Karpuzda (Citrullus lanatus (Thunb. )Mansf Karpuzda (Citrullus lanatus (Thunb.)Mansf.) Tuza Tolerans Özelliği ile Tohum İriliği ve Kotiledon Yaprağı Arasındaki İlişkinin İncelenmesi *Fikret YAŞAR1, Seda İHTİYAROĞLU1, Özlem UZAL1, Şebnem ELLİALTIOĞLU2 1Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, Zeve Kampusu, 65080 Van 2Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, 06110 Dışkapı-Ankara *fyasar@yyu.edu.tr Replace with logo Bulgular Özet Çalışmada, ülkemizin çeşitli bölgelerinden toplanan 17 adet karpuz genotipi, 2 adet açık döllenen ve 2 adet F1 hibrit çeşit olmak üzere toplam 21 adet karpuz genotipi materyal olarak kullanılmıştır. Kontrollü iklim odasında su kültüründe Hoagland besin çözeltisi kullanılarak yetiştirilen fideler, 4-5 gerçek yapraklı oldukları zaman besin ortamına kademeli olarak toplam 100 mM’lık NaCl tuz stresi uygulanmıştır. Bu çalışmada karpuzun, tuza tolerans özelliği ile tohum ve kotiledon yaprağı iriliği arasındaki ilişkinin incelenmesi amaçlanmıştır. Tuz stresi altındaki karpuz genotipleri arasında, bitki gelişimi ve iyon alımı özellikleri bakımından farklılıklar bulunduğu belirlenmiştir. Tohum ağırlıkları daha fazla ve kotiledon yaprakları büyük olan 18, 22, 28, 31, 36, 41 no’lu karpuz genotipleri iyon alımında daha seçici davranarak tuz zararından daha az etkilenmişlerdir. Tohum ağırlıkları düşük ve kotiledon yaprakları küçük olan 35, 37, 38, 39 ve 40 no’lu karpuz genotipleri bünyelerine yüksek miktarda iyon almış ve tuz zararından daha fazla etkilenmişlerdir. İncelenen parametrelerin birbirleriyle çok yüksek düzeyde korelasyon gösterdikleri görülmüştür. . Çalışmada, ülkemizin çeşitli bölgelerinden toplanan 17 adet karpuz genotipi, 2 adet açık döllenen ticari çeşit ve 2 adet F1 hibrit çeşit olmak üzere toplam 21 adet karpuz genotipi materyal olarak kullanılmıştır. Hoagland çözeltisinde yetiştirilen fideler 4-5 gerçek yapraklı oldukları zaman kademeli olarak toplam 100 mM’lık NaCl tuz stresi uygulanmıştır. Tuz uygulanmayan kontrol bitkileri ile birlikte tüm bitkiler 25oC sıcaklık ve %65 oransal neme sahip iklim odasında geliştirilmişlerdir. Ölçüm ve analizler için örnek alma işlemi üç tekerrürlü olacak biçimde tuz uygulamasından 8 gün sonra yapılmıştır. Skalanın Oluşturulması Fidelerde morfolojik olarak ortaya çıkan zararlanmanın derecesini ortaya koyabilmek amacıyla bir skala oluşturulmuştur. Tuz uygulamasından 8 gün sonra, aşağıda belirtilen simptomlara göre fidelere 0’dan 5’e kadar puan verilmiştir: 0: Bitkinin tuz stresinden hiç etkilenmemesi 1: Büyümede yavaşlama, yapraklarda lokal sararma ve kıvrılma 2: Yapraklarda sararma ve % 25 oranında nekrotik lekelenmeler 3: Yapraklarda % 25–50 arasında nekrotik leke göstermesi ve dökülmesi 4: Yapraklarda % 50–75 oranında nekroz ve ölümlerin görülmesi 5: Yapraklarda % 75–100 oranında şiddetli nekroz görülmesi veya bitkinin tamamen ölmesi Çizelge 3. Karpuz bitkilerinde kotiledon yaprak alanları (cm2), ağırlıkları (g), tohum ağırlığı (g), yaprak sayısı (adet) ve tuzdan zararlanma durumunu gösteren 1-5 skalası GENOTİP Kotiledon Yaprağı Alanı Kotiledon Yaprağı Ağırlığı Tohum Ağırlığı Skala 6 19,70ce 1,07c 163,20h 2,00o 7 12,13gh 0,67f 93,50p 4,00f 10 19,20de 0,85de 167,50f 3,00g 12 14,33fg 0,82e 155,20k 2,00p 13 8,37ık 0,54g 89,60q 3,00h 14 22,03bd 1,03c 164,00g 3,00ı 16 20,25ce 1,08c 160,20ı 2,00l 18 23,40ab 1,11c 168,30e 1,50s 22 11,30h 0,68f 107,50o 2,00n 23 12,06gh 0,83e 143,40m 3,00j 28 22,43bc 1,23b 174,80a 1,50t 30 18,60e 157,30j 2,00q 31 24,06ab 0,93d 173,20b 1,00v 33 15,26f 0,69f 86,50r 4,00e 36 19,76ce 0,58g 173,20c 2,00r 38 7,73jk 0,28ı 52,90t 5,00b 39 7,03k 0,27ı 35,40v 5,00a 40 10,26hj 0,52g 40,60u 4,25c 41 25,60a 1,38a 171,70d 2,00m 42 24,60ab 1,27b 149,80l 1,50u 44 10,73hı 0,41h 56,90s 4,00d 47 14,73fg 0,80e 138,20n 3,00k Çizelge 1 . Karpuz yapraklarındaki sodyum (Na), potasyum (K) ve kalsiyum (Ca) birikimleri GENOTİP Na K Ca kontrol NaCl 6 17,14g 45,93fh 9,90a 5,12bc 3,84ae 3,90cf 7 12,20hı 17,15hı 1,93g 1,96fg 3,01fı 3,01ef 12 15,78gh 59,00eg 10,84a 3,83ce 3,99ad 3,78cf 13 11,06ı 86,80ce 6,72c 3,33df 3,56bh 3,15ef 14 26,49d 101,30cd 6,60c 2,18eg 2,94gı 3,77cf 16 17,43g 80,03de 8,15b 1,08g 4,47a 3,61cf 18 23,46de 17,48hı 2,67fg 4,52bd 3,43cı 5,21ab 22 21,84ef 77,00de 10,22a 5,74b 4,23ab 4,20be 23 25,54de 154,53a 4,32de 2,77eg 3,25dı 3,23ef 28 17,93fg 38,12gı 3,23eg 5,17bc 2,83hı 5,86a 30 58,03a 151,96a 3,04eg 2,06fg 3,60bh 4,23be 31 56,36a 17,43hı 3,09eg 5,34bc 3,27dı 4,53bd 33 15,59gh 112,75bc 2,71fg 2,37eg 2,74ı 3,36df 36 9,31ı 70,31ef 7,32bc 3,24df 3,76af 3,04ef 38 45,75b 100,33cd 5,11d 3,03df 4,08ac 3,71cf 39 31,10c 136,58ab 2,95df 3,05ef 40 11,57ı 72,18df 7,67bc 2,76eg 3,69bg 3,27ef 41 9,62ı 18,53hı 3,88eg 4,58bd 3,08eı 4,71cb 42 17,54g 15,28ı 3,93df 7,34a 4,01cf 44 19,40fg 65,88eg 3,07eg 2,25eg 3,18eı 2,86f 47 18,18fg 19,13hı 3,11eg 3,26df 3,13eı 3,10ef Giriş Tuza tolerans özelliği bakımından bitkilerde türler ve hatta genotipler düzeyinde farklı tepkilerin bulunduğu bilinmektedir. Tuza tolerans mekanizmasının anlaşılabilmesi için bugüne kadar incelenen yaklaşık 200 adet morfolojik, fizyolojik veya biyokimyasal parametre olduğu ileri sürülmektedir. Tuza toleransın belirlenmesinde etkin tek bir yöntem belirlenememiş olmakla birlikte, bitki dokularında iyon (Na+, K+ ve Cl-) birikimi, bitkide taşınımı ve dağılımı ile bu iyonların birbirine olan oranları (K/Na) (Hasegawa ve ark., 1986; Sykes, 1987), bitkilerin organik madde biriktirme ve sentezleme yetenekleri ile hücre düzeyinde meydana gelen oksidatif stresten kaynaklanan zararlanmalar oldukça etkin sonuçlar vermektedir (Aktaş, 2002). Burada sonuçlarını sunduğumuz çalışmada, Türkiye’nin değişik yörelerinden toplanan yerel karpuz aksesyonlarının bazı morfolojik özellikleri ile tuz stresine karşı gösterdikleri tolerans arasındaki ilişkiler araştırılmış, incelenen değişik parametrelerin birbiriyle ilişkileri üzerinde durulmuş; böylece karpuzda tuza tolerant genotiplerin seçiminde etkin olabilecek morfolojik özellikler belirlenmeye çalışılmış, bulgular biyokimyasal yöntemlerle test