mekanizmasında görev alarak antioksidan sistemi uyardığını göstermektedir. Bu duruma bağlı olarak, artan POX ve özellikle buğdayda artan APX aktivitesi sayesinde ortamda aşırı H2O2 birikimi engellenmiş ve lipid peroksidasyon seviyelerinde iyileşme tespit edilmiştir. Tuz stresi şartlarında EA uygulanmasıyla ortamda biriken NH₄⁺ miktarlarında azalmalar olduğu ve bunun artan NR, GOGAT ve GDH aktiviteleriyle ilişkili olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, EA'nın, hem buğday hem de nohut bitkilerinde tuz stresinin neden olduğu oksidatif hasarı azaltmada etkili bir fenolik bileşik olduğu belirlenmiştir.
Salt stress is one of the most significant abiotic stress factors limiting agricultural production worldwide, negatively affecting plant growth and development. This stress disrupts photosynthesis, water balance, and metabolism by causing osmotic imbalance, ion toxicity, and ROS accumulation, leading to lipid peroxidation, RWC, and impaired membrane stability. Phenolic compounds can mitigate such damage by enhancing antioxidant defences. They have the potential to reduce the harmful effects of salt stress by strengthening plants' antioxidant defence mechanisms. In our thesis study, the effects of ellagic acid (EA) were evaluated by applying 12.5 µM EA to wheat and chickpea plants under 100 mM salt stress. It was determined that relative growth rates (RGR) and RWC significantly decreased in both wheat and chickpea plants under salt stress, accompanied by significantly increased electrical conductivity (EC) levels, especially in chickpea. Additionally, oxidative stress due to salt stress resulted in increased hydrogen peroxide (H₂O₂) levels in the environment and a significant rise in TBARS content, indicating enhanced lipid peroxidation. These increases were particularly pronounced in chickpea plants, likely because ion accumulation in these plants occurs more rapidly with increasing sodium (Na) concentration compared to wheat. Salt stress also disrupted nitrogen metabolism, causing toxicity through elevated ammonium (NH₄⁺) content, particularly in chickpeas. This accumulation is believed to result from decreased or unchanged activity of key enzymes, including nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), glutamate synthase (GOGAT), and glutamate dehydrogenase (GDH). However, with exogenous EA application, significant improvements in RGR and RWC values were observed, alongside reduced EC levels, particularly in chickpea plants. The increased superoxide dismutase (SOD) activity in the EA+Salt treatment suggests that H₂O₂ formed in the environment likely plays a role in signalling mechanisms, stimulating the antioxidant system. Consequently, excessive H₂O₂ accumulation was prevented, and lipid peroxidation levels improved due to increased peroxidase (POX) and, notably, ascorbate peroxidase (APX) activity in wheat. Furthermore, EA application under salt stress conditions reduced NH₄⁺ accumulation, which correlated with increased activities of NR, GOGAT, and GDH. In conclusion, EA was found to be an effective phenolic compound for alleviating oxidative damage caused by salt stress in both wheat and chickpea plants.
Salt stress is one of the most significant abiotic stress factors limiting agricultural production worldwide, negatively affecting plant growth and development. This stress disrupts photosynthesis, water balance, and metabolism by causing osmotic imbalance, ion toxicity, and ROS accumulation, leading to lipid peroxidation, RWC, and impaired membrane stability. Phenolic compounds can mitigate such damage by enhancing antioxidant defences. They have the potential to reduce the harmful effects of salt stress by strengthening plants' antioxidant defence mechanisms. In our thesis study, the effects of ellagic acid (EA) were evaluated by applying 12.5 µM EA to wheat and chickpea plants under 100 mM salt stress. It was determined that relative growth rates (RGR) and RWC significantly decreased in both wheat and chickpea plants under salt stress, accompanied by significantly increased electrical conductivity (EC) levels, especially in chickpea. Additionally, oxidative stress due to salt stress resulted in increased hydrogen peroxide (H₂O₂) levels in the environment and a significant rise in TBARS content, indicating enhanced lipid peroxidation. These increases were particularly pronounced in chickpea plants, likely because ion accumulation in these plants occurs more rapidly with increasing sodium (Na) concentration compared to wheat. Salt stress also disrupted nitrogen metabolism, causing toxicity through elevated ammonium (NH₄⁺) content, particularly in chickpeas. This accumulation is believed to result from decreased or unchanged activity of key enzymes, including nitrate reductase (NR), glutamine synthetase (GS), glutamate synthase (GOGAT), and glutamate dehydrogenase (GDH). However, with exogenous EA application, significant improvements in RGR and RWC values were observed, alongside reduced EC levels, particularly in chickpea plants. The increased superoxide dismutase (SOD) activity in the EA+Salt treatment suggests that H₂O₂ formed in the environment likely plays a role in signalling mechanisms, stimulating the antioxidant system. Consequently, excessive H₂O₂ accumulation was prevented, and lipid peroxidation levels improved due to increased peroxidase (POX) and, notably, ascorbate peroxidase (APX) activity in wheat. Furthermore, EA application under salt stress conditions reduced NH₄⁺ accumulation, which correlated with increased activities of NR, GOGAT, and GDH. In conclusion, EA was found to be an effective phenolic compound for alleviating oxidative damage caused by salt stress in both wheat and chickpea plants.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Antioksidan Enzimler, Azot Metabolizması, Buğday, Ellajik Asit, Fenolik Bileşikler, Nisbi Su İçeriği, Nohut, Tuz Stresi, Antioxidant Enzymes, Nitrogen Metabolism, Wheat, Ellagic Acid, Phenolic Compounds, Relative Water Content, Chickpea, Salt Stress
Kaynak
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
Sayı
Künye
Elbasan, F. (2025). Tuz stresine maruz bırakılan nohut (Cicer arietinum L.) ve buğday (Triticum aestivum L.) yapraklarında eksojen ellajik asitin reaktif oksijen türleri, antioksidan savunma sistemi ve azot metabolizması üzerine etkileri. (Doktora Tezi). Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya
