Triticum aestivum L. ve triticum durum desf.'un bazı çeşitlerinde fotosentetik pigment birikimi, hücre canlılığı ve yüksek sıcaklık şoku proteinlerinin sentezi üzerine yüksek sıcaklığın etkisi

Bu araştırmada, erken fide evresindeki 16 ekmeklik (Triticum aestivum L.) ve 14makarnalık (Triticum durum Desf.) buğday çeşidinin hücre canlılığı ve fotosentetikpigment birikimi üzerine farklı sıcaklık uygulamalarının etkisi incelenmiştir. Bunailaveten, farklı sıcaklık uygulamalarına maruz bırakılan bazı termal toleranslı ve duyarlıekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin ilk yaprak dokularından ekstrakte edilentoplam çözünebilir proteinlerin iki-yönlü (2-D) elektroforetik profillerindeki çeşitlilikbelirlenmiştir.Hücre canlılık [2,3,5-trifeniltetrazolium klorür (TTC) indirgenme testi] testinde, ekmeklikve makarnalık buğday çeşitlerinin 25ºC'de büyütülmüş 5 günlük fideleri uyum (37ºC, 24sa) ve uyumu takiben 50ºC'de 1 sa uygulamalarına maruz bırakılmıştır. Uyum sıcaklığınagöre uyumu takiben yüksek sıcaklık şoku uygulamasında TTC indirgenmesi önemlidüzeyde azalmıştır (P<0.05). Bu test kullanılarak çeşitlerin termal tolerans seviyeleriarasında önemli farklılıklar belirlenmiştir. Zarar görmüş ilk yaprak dokularındagerçekleştirilen TTC testinde, ekmeklik buğday çeşidi Basribey-95 (%76.33) en yüksektermal toleransa sahipken, ekmeklik buğday çeşidi Sönmez-2001'in (%7.91) en düşüktermal toleransa sahip olduğu belirlenmiştir. Ek olarak, tüm çeşitlerin termal toleransdeğerlerinin ortalamasına (%30.86) göre ekmeklik buğday çeşitlerinden Basribey-95,Gerek-79, kizce-96, Bezostaya-1, Ceyhan-99, Gönen-98, Gün-91 ve makarnalık buğdayçeşitlerinden Amanos-97, Ankara-98, Ege-88, Fuatbey-2000, Çakmak-79'un termaltolerans değerleri ortalamanın üzerinde bulunmuştur.Fotosentetik pigment birikimi testinde, ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin 5günlük etiyole fideleri kontrol (25ºC, 24 sa), uyum (37ºC, 24 sa) ve uyumu takibenyüksek sıcaklık şoku (37ºC, 24 sa→50ºC, 1 sa) uygulamalarına maruz bırakılmıştır.Karanlıktaki sıcaklık uygulamalarını takiben 25ºC'de 24 sa sürekli ışığa maruz bırakılanfidelerde toplam klorofil (Klo a+b) ve karotenoidlerin pigmentasyonu belirlenmiştir.Ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinde Klo a+b birikimi sıcaklığın artmasına bağlıolarak önemli düzeyde azalmıştır (P<0.05). 37ºC/25ºC oranında (%), Klo a+bbirikimindeki azalma ekmeklik buğday çeşitlerinde %15.37'den (Ceyhan-99) %50.73'e( kizce-96) aralanırken, bu azalma makarnalık buğday çeşitlerinde %22.23'ten(Gediz-75) %61.97'ye (Kızıltan-91) aralanmıştır. 