Changes in photosynthetic pigments, anthocyanin content and antioxidant enzyme activities of maize (zea mays l.) seedlings under high temperature stress conditions
Yükleniyor...
Tarih
2017
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
This study was performed in order to determine the effects of gradually increasing temperatures on maize, which belongs to the C4 plant group. 20 day old seedlings were exposed to increasing heat stress (25/20, 30/25, 35/30, 40/35, 45/40°C at 16/8 photoperiods) for 5 days. The first temperature treatment (25/20°C) was used as control. Stress injury was measured in terms of malondialdehyde (MDA), hydrogen peroxide (H2O2), chlorophyll (a and b), carotenoid and anthocyanin contents and maximum quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm). MDA and H2O2 levels were found to significantly increase at high temperatures (35, 40, 45°C). Chlorophyll content was observed to be highest at 35°C and a decrease was determined at 40 and 45°C. Fv/Fm was found to decrease at 40 and 45°C. Carotenoid and anthocyanin contents dramatically increased under high temperature stress. In addition, significant increases were determined in the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) under high temperature (45°C), while peroxidase (POX) and glutathione S-transferase (GST) activities showed no change. Treatments above 35°C triggered high temperature stress in maize seedlings. The results of this study showed that temperatures above 35°C lead to stress effects on photosynthesis and induced enzymatic and non-enzymatic antioxidant activity in maize seedlings.
Bu çalışmada, C4 tipi fotosentez yapan mısır bitkisinde giderek artan sıcaklığın etkilerinin çalışılması amaçlanmıştır. 20 günlük fideler 5 gün boyunca giderek artan (25/20, 30/25, 35/30, 40/35, 45/40°C 16/8 fotoperiyot) sıcaklık stresine maruz bırakılmıştır. Uygulanan ilk sıcaklık (25/20°C) kontrol grubu olarak kullanılmıştır. Stress hasarı, malondialdehit (MDA), hidrojen peroksit (H2O2), klorofil (a ve b), karotenoid ve antosiyanin içeriği ve fotosistem II’nin maksimum kuantum verimi (Fv/Fm) ile belirlenmiştir. MDA ve H2O2 seviyelerinin yüksek sıcaklıkta (35, 40, 45°C) önemli ölçüde arttığı bulunmuştur. Klorofil içeriğinin 35°C'de en yüksek olduğu gözlenmiştir ancak 35°C sıcaklık ile karşılaştırıldığında 40 ve 45°C uygulanan sıcaklıklarda klorofil içeriğinde azalma belirlenmiştir. Fv/Fm 40 ve 45°C sıcaklık uygulamasında düşüş göstermektedir. Karotenoid ve antosiyanin içeriği yüksek sıcaklık stresi altında önemli ölçüde artmaktadır. Ayrıca, yüksek sıcaklık da (45°C) superoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon reduktaz (GR) enzim aktiviteleri belirgin bir şekilde artış gösterirken, peroksidaz (POX) ve glutatyon-S-transferaz (GST) enzim aktivitesinde değişiklik gözlenmemiştir. Mısır fidelerinde 35°C’nin üzerinde bir sıcaklık uygulanması yüksek sıcaklık stresine neden olmaktadır. Bu çalışmanın sonucunda, mısır fidelerinde 35°C'nin üzerindeki sıcaklıkların fotosentez üzerinde stress etkisine yol açtığı ve enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidan aktiviteyi teşvik ettiği ortaya konmuştur
Bu çalışmada, C4 tipi fotosentez yapan mısır bitkisinde giderek artan sıcaklığın etkilerinin çalışılması amaçlanmıştır. 20 günlük fideler 5 gün boyunca giderek artan (25/20, 30/25, 35/30, 40/35, 45/40°C 16/8 fotoperiyot) sıcaklık stresine maruz bırakılmıştır. Uygulanan ilk sıcaklık (25/20°C) kontrol grubu olarak kullanılmıştır. Stress hasarı, malondialdehit (MDA), hidrojen peroksit (H2O2), klorofil (a ve b), karotenoid ve antosiyanin içeriği ve fotosistem II’nin maksimum kuantum verimi (Fv/Fm) ile belirlenmiştir. MDA ve H2O2 seviyelerinin yüksek sıcaklıkta (35, 40, 45°C) önemli ölçüde arttığı bulunmuştur. Klorofil içeriğinin 35°C'de en yüksek olduğu gözlenmiştir ancak 35°C sıcaklık ile karşılaştırıldığında 40 ve 45°C uygulanan sıcaklıklarda klorofil içeriğinde azalma belirlenmiştir. Fv/Fm 40 ve 45°C sıcaklık uygulamasında düşüş göstermektedir. Karotenoid ve antosiyanin içeriği yüksek sıcaklık stresi altında önemli ölçüde artmaktadır. Ayrıca, yüksek sıcaklık da (45°C) superoksit dismutaz (SOD), katalaz (CAT), askorbat peroksidaz (APX) ve glutatyon reduktaz (GR) enzim aktiviteleri belirgin bir şekilde artış gösterirken, peroksidaz (POX) ve glutatyon-S-transferaz (GST) enzim aktivitesinde değişiklik gözlenmemiştir. Mısır fidelerinde 35°C’nin üzerinde bir sıcaklık uygulanması yüksek sıcaklık stresine neden olmaktadır. Bu çalışmanın sonucunda, mısır fidelerinde 35°C'nin üzerindeki sıcaklıkların fotosentez üzerinde stress etkisine yol açtığı ve enzimatik ve enzimatik olmayan antioksidan aktiviteyi teşvik ettiği ortaya konmuştur
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Anthocyanin, Antioxidant Enzymes, Heat Stress, Maize, Antioksidan Enzimlar, Antosiyanin, Mısır, Sıcaklık Stresi
Kaynak
Trakya University Journal of Natural Sciences
WoS Q Değeri
Scopus Q Değeri
Cilt
18
Sayı
2
Künye
Yüzbaşıoğlu, E , Dalyan, E , Akpınar, I . (2017). Changes in photosynthetic pigments, anthocyanin content and antioxidant enzyme activities of maize (zea mays l.) seedlings under high temperature stress conditions. Trakya University Journal of Natural Sciences , 18 (2) , 97-104 . Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/trkjnat/issue/32955/289527
