ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BUĞDAY FİDELERİNİN BOR TOKSİSİTESİNE TOLERANSINDA ÇÖZÜNÜR KARBONHİDRAT VE SERBEST PROLİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BUĞDAY FİDELERİNİN BOR TOKSİSİTESİNE TOLERANSINDA ÇÖZÜNÜR KARBONHİDRAT VE SERBEST PROLİN DEĞİŞİMLERİNİN İNCELENMESİ Aylin BAŞALP BİYOLOJİ ANABİLİM DALI ANKARA 2005 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Yüksek Lisans Tezi BUĞDAY FİDELERİNİN BOR TOKSİSİTESİNE TOLERANSINDA ÇÖZÜNÜR KARBONHİDRAT VE SERBEST PROLİN DEĞİŞİMLERİNİN İNCELENMESİ Aylin BAŞALP Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Işıl ÖNCEL Bu çalışmada sera koşullarında 0, 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/kg bor konsantrasyonlarında bor toksisitesine toleranslı olan Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) ve duyarlı olan Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinin bor toksisitesine karşı ortaya çıkan semptomları, semptomların ortaya çıkış zamanı ve şiddeti üzerine olan etkileri ile fide boyu, % kuru madde miktarı, bor miktarı, oransal su içeriği, serbest prolin ve çözünür karbonhidrat miktarları incelenmiştir. Bor toksisitesinde semptomların ortaya çıkış zamanı ve şiddeti Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinde Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) fidelerinden daha erken ve daha şiddetli meydana gelmiştir. Triticum aestivum L. (cv Kıraç 66) ve Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinde uygulanan bor konsantrasyonlarının artışına bağlı olarak fide boyu azalırken bor miktarı artmış,% kuru madde ve oransal su içeriğinde ise önemli bir değişikliğe rastlanmamıştır. Serbest prolin miktarı Triticum aestivum L. (cv Kıraç 66) fidelerinde ve Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinde artmıştır. Glukoz miktarı Triticum aestivum L. (cv Kıraç 66) fidelerinde 10, 30, 50 mg/kg B konsantrasyonlarında artmış, Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinde 20 mg/kg B konsantrasyonlarında artmış 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarında azalmıştır. Fruktoz miktarı Triticum aestivum L. (cv Kıraç 66) fidelerinde 10, 20, 30, 40 mg/kg B konsantrasyonlarında artmış, Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinde 20 mg/kg B konsantrasyonunda artmıştır. Sonuçlar, uygulanan B konsantrasyonlarında bitkide serbest prolin ve çözünür karbonhidrat miktarında meydana gelen değişimlerin tolerans mekanizması ile ilişkili olabileceğini göstermektedir. 2005, 67 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Bor toksisitesi, çözünür karbonhidrat, prolin, buğday i

3 ABSTRACT Masters Thesis EXAMINATION OF SOLUBLE CARBOHYDRATE AND FREE PROLINE ON TOLERANCE OF BORON TOXICITY IN WHEAT SEEDLINGS Aylin BAŞALP Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Biyology Supervisor: Prof. Dr. Işıl ÖNCEL In this study, symptoms to boron toxicity of Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) seedlings that are tolerant and Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) seedligs that are sensitive effects of symptoms on their appearance time and their intensity, seedling length, amount of percent dry matter, boron amount, relative water content, free proline and soluble carbohydrate amounts were investigate in greenhouse condition at 0, 10, 20, 30, 40 and 50 mg/kg boron concentrations. Apperance time of boron toxicity occurs previously and intensity of symptoms are more severe in Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) seedlings than Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) seedlings. With respect to increase of boron concentration applied on Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) and Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) seedling length while boron amount is increased, amount of percent dry matter and relative water content is not changed significantly. Free proline amount is increase in Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) and Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) seedlings. Glucose amount is increase in Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) seedlings at 10, 30, 50 mg/kg boron concentrations, increased in Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) seedlings at 20 mg/kg boron concentrations and then is decreased 40 and 50 mg/kg boron concentrations. Fructose amount is increase in Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) seedlings at 10, 20, 30, 40 mg/kg boron concentrations and increase in Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) seedlings at 20 mg/kg boron concentrations. Results show that change of free proline and soluble carbohydrate amounts of plant could be relate with tolerance mechanism at applied boron concentrations. 2005, 67 pages Key Words :Boron toxicity, soluble carbohydrate, proline, wheat ii

4 TEŞEKKÜR Bilgi birikimi, titiz çalışma prensibiyle bilimsel bir çalışmanın nasıl olması gerektiği konusunda beni yönlendiren, danışman hocam, Sayın Prof. Dr. Işıl ÖNCEL (Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi) e, Sera ve laboratuvarda çalışma imkanı sağlayan, çalışmam boyunca verdiği değerli bilgilerle hoşgörüsü için Sayın Prof. Dr. Rıfat YALÇIN (Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi) a, Çalışmamın her aşamasında yardım ve desteklerini esirgemeyen (Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi) Toprak Bölümü asistanları, Sayın Arş. Gör. Yakup ÇIKILI,, Sayın Arş. Gör. Figen ERASLAN, Sayın Arş. Gör. Nuray ÇİÇEK ve Sayın Arş. Gör. Esra GÜNERİ ne, Laboratuvar çalışmalarımın tamamlanmasında büyük emekleri olan Sayın Arş. Gör. Nuray ERGÜN (Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi) ve Yüksek Lisans öğrencisi Ceren MEMİŞ (Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi) e Büyük fedakarlıklarla bugünlere gelmemi sağlayan babam Ayhan BAŞALP e, sabır ve anlayışı ile yanımda olan annem Zuhal BAŞALP e, sera çalışmalarım için gerekli düzenin hazırlanmasında gösterdiği çabadan dolayı kardeşim Akın BAŞALP e, Aylin BAŞALP Ankara, 2005 Sonsuz Teşekkürler... iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... İ ABSTRACT... İİ TEŞEKKÜR... İİİ İÇİNDEKİLER... İV SİMGELER DİZİNİ... Vİİ ŞEKİLLER DİZİNİ... Vİİİ ÇİZELGELER DİZİNİ... İX 1. Giriş Kuramsal Temeller Bor Prolin Amino asidi Çözünür Karbonhidratlar MATERYAL VE YÖNTEMLER Materyal Fidelerin yetiştirilmesi Yöntemler Toprağın Fiziksel ve Kimyasal Analiz Yöntemleri Nem tayini Tarla kapasitesi tayini Mikroelement tayini Toprakta B tayini Toprakta azot tayini Yarayışlı fosfor tayini Alınabilir potasyum tayini Elektriksel iletkenlik tayini Toprak ph sının tayini Bitki Analiz Yöntemleri Kuru madde tayini Bitki B tayini Oransal su içeriği (OSİ) tayini Serbest Prolin Tayini Çözünür Karbonhidrat Tayini İstatistiksel Analizler ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Farklı B Konsantrasyonlarının Bitki ve Yaprak Gelişimi Üzerine Etkisi B toksisitesi semptomları üzerine genel gözlemler B un yapraklarda oluşturduğu toksik etkinin yaprak yaşına olan etkisi B toksisitesinin fide boyuna etkisi B toksisitesinin % kuru madde miktarına etkisi B toksisitesinin B miktarına etkisi iv

6 B toksisitesinin oransal su içeriğine etkisi B toksisitesinin serbest prolin miktarına etkisi B toksisitesinin çözünür karbonhidrat miktarına etkisi B toksisitesinin glukoz miktarına etkisi B toksisitesinin fruktoz miktarına etkisi Tartışma SONUÇ KAYNAKLAR EK 1. Toprakta verimlilik analiz sonuçlarının değerlendirilmesinde kullanılan standart değerler EK 2. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fide boylarına ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 3. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin % kuru madde miktarına ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 4. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin B miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 5. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin oransal su içeriği ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 6. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin serbest prolin miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 7. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin glukoz miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 8. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin fruktoz miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması EK 9. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin ortalama fide boyu ile ilgili varyans analizi sonuçları EK 10. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin ortalama % kuru ağırlık ile ilgili varyans analizi sonuçları v

7 EK 11. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin B miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları EK 12. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin Oransal su içeriği ile ilgili varyans analizi sonuçları EK 13. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin Serbest prolin miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları EK 14. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin glukoz miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları EK 15. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin fruktoz miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları EK 16. Farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen B toksisitesine karşı dayanıklı ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) buğday fidelerinden rasgele seçilen örnekler EK 17. Farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen B toksisitesine karşı duyarlı makarnalık (Triticum durum Desf. Cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinden rasgele seçilen örnekler ÖZGEÇMİŞ vi

8 SİMGELER DİZİNİ ABA Absisik asit ASS Atomik absorbsiyon spektrofotometresi B Bor - B(OH) 4 Borat anyonu C Celcius Cd Kadmiyum Cu Bakır EC Elektro kondüktivimetre FAO Dünya tarım örgütü Fe Demir H Hidrojen H 3 BO 3 Borik asit K Potasyum KA Kuru ağırlık Mn Mangan N Azot NH 4 Amonyum iyonu NH 4 NO 3 Amonyum nitrat OSİ Oransal su içeriği P Fosfor P5CS D1-pirolin-5-karboksilat sintaz Pb Kurşun TA Taze ağırlık TARM Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü TK Tarla kapasitesi TuA Turgorlu ağırlık UV Ultraviyole UV-VIS Görülebilir ultraviyole Zn Çinko vii

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 4.1. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fide boylarının konsantrasyona bağlı olarak değişimi (n=10)...25 Şekil 4.2. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki % kuru madde miktarının değişimi (n=10)...26 Şekil 4.3. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki B miktarının değişimi (n=3)...27 Şekil 4.4. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki oransal su içeriklerinin değişimi (n=3)...28 Şekil 4.5. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki serbest prolin miktarının değişimi (n=3)...30 Şekil 4.6. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki glukoz miktarının değişimi (n=3)...32 Şekil 4.7. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki fruktoz miktarının değişimi (n=3)...34 viii

10 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1. Denemede kullanılan toprağın bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri...15 ix

11 1. Giriş Çevre koşullarının (sıcak, soğuk, kurak, tuzluluk gibi) yanı sıra topraktaki elementlerin bileşimi ve miktarları bitkilerde büyüme ve verimi etkileyen faktörler olarak bilinmektedir (Yücel vd 2003). Bitkilerin normal gelişebilmeleri için mutlak gerekli besin elementlerinden birisi olan bor (B) un toksik seviyeleri, dünyanın birçok yerinde bitki yetiştiriciliğini sınırlayan önemli bir problemdir (Chauhan ve Power 1978, Severson ve Gouch 1983, Cartwright vd 1984). Kurak ve yarı kurak iklim bölge topraklarının fazla B içermesi, bu bölgelerde yetiştirilen kültür bitkilerinde ve özellikle tahıllarda B toksisitesinin çok yaygın olan bir beslenme problemi olmasına yol açmaktadır. Güney Avustralya da yaygın tahıl üretiminin yapıldığı topraklarda doğal olarak bulunan B un tahıllarda B toksisitesine yol açtığı ve ayrıca söz konusu bölgelerde yetiştirilen buğday, yulaf, tarla bezelyesi ve mera bitki türlerinde önemli verim düşüşlerine neden olduğu kaydedilmiştir (Cartwright vd 1984, 1986, Khan vd 1985). Ülkemizde atık sularla kirlenmiş akarsuların sulama amaçlı kullanılmaları sonucu yaygın olarak bazı yöre topraklarımızda B kirliliği ve bu yörelerde yetiştirilen bitkilerde B zehirlenmesi sorunları ile karşılaşılmaktadır (Eraydın 2000). Türkiye de özellikle Batı Anadolu Bölgesi nin Dünyadaki B rezervlerinin %61 ine sahip olduğu ve bölgede B toksisitesinin su kaynaklarını ve tarım alanlarını etkileyen önemli bir problem olduğu bilinmektedir (Nebiler vd 1999, Özkurt 2000). Denizlerin evaporasyonu sonucu oluşan ve deniz kökenli sedimentlerden meydana gelen topraklarda B içeriği yüksektir (Erd 1980). Özellikle tuz birikiminin olduğu topraklarda da B toksisitesinin yaygın olduğu bildirilmiştir (Katyal ve Viek 1985). 1

12 Topraklarda sıcak su ile ekstrakte edilebilir B düzeyinin 0.8 mg/kg ı aşması halinde fitotoksisite görülmektedir (Silanpaa 1990). Toprakta bitkilerce alınabilir B miktarı 1 ppm den düşük ise B noksanlığı, 5 ppm den yüksek ise B fazlalığı söz konusu olabilmektedir. Bu sebeple B gübrelemesi yaparken toksik etki ortaya çıkma olasılığı yüksektir (Reisenauer vd 1973). B toksisitesi topraklarda doğal olarak oluşabildiği gibi, özellikle yüksek B içeren suların (Nable vd. 1997), ya da kompost gübrelerin kullanılması sonucunda veya bileşiminde mg/kg düzeyinde B bulunan linyit kömürü kullanılan termik santrallerin civarında yetiştiricilik yapılması durumunda yaygın olarak ortaya çıkabilmektedir (Bergmann 1992, Marschner 1995, Güneş vd. 2002). Doğanın ender elementlerinden biri olan B, toprakta genellikle zor çözünen mineraller şeklinde bulunur. Bu minerallerin ayrışmasıyla serbest hale dönüşen B un küçük bir kısmı toprak çözeltisine geçer veya absorbsiyon kompleksleri tarafından tutulur, önemli bir kısmı ise sekonder B minerallerine dönüşür (Özbek 1973). Toprakta çözünebilir özellikte olan B, bitkiler tarafından alınmakta ve bu da genellikle toplam B un %10 nu oluşturmaktadır (Güneş vd 2002). Yer kabuğundaki toplam B konsantrasyonu 50 mg/kg civarındadır (Aubert ve Pinta 1977). Konsantrasyon, ana kayanın çeşidine göre farklılık göstermekle beraber mg/kg arasında değişmektedir (Power ve Woods 1997). Bitkilerde B un noksanlık ve toksik etkilerinin gözlendiği miktarlar arasındaki sınırın çok dar olduğu bilinmektedir. Bu bakımdan B noksanlığı ve B toksisitesi bitkilerde diğer besin elementlerine göre daha yaygın olarak görülmektedir. Bunun yanı sıra bitki türleri B un farklı miktarlarına ihtiyaç duyduğu gibi B un toksik seviyeleri de bitki türleri arasında farklılık göstermektedir (Kacar 1984). 2

13 Suda çözünür B konsantrasyonu 10mg/kg gibi çok yüksek olan organik bir toprakta yetiştirilen tatlı mısır bitkisinde herhangi bir B toksisitesi semptomu gözlenmezken, aynı düzeyde B içeren mineral topraklarda yetiştirilen bitkilerde, özellikle tahıllarda şiddetli B toksisitesinin ortaya çıktığı bildirilmiştir (Gupta 1979). Tahıl türlerinin ve çeşitlerinin B toksisitesinden etkilenmelerinin nedeni, tahılların özellikle buğday ve arpanın topraktaki ve dokularındaki B un fazlalığına diğer bitki türleriyle karşılaştırılmayacak kadar büyük bir duyarlılık göstermesine bağlanmaktadır. Bitkilerin büyük bir bölümünde B toksisite zararı dokularda mg/kg B düzeyinde ortaya çıkarken, buğday ve arpada ise 50 mg/kg B düzeyinde görülebilmektedir (Gupta vd 1985, Bergmann 1992). B toksisitesine direnç gösteren buğday çeşitleri, 150 mg B kg uygulanan bir toprakta yetiştirildiklerinde üründe önemli bir azalma göstermeksizin gelişebilirken, aynı B uygulamasında B toksisitesine duyarlı olan çeşitlerin çok şiddetli B toksisitesi semptomlarına sahip oldukları ve önemli verim kayıpları gösterdikleri ve hatta duyarlı çeşitlerin 25 mg/kg B uygulamasında dahi verim azalması gösterdikleri belirlenmiştir (Paull vd 1988b). B toksisitesi probleminin olduğu topraklarda bitki türleri ve aynı türün çeşitleri arasında ortaya çıkan farklı adaptasyonların nedeni, bitkilerin B toksisitesine karşı hem morfolojik hem de fizyolojik anlamda değişik adaptasyon mekanizmaları geliştirmiş olmalarından kaynaklanmaktadır (Nable 1991). Söz konusu adaptasyon mekanizmalarından birinin B toksisitesine dayanıklı çeşidin duyarlı olan çeşide göre yeşil aksamında daha az B bulundurma yeteneği ile ilgili olduğu ileri sürülmektedir (Nable vd 1997). Ayrıca, B a toleransla ilgili olarak bir başka ve güçlü mekanizmanın da B un hücresel, dokusal ve organel düzeyinde farklı miktarlarda biriktirilmiş olabilmesidir (Nable vd 1997). 3

14 B un birçok bitki çeşidinde yapısal, fizyolojik ve biyokimyasal olaylarda yer aldığı bildirilmiştir (Shelp 1993, Marshner 1995). B un bitkide çiçek açma, polen çimlenmesi, hücre bölünmesi, azot ve karbonhidrat metabolizması, hormon hareketi ve etkinliği, meyve olgunlaşması, bitki-su ilişkisi üzerinde etkili olduğu, hücre yapısına katıldığı, iletim dokularının korunması ve diğer elementler üzerinde düzenleyici rol oynadığı açıklanmıştır (Beyce 1977, Özkara 1991). Oksin metabolizmasında, nükleik asit sentezinde, proteinlerde ve muhtemelen fosfat kullanımında gereklidir (Adriano 1986). Karbonhidrat metabolizmasına, polifenolik bileşikler gibi hücre çeperi bileşenlerinin sentezine karışmaktadır (Priece vd 1972, Jackson ve Chapman 1975, Adriano 1986). Çakmak vd (1995), ayçiçeği bitkisi ile yaptıkları çalışmada B un plazma membranları üzerinde özel bir rolü olduğunu ve membran elemanlarını fenolik bileşiklerle kompleks oluşturarak koruduklarını belirtmişlerdir. Kök büyümesinde (Wildes ve Neales 1969, Adriano 1986), tohumun uyku halinin düzenlenmesinde (Creswell ve Nelson 1972, Adriano 1986), pektin sentezinde, ATP nin yeniden sentezlenmesinde (Adriano 1986) gereklidir. Ayrıca son zamanlarda, B un askorbat metabolizmasında (Lukaszevski ve Blevins 1996) yer aldığı ve oksijen aktivasyonunu indüklediği de (Marscher 1995) bildirilmiştir. B, bitkilerde B-şeker kompleksi oluşturarak şekerlerin kısa ve uzun mesafede taşınımında önemli rol oynamaktadır (Dugger 1983). B, yaprakların şeker alınımını arttırmasına rağmen yapraktan fotosentez ürünlerinin taşınımını etkilememekte (Weiser vd 1964) ya da kalburlu borularda kallus oluşturarak bu taşınımı engelleyebilmektedir (Venter ve Currier 1977). B toksisitesinin buğdayda kök ve yeşil aksam büyümesini engelleyen bir mikroelement olduğu çeşitli çalışmalarla gösterilmiştir (Paull vd 1988a, Paull vd 1990, Huang ve Graham 1990). B toksisitesinin neden olduğu verim azalmaları sera koşullarında yürütülen saksı denemelerinde saptanmıştır. Orta Anadolu bölgesinde B toksisitesinin görüldüğü topraklarla yapılan sera denemesinde toprağa farklı düzeylerde ilave edilen B un arpada 4

15 neden olduğu verim kayıplarının çeşitlere bağlı olarak %35-57 arasında değiştiği gösterilmiştir (Alkan vd 1995). B toksisitesinin, fotosentez aktivitesinin olumsuz yönde etkilenmesine neden olduğu bilinmektedir (Vermaas 1995). Yüksek oranda B içeren kanal suyu ile sulanan portakal bitkilerinin (Citrus sinensis L. Osbeck) yapraklarında %50 düzeyinde klorofil kaybı ve yüksek oranda klorofil a/b ve karetenoid/klorofil kaybı olduğu saptanmıştır (Keleş vd 2004). Bor toksisitesi altındaki dayanıklı ve duyarlı buğday ve arpa çeşitlerinde fotosistem II aktivitesinin %43-%95 oranında azaldığı saptanmıştır. Dayanıklı çeşitlerde oluşan azalmanın duyarlı çeşitlere göre daha az olduğu bulunmuştur (Yücel vd 2003). Buğdayın gelişme ve olgunlaşma dönemlerinde kök ve gövdedeki şekerlerin miktarının; enzim aktivitesi, hormonlar ve çevre koşullarına bağlı olarak değiştiğini gösteren bir çok çalışma yapılmıştır ( Judel ve Mengel 1982, Collins vd 1990). Büyüme ve gelişmenin hızlı olduğu dönemlerde karbonhidrat düzeyi azalmakta, uygun olmayan çevre koşullarında özellikle çözünür şekerlerin miktarı artmaktadır (Lewitt 1956). Kuru hava stresinin, köklerde absisik asit (ABA) düzeyini ve çözünür şekerlerin miktarını arttırdığı belirtilmiştir ( Cammue vd 1989). Su eksikliğine maruz kalan bitkilerde çözünür karbonhidratların biriktiği Lolium perenne de (Thomas 1990), Actinidia deliciosa da (Milone vd 1999), Glicine max da (Meyer ve Boyer 1981) ve Medicago sativa da (Irigojen vd 1992) ifade edilmiştir. Kadmiyum, nikel, bakır, çinko, kobalt ve kurşun gibi ağır metallerin farklı konsantrasyonlarının uygulandığı buğday fidelerinde glukoz+sakkaroz ve fruktoz+sakkaroz mikrarlarında artış tespit edilmiştir (Eroğlu 1996). 5

16 Yüksek oranda B içeren kanal suyu ile sulanan portakal (Citrus sinensis L. Osbeck) bitkilerinin yapraklarında çözünür protein ve çözünür karbonhidrat miktarlarınınn arttığı serbest prolin miktarının ise azaldığı tespit edilmiştir (Keleş vd 2004). Baykal (2004), 60 mg/kg B uygulanan Triticum aestivum L. (cv. Kıraç 66) fidelerinde çözünür protein miktarının arttığını, 45 ve 75 mg/kg B uygulanan Triticum durum Desf (cv. Kunduru 1149) fidelerinde ise azaldığını bulmuştur. Toksik B konsantrasyonunda yetiştirilen iki Hordeum vulgare L. (arpa) çeşidinde total protein miktarının arttığı ve artan protein içeriğinde B toksisitesi ile ilişkili olan bazı yeni proteinlerin varlığı saptanmıştır (Mahboobi vd 2000). B toksisitesine karşı toleranslı olan ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve duyarlı olduğu bilinen makarnalık (Triticum durum Desf cv. Kunduru 1149) buğday (Kalaycı vd 1998) fidelerine uygulanan farklı B konsatrasyonlarında çözünür fenolik miktarının ekmeklik çeşitte 15 mg/kg B konsantrasyonunda arttığı, makarnalık çeşitte ise 30 mg/kg B konsantrasyonunda azaldığı, 60 mg/kg B konsantrasyonunda ise arttığı saptanmıştır (Baykal 2004). Tuzluluk, kuraklık, (Barnett ve Naylor1966, Stewart ve Lee, 1974, Chu vd 1976, Stewart vd 1977, Stewart 1978, Aspinall ve Paleg 1981, Hanson ve Hitz 1982, Öncel 1988), ağır metal (Ergün 2005), düşük ve yüksek sıcaklık (Bhattacharjee ve Mukherjee 1996) gibi çeşitli çevre faktörlerinin neden olduğu dehidrasyon stresine karşı bitkilerde prolin amino asidinin biriktiği bilinmektedir. Prolin birikimi düşük sıcaklık, yetersiz besin, ağır metallere maruz kalma ve yüksek asitlik gibi çevresel streslere karşı bir adaptasyon belirtisidir. Bitki vakuolü stres boyunca prolinin taşınmasında ve birikmesinde önemli rol oynamaktadır (Yashu vd 1977). 6

17 Kurşun, çinko ve kadmiyum ağır metallerinin uygulandığı buğday fidelerinde çözünür karbonhidrat, serbest prolin ve çözünür fenolik miktarının arttığı bulunmuştur (Ergün 2005). B toksisitesi altındaki dayanıklı ve duyarlı buğday çeşitlerinde prolin miktarının hem kök hem de yaprak dokularında %30-%60 oranında arttığı, dayanıklı ve duyarlı arpa çeşitlerinde ise kontrole göre azaldığı saptanmıştır (Yücel vd 2003). İki makarnalık buğday çeşidi (Çakmak ve Kunduru) ve üç ekmeklik buğday çeşidi (Atay, Bolal, Tosun) 10 gün süre ile normal koşullarda büyütülmüş, bu süreyi 5 günlük 10 mm borik asit uygulaması izlemiştir. Bu sürenin sonunda buğday çeşitlerinde prolin miktarının kök ve gövde dokularında arttığı saptanmıştır (Selçuk 1999). B toksisitesine duyarlı (Hamidiye) ve dayanıklı (Anadolu) arpa çeşitlerine borik asit uygulanması, prolin içeriklerinde belirgin bir değişim meydana getirmemiştir (Karabal vd 2003). Bor toksisitesi bitkisel üretimi sınırlandıran ve önemli oranda ürün kayıplarına neden olan bir beslenme problemidir. Bu durumda olumsuz toprak koşullarına toleransı yüksek bitki çeşitlerini seçmek veya bitki besin maddeleri arasında mevcut olan interaksiyonlardan yararlanarak bu sorunun üstesinden gelmek mümkündür (Güneş ve Soy 2003). Literatürde, bitkilerde toksik konsantrasyonlarda bulunan B ile serbest prolin ve çözünür karbonhidrat arasındaki ilişki ile ilgili çalışma sayısının çok sınırlı olduğu göz önüne alınarak, bu çalışmada, B toksisitesine karşı toleranslı olan ekmeklik buğday (Triticum aestivum L. cv.kıraç 66) ve duyarlı olan makarnalık buğday (Triticum durum Desf.cv. Kunduru 1149) fidelerinde B elementinin toksik düzeylerinin bitki boyu, % kuru madde miktarı ve oransal su içeriği gibi fizyolojik parametrelerle, serbest prolin ve çözünür karbonhidrat miktarları gibi biyokimyasal parametrelerle belirlenmesi 7

18 amaçlanmıştır. Farklı B konsantrasyonlarının uygulanmasıyla meydana gelen toksik etkiye buğday fidelerinin tepkisi, belirtilen fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerle değerlendirilmeye çalışılmıştır. 8

19 2. Kuramsal Temeller 2.1. Bor Bor (B) atom numarası 5, atom ağırlığı 10,82 olan bir elementtir. Çok sert, siyahımsı kahverengi, amorf bir tozdur; 2000 C nin üzerinde erir (Boşgelmez vd 2001). Yeryüzünde oksijen bileşikleri şeklinde bulunur ve daha çok Ca ve Na boratları halindedir. En sık bulunan bor bileşiği, borit ya da borik oksit ile beraber borakstır. Kernit, kolemanit, uleksit, turmalin ve oksinit önemli B kaynakları olan minerallerdir. Bor, 150 den fazla mineralde bulunmaktadır (Adriano 1986). Yerkabuğundaki ortalama konsantrasyonu 10 ppm civarında ve bolluk açısından elementler arasında 37. sıradadır (Krauskopf 1972). Bazı deniz kökenli tortul kayalarda 500 ppm ve daha yukarı olabilir (Aubert ve Pinta 1977). Bitkiler için yararlı olan B, toprak çözeltisinde çözünebilen B olmaktadır. Bu miktar da toplam toprak B unun %10 u değerindedir. Topraklarda B, 4 değişik ana formda bulunmaktadır. Bunlar, 1) Kayaçlar ve mineraller şeklinde, 2) Killerin yüzeylerinde adsorbe edilmiş şekilde, 3) Organik maddeye bağlanmış olarak, - 4) Toprak çözeltisinde bağımsız iyonize olmamış Borik asit (H 3 BO 3 ) ve B(OH) 4 iyonları şeklindedir (Kacar ve Katkat 1999). Bor mineralleri ve ürünlerinin kullanıldığı alanlar: * Cam sanayii * Seramik sanayi 9

20 * Temizleme ve beyazlatma sanayi * Tıp alanında; MGR (Manyetik Rezonans Görüntüleme cihazlarında), beyin kanseri tedavisinde,alerjik hastalıklarda, psikiyatride, kemik gelişiminde. * Mumyalamada * İletişimde; cep telefonlarının ve mobil iletişim araçlarının geliştirilmesinde. * Pigment ve kurutucu olarak * Elektronik ve bilgisayar sanayi vb alanlarda B kullanılabilmektedir (TMMOB 2001). Besin maddeleri arasında bitki besleme açısından rolü en az anlaşılan element B dur. B enzim bileşeni olmadığı gibi enzim aktivitesini doğrudan etkilediği hususunda bulgularda mevcut değildir. B un a)şeker taşınımı b)metabolizması c)ligninleşme d)hücre duvarı strüktürü e)karbonhidrat metabolizması f)rna metabolizması g)solunum h)iaa metabolizması ı)fenol metabolizması i)membranlar gibi bir çok metabolik olayda rol aldığı ileri sürülmektedir. Bu durum a)b un birçok olayı kontrol ettiğini b)fitohormonlarda olduğu bilinen kademeli etkiye sahip olduğunu ifade etmektedir (Parr ve Lougman 1983). B un bitkiler tarafından pasif absorpsiyon yoluyla ve iyonlaşmamış borik asit şeklinde - alındığı kabul edilmektedir. Ancak B un, azda olsa aktif olarak B(OH) 4 iyonları şeklinde de alındığı belirtilmiştir (Hu ve Brown 1997). Bu nedenle, B un bitkiler tarafından aktif ve pasif alınma durumuyla ilgili tartışmalar günümüzde de devam etmektedir. Köklerden pasif alımında, transpirasyona bağlı olarak alınan bor, ksilem iletim boruları içerisinde bitkinin tepe noktalarına doğru taşınmaktadır. Bu durumda B un alınması ve iletim borularında taşınması bitkinin transpirasyona bağlı su alınımı ile yakından ilişkilidir (Hu ve Brown 1997). 10

21 Bitki organlarında hareketi sınırlı olan B, genelde immobil olarak değerlendirilir (Kacar ve Katkat 1999). Bitkide transpirasyonla buhar halinde su kaybı sürdükçe, B da üst kısımlara doğru taşınmakta ve bitkinin tepe organlarında immobiliteden dolayı birikmektedir. Transpirasyona bağlı olarak yukarı doğru taşınan B un bitki yapraklarında yaprak ucu > yaprak ayası ortası > yaprak sapı şeklinde biriktiği, yaprakta B un yol açacağı toksik etkileri gidermek için yapraklardan su damlacıkları (gutasyon) şeklinde dışarıya atıldığı bildirilmiştir (Oertli ve Roth 1969). B fazlalığı bitkilerde ilk önce morfolojik değişikliklere neden olur. Özellikle yaprakların uç ve kenarlarında nekrotik belirtiler ortaya çıkar. Yaprakların yanmış bir görüntüsü oluşur. Bunun sonucu olarak kuru ve yapraksız dallar oluşur (Dikmelik ve Püskülcü 1990). B toksisitesi B immobil türlerde [ Pyrus malus (elma) ] yaşlı yaprak kenarlarında başlarken, B mobil türlerde [ Amygdadus orientalis (badem), Pinus ve Prunus cinsi meyve ağaçları] sürgünlerin uçtan başlayarak köke doğru ölmesi şeklinde görülmektedir (Brown ve Shelp 1997). Yüksek bitkilerde büyüme için gerekli olan optimal B konsantrasyonundaki aralığın çok sınırlı olduğu bulunmuştur (Wilcox 1960). Bitkilerde mevcut B seviyelerinin optimal değerinin çok az da olsa üzerinde olması, pek çok bitki türü için toksik olabilmektedir ( Mengel ve Kirkby 1978). 11

22 2.2. Prolin Amino asidi Prolin, bitki stres fizyolojisi içerisinde daha çok tuzluluk, kuraklık, yüksek sıcaklık ve su stresi şartları altında çalışılmış önemli bir stres metabolitidir. Prolinin bu stres şartları altında koruyucu bir mekanizma olarak arttığı ve prolin birikiminin strese toleranslı bitki seçiminde bir kriter olarak kullanılabileceği bir çok araştırıcı tarafından rapor edilmiştir (Hanson vd 1977, Cavaliari ve Huang 1979, Sing ve Rai 1981, Bal vd 1984). Prolin artışı içsel iyon konsantrasyonundaki prolin sentezinde ve oksidasyonundaki enzimlerin aktivitelerini arttırmakta ya da inhibe etmektedir (Mukherje 1974, Palfi vd 1976). Sitoplazmada biriken prolinin, vakuolar katyonları osmotik olarak dengelediği, proteinlerle birleşerek osmotik olarak kullanılabilir ve donabilir su miktarını azaltarak koruyucu rol oynadığı bilinmektedir (Schobert ve Tshesche 1978). Yüksek bitkilerde prolin biyosentezi için glutamat veya ornitin yolu kullanılmaktadır. Glutamat dan başlayan ilk bir iki basamak P5CS proteini tarafından katalize edilmektedir. P5CS proteini tuz stresi, dehidrasyon ve ABA ile ilgili yapılan çalışmalarda bulunmuştur (Jiping ve Jian Kang 1997). Prolin in fazla üretiminin, transkripsiyon sırasında prolin biyosentetik enzimlerinin düzensizliğinden veya prolin biyosentezinin başlangıç safhalarını katalize eden P5CS proteinin geri dönüşüm inhibisyonunun mutasyonundan kaynaklanabileceği düşünülmektedir (Zhang vd 1995). 12

23 2.3. Çözünür Karbonhidratlar Karbonhidratlar ilk olarak fotosentez sırasında meydana gelen biyokimyasal bileşikler olup beslenmenin önemli bir kısmını meydana getirirler. Bunlar aynı zamanda hücre metabolizması için gerekli olan enerjinin kaynağını oluştururlar. Karbonhidratlar C.H.O ihtiva ederler ve genel formülü C n (H 2 O) n şeklinde gösterilir. Karbonhidratlar, küçük moleküllerden büyüğüne göre 3 sınıfa ayrılır: 1. Monosakkaritler veya basit şekerler. Glukoz (üzüm şekeri) ve fruktoz (meyve şekeri) vb. 2. Oligosakkaritler veya bileşik şekerler. Az sayıda (iki ile beş) basit şekerlerin birleşmesinden meydana gelen küçük polimerlerdir. Laktoz (süt şekeri) ve sakkaroz (çay şekeri) vb. 3. Polisakkaritler ve türev karbonhidratlar. Çok sayıda basit şekerin birleşmesinden meydana gelen ve monomer yapısı disakkarit olan polimerlerdir (Akman 1998). Bitki gelişmesinde en önemli iç faktörlerden biri olan depo maddelerinin başında gelen karbonhidratlar bitki hücrelerinde çözünür ya da katı halde bulunmaktadırlar. Hücre özsuyunda çözünür halde bulunan karbonhidratların en önemlileri monosakkaritlerden; glukoz (üzüm şekeri) ve fruktoz (meyve şekeri) disakkaritlerden; sakkaroz (kamış şekeri) ve maltoz (malt şekeri) dur ( Bozcuk 2001). Glukoz, bitkideki çok önemli moleküller için bir kalıptır. Hücre çeperi materyali ve nişastanın sentezinde kullanılır. Glukoz, fotosentezin esas ürünü olup, bitkiye enerji sağlanmasında önemli role sahiptir. Fruktoz da bitkideki enerji olaylarında önemli rol oynar. Glukoza dönüşmesinden dolayı glukozun katıldığı bütün metabolik yollara katılabilir. Hem fruktoz hem de glukoz olgun meyvelere tat verir (Kadıoğlu 2004). 13

24 3. MATERYAL VE YÖNTEMLER Araştırma, A.Ü.Z. F. Toprak Bölümü seralarında, biyokimyasal analizler A.Ü.F.F. Bitki Fizyolojisi Araştırma Laboratuvarı nda yapılmıştır Materyal Materyal olarak ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fideleri kullanılmıştır. Bu buğday çeşitlerine ait tohumlar Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü nden (TARM-ANKARA) temin edilmiştir Fidelerin yetiştirilmesi Fidelerin yetiştirilmesinde kullanılan topraklar, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bölümü bahçesinden alınmıştır. Topraklar saksılara konulmadan önce hava kurusu haline getirilmiştir. Toprak analizinin değerlendirilmesinde kullanılan standart değerler EK 1 de verilmiştir. 14

25 Çizelge 3.1. Denemede kullanılan toprağın bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri ph Elektriksel Nem Tarla B N P K Mikrolement konsantrasyonu iletkenlik (%) kapasitesi (mg/kg) (%) (ppm) (me 100 (ppm) (%) kg) Zn Mn Fe Cu 7,97 Tuzsuz 3,4 25,78 4 0,116 11,8 0,16 0,86 8,49 7,64 0,44 Araştırmada kullanılan toprağın bazı fiziksel ve kimyasal özellikleri çizelge 3.1 de sunulmuştur. Çizelge 3.1 den anlaşılacağı üzere; hafif alkali reaksiyonlu (Ülgen ve Yurtsever 1974) olan araştırma toprağı tuz içermemektedir. Fidelerin yetiştirilmesinde kullanılan topraklara temel gübre olarak her bir saksıya NH 4 NO 3 (amonyum nitrat) formunda 100 ppm N uygulanmıştır. Denemede kullanılan toprak yeterli düzeyde P (FAO 1990), Zn (FAO 1990) ve Cu (Lindsay ve Norvell 1978), az miktarda Mn (FAO 1990) ve K (FAO 1990) içermesi yanında fazla düzeyde B (Wolf 1971) ve Fe (Lindsay ve Norvell 1978) kapsamaktadır. Sera denemesi, içerisine polietilen torbalar geçirilmiş 2 kg mutlak kuru toprak alan plastik saksılar ile yapılmış ve topraklar 0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg konsantrasyonlarındaki B ile karıştırılıp saksılara doldurulmuştur. B uygulamasının yapılmadığı (0 mg/kg) saksılar kontrol grubu olarak adlandırılmıştır. Uygulanan B konsantrasyonları için borik asit (H 3 BO 3 ) kullanılmıştır. Her bir deneme grubu 5 paralel olarak yürütülmüş ve toplam 60 saksı kullanılmıştır. Her saksıya 30 adet tohum ekilmiştir. Tohumlar çimlendikten sonra her saksıdaki bitki sayısı 25 e seyreltilmiştir. Bu aşamadan sonra fideler sera koşullarında 6 hafta yetiştirilip toprak yüzeyinden hasat edilmiştir. Denemede kullanılan saksı toprağı tarla kapasitesine (TK) (%TK=%25.78) yakın noktada tutulmaya çalışılmış ve sulama işlemi düzenli olarak saf suyla yapılmıştır. Yine deneme süresince saksıların yerleri tesadüfi olarak belirlenmiş ve kendi aralarında her 15