37→50ºC/25ºC oranında (%) Klo a+bbirikimindeki azalma ekmeklik buğday çeşitlerinde %32.13'den (Gönen-98) %60.06'ya(Cumhuriyet-75) aralanırken, bu azalma makarnalık buğday çeşitlerinde %45.19'dan(Ege-88) %67.14'e (Ankara-98) aralanmıştır. lginç olarak, Klo a+b birikimindekiazalma bakımından makarnalık ve ekmeklik buğday çeşitleri 37ºC/25ºC ve37→50ºC/25ºC oranlarında tüm çeşitlerin ortalamalarının (sırasıyla %32.44 ve %48.40)altında ve üzerinde benzer dağılım göstermiştir. Karotenoidlerin pigmentasyonu bazıçeşitlerde kontrole göre yalnızca tek bir sıcaklık uygulamasında azalırken, bazı çeşitlerdekontrole göre her iki sıcaklık uygulamasında önemli düzeyde azalmıştır. Buna karşın,bazı çeşitlerde karotenoidlerin birikimi yüksek sıcaklıktan etkilenmemiştir.Klorofil/karotenoid oranı genellikle sıcaklığın artışıyla kademeli olarak azalmıştır.37ºC/25ºC ve 37→50ºC/25ºC oranlarında, klorofil/karotenoid oranındaki azalma (%)makarnalık buğday çeşitlerine göre ekmeklik buğday çeşitlerinde genellikle daha düşükbulunmuştur.Protein analizlerinde, 37→50ºC/25ºC oranında toplam klorofil birikimindeki azalma (%)temelinde termal toleranslı ekmeklik (Gönen-98) ve makarnalık (Ege-88) ile termalduyarlı ekmeklik (Cumhuriyet-75) ve makarnalık (Ankara-98) buğday çeşitleriseçilmiştir. Buğday çeşitlerinin 5 günlük fideleri farklı sıcaklık uygulamalarına [25ºC (24sa), 37ºC (24 sa) ve 37 (24 sa)→50ºC (1 sa)] maruz bırakılmış ve sonra ilk yaprakdokularından ekstrakte edilen toplam çözünebilir proteinlerin profilleri iki-yönlü (2-D)elektroforezi ( EF/SDS-PAJE) takiben gümüş boyama kullanılarak analiz edilmiştir.lginç olarak, sentezi kaybolan, yeni sentezlenen ve/veya sentezi belirgin olarak artan yada azalan proteinlerin tamamı düşük moleküler ağırlıkta (16.1-24.0 kDa) ve genellikleasidik karakterdedir (pI 4.8-6.9). Buğday çeşitlerinden Gönen-98'de 22.9 kDa (pI 6.4),Ege-88'de 16.2 kDa (pI 6.0) ve Ankara-98'de 20.1 ve 20.7 kDa (pI 4.8) molekül ağırlıklı4 normal hücresel protein kontrole göre her iki yüksek sıcaklık uygulamasındakaybolmuştur. Buna ilaveten, Ankara-98 çeşidinin kontrol uygulamasında belirlenen ikiprotein (23.0 kDa, pI 6.4 ve 23.8 kDa, pI 6.4) yalnızca 37→50ºC uygulamasındakaybolmuştur. Diğer taraftan, cv. Gönen-98'de 16 yüksek sıcaklık şoku proteini (YSŞP)(18.0-23.6 kDa, pI 5.4-7.8), cv. Cumhuriyet-75'de 11 YSŞP (17.7-22.9 kDa, pI 6.0-7.1),cv. Ege-88'de 14 YSŞP (18.3-22.9 kDa, pI 6.0-7.8) ve cv. Ankara-98'de 8 YSŞP(18.0-22.9 kDa, pI 6.0-6.4) kontrole göre 37ºC ve/veya 37→50ºC uygulamasında yenisentezlenmiştir. Kontrol uygulamasında belirlenen 3 normal hücresel proteinin (16.1, 16.1ve 23.0 kDa, pI 6.3, 6.4 ve 6.6) miktarı yüksek sıcaklık uygulamalarında belirgin şekildeazalırken, bu proteinlerden 23.0 kDa (pI 6.4) protein Ankara-98'de yalnızca 37→50ºCuygulamasında kaybolmuştur. Bununla birlikte, cv. Gönen-98'de 23.6 kDa (pI 6.7)proteinin miktarı yüksek sıcaklık uygulamalarında belirgin şekilde artmıştır. Farklı sentezdurumlarındaki bu proteinlerin termal toleransın kazanılmasında önemli rol oynadığı ilerisürülebilir.2006, 102Anahtar kelimeler: Triticum L. çeşitleri, yüksek sıcaklık stresi, hücre canlılığı,fotosentetik pigmentasyon, yüksek sıcaklık şoku proteinleri, termal tolerans