Mısır varyetelerinin kuraklık stresine morfolojik, fizyolojik, enzimatik ve moleküler tepkileri

Cin mısırı (Zea mays var. everta), şeker mısırı (Zea mays var. saccharata) ve atdişi mısır (Zea mays var. indentata) gibi ticari açıdan önemli mısır varyeteleri yaygın olarak üretilmekte ve tüketilmektedir. Mısır su talebi yüksek bir bitki olduğu için kuraklık mısır üretimini sınırlayan temel faktördür. Bu çalışmada, kuraklık stresinin mısır varyeteleri üzerindeki etkileri, bitki boyu, yaprak alanı, bitkinin taze ve kuru ağırlığı, klorofil içeriği, membran dayanıklılık indeksi, malondialdehit ve hidrojen peroksit içeriği, yaprak oransal su kapsamı, turgor kaybı, prolin içeriği, antioksidan enzim aktiviteleri ve HSP70 ve HSP90 gen ekspresyonu özellikleri bakımından araştırılmıştır. Artan kuraklık stresi altında bitki boyu, yaprak alanı, bitki yaş ve kuru ağırlığı, klorofil içeriği azalırken, elektrolit sızıntısı artmıştır. Farklı mısır türleri arasında bitki boyu en yüksek olan şeker mısırında kuraklık stresi bitki boyunda en fazla azalmaya neden olmuştur. Atdişi mısır orta dereceli kuraklık altında yaprak alanında en az negatif değişimi göstermiş, bunu şeker ve cin mısırı izlemiştir. Şiddetli kuraklık bitkilerde %50'nin üzerinde ağırlık kaybına neden olurken, at dişi mısır en az kuru madde kaybına uğramıştır. Ek olarak, atdişi mısır tüm sulama seviyelerinde en yüksek klorofil içeriğine sahip olmuştur. Şiddetli kuraklığın etkileri, nispeten yüksek su kapsamı ve turgor kaybına, membran hasarına, enzim aktivitelerine ve HSP90 gen ekspresyonuna sahip olan şeker mısırda daha belirgin olarak gözlemlenmiştir. Hem orta hem de şiddetli kuraklıkta su kapsamını ve turgorunu koruyabilen ve daha az MDA ve H2O2 birikimine rağmen antioksidan enzim aktivitelerini belirli bir düzeyde tutarak savunma mekanizmasını etkin bir şekilde kullanan atdişi mısır, nispeten yüksek kuraklık toleransı sergilemiştir. Cin mısırındaki yüksek MDA ve H2O2 seviyelerine rağmen, antioksidan enzim aktivitelerinin ve HSP70 gen ve protein ekspresyonunun yukarı regülasyonu, kuraklıkla başa çıkma mekanizmasının aktive olduğunu göstermektedir. Özellikle HSP70'in prolin ve HSP90'ın enzim aktiviteleriyle pozitif korelasyonu, HSP'ler ile diğer stres yanıt sistemleri arasındaki ilişkileri inceleyen çalışmalar için önemli bir sonuçtur. İncelenen tüm özellikler bir arada değerlendirildiğinde atdişi mısırının diğer mısır varyetelerine göre kuraklığa daha toleranslı olduğu görülmüştür.