26 gün saat yönünde rotasyonla değiştirilerek tek düzelik sağlanmıştır. Fideler serada ºC hava sıcaklığı, %51 nisbi nem ve doğal ışık koşullarında yetiştirilmiştir Yöntemler Toprağın Fiziksel ve Kimyasal Analiz Yöntemleri Toprakta fiziksel analizlerden; nem tayini tarla kapasitesi, kimyasal analizlerden ise mikroelement, B, toplam azot, yarayışlı fosfor, alınabilir potasyum, elektriksel iletkenlik ve ph tayinleri yapılmıştır Nem tayini Toprak örneklerinin % nem miktarı gravimetrik olarak Richards (1954) e göre belirlenmiştir Tarla kapasitesi tayini Toprağın tarla kapasitesi Richards (1954) e göre yapılmıştır. 16

27 Mikroelement tayini Toprakta, mikroelementlerden Zn ve Mn ın analizi FAO (1990) a göre, Fe ve Cu ın analizi Lindsay ve Narvell (1978) e göre, kuru yakma çözeltileri ile elde edilen ekstraktlarla, AAS vario analytikjena marka atomik absorbsiyon spektrofotometresinde belirlenmiştir Toprakta B tayini Sıcak suda ekstrakte edilen toprak çözeltilerinde Azomethin-H yöntemine göre Shimadzu UV201 marka UV-VIS model spektrofotometrede belirlenmiştir (Wolf 1971) Toprakta azot tayini Toprağın toplam azot yüzdelerini belirlemek için, örnekler Bremner (1965) e göre hazırlanmış, Gethardt marka Kjeldatherm yakma seti ve Gerhardt marka Vapodest 20 model mikrokjeldahl kullanılarak tayin edilmiştir Yarayışlı fosfor tayini Yarayışlı fosfor miktarları, Olsen vd (1954) e göre hazırlanan karışımlardan elde edilen süzüklerde Murphy ve Riley (1962) in belirttiği şekilde Shimadzu UV201 marka UV- VIS model spektrofotometrede tayin edilmiştir. 17

28 Alınabilir potasyum tayini Toprağın alınabilir potasyum miktarını belirlemek için örnekler Jackson (1958) a göre hazırlanmış ve Jenway marka PFP 7 model flamephotomer ile tayin edilmiştir Elektriksel iletkenlik tayini Toprağın elektriksel iletkenlikleri 1:2:5 oranındaki saturasyon ekstratından EC metre ile ölçülerek belirlenmiştir (Richards 1954) Toprak ph sının tayini Toprağın ph sı, 1:2:5 oranındaki saturasyon ekstraktından potansiyometrik olarak cam elektrotlu ph metre ile belirlenmiştir (Richards 1954, Ülgen ve Yurtsever 1974) Bitki Analiz Yöntemleri Tesadüfi bloklar deneme desenine göre her deneme grubundan rasgele seçilen 10 ar fidenin boyu, taze ağırlığı ve oransal su içeriği (OSİ) belirlenmiştir. B tayini için fideler önce iki kere çeşme suyundan takiben de saf sudan geçirilmişlerdir. B analizinde kullanılmak üzere, kimyasal ve biyolojik değişimleri en düşük düzeyde tutmak için fideler, 65 C de 48 saat süre ile kurutulmuş ve kuruma işlemi bittikten sonra da öğütülmüşlerdir. Serbest prolin ve çözünür karbonhidratların tayini için fideler 70 C de soğukta vakumla kurutma yapan Edwards marka liyofilizatörde kurutulmuşlar ve analize kadar desikatörde saklanmışlardır. 18

29 Kuru madde tayini Tesadüfi bloklar deneme desenine göre fideler hasat edildikten sonra alınan taze ağırlıkları ile, 65 C ye ayarlı etüvde sabit ağırlığa gelene kadar kurutulduktan sonra alınan kuru ağırlıkları arasındaki farktan yararlanılarak hesaplanmıştır (Johnson ve Ulrich 1959) Bitki B tayini Kuru yakılan bitki çözeltilerinde Azomethin-H yöntemine göre Shimadzu UV201 marka UV-VIS model spektrofotometrede belirlenmiştir (Wolf 1971) Oransal su içeriği (OSİ) tayini Kontrol ve uygulama gruplarından rastgele seçilen 10 ar adet fidenin yapraklarından 4 mm çapında diskler alınıp taze ağırlıkları (TA) ölçülmüştür. Diskler distile su bulunan petrilerde 25 C de iki saat bekletilerek turgorlu ağırlıkları (TuA) belirlenmiştir. Aynı diskler 110 C de 24 saat etüvde kurutulduktan sonra kuru ağırlıkları KA ölçülüp oransal su içeriği (OSİ) hesaplanmıştır (Kastori vd 1992). OSİ =100 x [(TA - KA) / (TuA - KA) ] Serbest Prolin Tayini Serbest Prolin ekstraksiyonu ve tayini Bates vd (1973) e göre yapılmıştır. Liyofilize edilmiş materyalden örnekler sülfosalisilik asit ile homojenize edildikten sonra elde edilen çözelti ninhidrin ve glasial asetik asit ile su banyosunda 100 C de 1 saat reaksiyona sokulmuş ve reaksiyon buz banyosunda tamamlanmıştır. Reaksiyon 19

