Farklı arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinde alüminyum toksisitesi etkilerinin fizyolojik ve biyokimyasal olarak incelenmesi

Bu çalışmada farklı arpa (Hordeum vulgare L.) genotiplerinde (Çetin-2000 ve Zeynelağa) alüminyum (Al2O12S3.18H2O; 3 mM) toksisitesinin etkileri erken fide evresinde fizyolojik, biyokimyasal ve fotokimyasal olarak araştırılmıştır. Al toksisitesi iki arpa genotipinde de kök ve gövde büyümesini yavaşlatmış ancak büyüme hızı üzerindeki inhibisyon etkisinin köklerde daha belirgin olduğu görülmüştür. Taze ağırlık bakımından gövdelerin Al toksisitesine daha duyarlı olduğu, kuru ağırlık bakımından ise Al toksisitesinin kök üzerinde daha etkili olduğu gözlenmiştir. Al toksisitesi Çetin-2000 genotipinin yapraklarındaki oransal su miktarını azaltmış, Zeynelağa genotipinde ise değiştirmemiştir. Bu sonuç Al toksisitesinin Çetin-2000 genotipinde su ilişkilerini bozduğunu göstermektedir. Her iki arpa genotipinin yapraklarındaki membran stabilite indeksi Al toksisitesinden etkilenmemiştir. Al toksisitesi altındaki köklerde formazon miktarı ve Evan's mavisi alınımında meydana gelen değişimler Çetin-2000 genotipinde kök metabolizmasının Al toksisitesine daha duyarlı olduğunu göstermiştir. Al stresi altındaki Çetin-2000 genotipinin yapraklarındaki antosiyanin miktarı kontrolle karşılaştırıldığında önemli derecede artmıştır. Ancak Zeynelağa genotipinde belirgin derecede azalmıştır. Bu da Zeynelağa genotipinde Al toksisitesine karşı savunma mekanizmasının bozulduğunu gösteriyor olabilir. Çetin-2000 genotipinin yapraklarındaki fotosentetik pigment (klorofil a, klorofil b, toplam klorofil ve toplam karotenoid) miktarı Al toksisitesi sonucu kontrolle karşılaştırıldığında önemli derecede azalmıştır. Bu sonuç Al toksisitesi altındaki Çetin-2000 genotipinde fotosentetik pigmentlerin parçalanma hızının artmasından ve/veya sentez hızının azalmasından kaynaklanıyor olabilir. Al toksisitesi altındaki Zeynelağa genotipinde ise fotosentetik pigment miktarı değişmemiştir. Klorofil a floresansı ölçümleri ve JIP testi parametrelerindeki değişimler Al toksisitesi sonucu her iki genotipte de fotosentetik elektron taşınım reaksiyonlarının olumsuz yönde etkilendiğini göstermiştir. Bunun dışında Al toksisitesinin her iki arpa genotipinde de fotosistem II birimlerini yapısal ve fonksiyonel anlamda etkilediği söylenebilir. Ancak diğer analiz sonuçları ile birlikte değerlendirildiğinde, Çetin-2000 genotipinde fotosentetik aktivitedeki değişimler, bu genotipin Al toksisitesine uyum sağlayabildiğini göstermiştir. Zeynelağa genotipi ise Al toksisitesinden fotokimyasal olarak zarar görmüştür. Sonuç olarak, Çetin-2000 genotipinin Al toksisitesine daha toleranslı olduğu ve Al toksisitesine uyum göstermesini sağlayan daha elastik bir mekanizmaya sahip olduğu söylenebilir. Ancak Zeynelağa genotipi Al toksisitesinden metabolik olarak zarar görmüştür. Anahtar kelimeler: Al toksisitesi, arpa, klorofil a floresansı, JIP testi, fotosentetik aktivite