edilmiştir. Yap. Ağ., Kot. Yap. Al., Kot. Yap. Ağ., Skala, Toh. Ağ., Yaş. Bit. Ağ., Yap. Say. Kot. Yap. Al. 1,00 Kot. Yap. Ağ. 0,86 1,00 Skala 0,76 0,73 1,00 Toh. Ağ. 0,86 0,83 1,00 1,00 Yaş. Bit. Ağ. 0,83 0,81 0,87 0,87 1,00 Yap. Say. 0,69 0,68 0,90 0,90 0,72 1,00 Tartışma ve Sonuç Çizelge 2 . Karpuzlarda bitki yaş ağırlıkları (g) ve yaprak sayısı (adet) Denemede kullanılan 21 adet karpuz genotipinde, 100 mM dozunda uygulanan toksik düzeydeki NaCl tuzunun ilk belirgin semptomatiik etkisi, bitki yaş ağırlığında azalma ve bitki büyümesinde duraklama olmuştur. Bitkilerin, yeşil aksam yaş ağırlığına bakıldığında en iyi gelişme 42, 28, 22, 18 ve 31 numaralı genotiplerde olmuş, en düşük gelişme ise 38, 39, 44 ve 33 numaralı genotiplerinde görülmüştür. Bazı genotiplerin düşük seviyede etkilenerek kontrol bitkileri ile eşdeğer gelişme göstererek uzun gelişim üzerine inhibisyon etkisi görülmezken, bazılarında bu etki oldukça yüksek olmuştur. Başka bazı bitki türlerinde olduğu gibi (Aktaş, 2002, Yaşar 2003, Kusvuran 2004, Yasar 2007), karpuzda da tuza tolerans özelliği bitkinin Na , K ve Ca iyonları alım dengesini korumasıyla ilgili görülmektedir. Ayrıca, tohum ağırlıkları ve kotiledon büyüklüğü ile bitki yeşil aksam gelişimi arasında da paralel sonuçlar belirlenmiştir. GENOTİP Bitki Yaş Ağırlığı Yaprak Sayısı Kontrol NaCl 6 6,02bc 1,93eg 5,33cd 1,34jk 7 1,69gh 2,96d 3,66eh 3,73bd 12 5,20c 1,75fh 5,66bd 2,42fh 13 2,43eh 1,80eh 3,48be 14 3,93d 2,91d 4,00eg 2,77eg 16 4,00d 1,25gı 4,66df 2,50fg 18 5,61c 4,46bc 6,00bd 4,08bc 22 6,29b 4,66b 6,66ab 3,69bd 23 3,56de 2,63de 3,72bd 28 8,28a 6,13a 5,00ce 4,93a 30 3,31df 2,45df 3,33fh 3,34ce 31 2,36fh 3,85c 4,19b 33 1,63gh 1,20gı 2,21gh 36 3,74d 2,77d 1,69hj 38 1,46gh 1,11gı 2,33h 3,02df 39 2,00gh 0,77ı 0,98jk 40 2,20fh 1,63fh 2,66gh 1,46ık 41 6,50b 4,81b 5,20a 42 8,34a 6,18a 6,33bc 3,43ce 44 1,34h 0,99hı 3,00gh 0,83k 47 2,59eg 1,91eg 7,66a 1,70hj Materyal ve Metod No Yöre/ Alındığı yer 6 Tunceli I/Menemen 31 Urfa /Alata 7 Tunceli II/Çiftçiden 33 Yalova Washinton 10 Amasya I /Menemen 36 Midyat/Alata 13 Gaziantep/Menemen 38 Galactica/Alata 14 Erzurum/Menemen 39 Golden Crown F1 16 Elazığ /Palu/çiftçi 40 Celebration F1/Alata 18 Malatya/Çiftçi 41 Midyat /çiftçiden 22 Urfa/Menemen 42 Diyarbakır II/Alata 23 Erzurum /Menemen 44 CrimsonSweet/Semito 28 Burdur/Koyulhisar 47 Hakkari/Çukurca 30 Diyarbakır I/ Alata Kaynaklar Yasar, F., Ellialtıoğlu, Ş., Özpay, T.ve Uzal, Ö., 2007.Tuz Stresi Altındaki karpuzların(Citrullus lunatus) Genotipik Farklılıklarının Belirlenmesi, V. Bahçe Bitkileri Kongresi 4-7 Eylül, Erzurum. Yasar, F., Kusvuran, S., Ellialtioglu, S., 2006. Determination of anti oxidant activities in some melon (Cucumis melo L.) varieties and cultivars under salt stress. J. Hort. Sci. and Biotech., 81, (4) 627–630. Yasar, F., S. Ellialtioglu, K. Yildiz, 2008a, Effect of Salt Stress on Antioxidant Defense Systems, Lipid Peroxidation, and Chlorophyll Content in Green Bean, Russian Journal of Plant Physiology, 2008, Vol. 55, No. 6, pp. 782–786.