30 karışımına toluen ilave edilerek tüp karıştırıcıda saniye karıştırılmıştır. Toluen fazı aspire edilerek spektrofotometre tüplerine alınmış, oda sıcaklığına gelince 520nm ye ayarlanmış CECİL 5000 marka CE 5502 model UV spektrofotometrede miktar tayini prolin standartlarına karşı ölçülerek hesaplanmıştır Çözünür Karbonhidrat Tayini Çözünür karbonhidrat ekstraksiyonu ve tayini Halhoul and Kleinberg (1972) e göre yapılmıştır. Liyofilize edilmiş örnekler %80 lik etanol ile ekstraksiyon edilmiş ve Sorvall marka SS-3 model santrifüjde santrifüjlenmiştir. Çözelti kısmı erlene alınmış, kalıntı üzerine tekrar %80 etanol konup aynı işlem tekrar edilmiştir. Toplanan alkollu ekstraktlar buharlaştırılmış ve su ile 100ml hacme tamamlanmıştır. Antron ile renklendirilen ekstrakta glukoz ve fruktoz miktarları 620nm ye ayarlanmış CECİL 5000 marka CE 5502 model UV spektrofotometrede glukoz ve fruktoz standartlarına karşı tayin edilmiştir İstatistiksel Analizler Sonuçlar, tekrarların aritmetik ortalamaları ve standart hatalarının hesaplanması ile değerlendirilmiş ve standart hatalar grafikler üzerinde gösterilmiştir. Deneylerden elde edilen veriler MİNİTAB yazılımının kullanılması ile bilgisayar ortamında, dengelenmiş Anova testi ile istatistiki olarak değerlendirilmiştir. Analiz sonuçlarının istatistiksel analizleri MİNİTAB ve MSTAT paket programları ile yapılmıştır ve Düzgüneş (1963) e göre değerlendirilmiştir. 20

31 4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, kontrol grubu fideler ile 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarında yetiştirilen fideler arasındaki farklılıkları ortaya koyacak şekilde değerlendirilmiştir. İki farklı buğday çeşidi arasındaki farklılıklar karşılaştırılmıştır Farklı B Konsantrasyonlarının Bitki ve Yaprak Gelişimi Üzerine Etkisi B toksisitesi semptomları üzerine genel gözlemler Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) fidelerinin B toksisitesinde meydana gelen semptomlar, semptomların ortaya çıkış zamanları ve semptomların şiddeti birbirinden farklılık göstermiştir. 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı fideler kontrol ile mukayese edildiği zaman B toksisitesi semptomlarının meydana geldiği gözlenmiştir. B konsantrasyonları arttıkça toksisite semptomlarında da artış ortaya çıkmıştır. B toksisitesi semptomları genellikle bitkinin yaşlı (alt) yapraklarının uç ve kenarında sarımsı kahverengi benekler şeklinde başlamakta ve ilerlemesi halinde nekrotik alanlara dönüşmektedir. B toksisitesi semptomlarının fidelerde ortaya çıkış zamanının ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde farklı olduğu gözlenmiştir. Semptomlar B toksisitesine karşı duyarlı olduğu bilinen makarnalık buğday fidelerinde ilk önce, hızlı ve şiddetli bir şekilde, B toksisitesine karşı toleranslı olduğu bilinen ekmeklik buğday fidelerinde ise daha geç ortaya çıkmıştır. 21

32 Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı fidelerde semptomların ilk belirmeye başladığı bitki gelişiminin erken safhalarında fide büyümesinin engellenmediği, ancak semptomların şiddetinin arttığı 2. haftadan itibaren fide büyümesinin engellendiği, fidelerin yaprak ayalarının uygulanan B konsantrasyonlarının artışına bağlı olarak küçüldüğü gözlenmiştir. B toksisitesi semptomları, 10 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı fidelerden itibaren gözle görülür bir şekilde artarak en fazla 50 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı fidelerde gözlenmiştir. 6. haftada 50 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı fidelerde yaşlı yapraklarda sararmaların, kurumaların ve hatta tüm yaprağı kaplayacak şekilde genişlemiş nekrotik alanların oluştuğu gözlenmiştir. B toksisitesi semptomlarının ekmeklik ve makarnalık buğday fideleri arasında birbirinden farklı olduğu saptanmıştır. Ekmeklik buğday fidelerinde B toksisitesi semptomları, yaşlı yaprakların uç ve kenarlarından başlayan sararmalar ve yaprak ayasına doğru ilerleyen gri-açık kahverengi kurumalar şeklinde ortaya çıkmakta ve artan B konsantrasyonlarına bağlı olarak yaprak ayasında kırmızı-kahverengi nekrotik alanlar şeklinde görülmektedir, ayrıca bu semptomların etrafında yer yer sararmalar oluşmaktadır. Buğday fidelerinin B toksisitesi koşulları altında göstermiş olduğu semptomların şiddeti de birbirinden farklı olmuştur. Ekmeklik buğday fidelerinde semptomlar makarnalık buğday fidelerinde ortaya çıkan semptomlardan daha az düzeyde olmasına karşılık, makarnalık buğday fideleri B toksisitesinden oldukça fazla düzeyde etkilendiği gözlemlenmiştir. 22

33 B un yapraklarda oluşturduğu toksik etkinin yaprak yaşına olan etkisi Yapılan morfolojik gözlemlerde toksisite semptomlarının daha çok yaşlı yaprakların uç ve kenarlarında yoğunlaştığı, aynı yaprağın gövdeye yakın bölümlerinde ise semptomların oldukça azaldığı veya hiç ortaya çıkmadığı gözlenmiştir. Toprakta artan B konsantrasyonuna bağlı olarak B un bitkinin yaşlı yapraklarında daha fazla toksisiteye neden olduğu görülmüştür. Bu etki, makarnalık buğday fidelerinin yaşlı yapraklarında ekmeklik buğday fidelerinin yaşlı yapraklarına oranla daha fazla gözlemlenmiştir B toksisitesinin fide boyuna etkisi Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin boylarında kontrole göre azalma bulunmuştur (şekil 4.1.). 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin boylarındaki azalışın kontrole göre önemli olduğu saptanmıştır (p<0,01). Uygulamalar arası fark gözlenmemiştir. Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin boyları mukayese edildiğinde, ekmeklik çeşidin makarnalık çeşide göre fide boylarının daha kısa olduğu ve çeşitler arası bu farkın önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). 23

34 Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Fide boyu (cm) Kontrol Uygulanan B konsantrasyonları (mg/ kg) Şekil 4.1. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fide boylarının konsantrasyona bağlı olarak değişimi (n=10) B toksisitesinin % kuru madde miktarına etkisi Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin % kuru madde miktarındaki azalışın önemli olmadığı bulunmuştur (Şekil 4.2.) 24

35 30 Ekmeklik buğday Makarnalık buğday % Kuru madde Kontrol Uygulanan B konsantrasyonları (mg/ kg ) Şekil 4.2. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki % kuru madde miktarının değişimi (n=10) Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin % kuru madde miktarı mukayese edildiğinde ekmeklik çeşitte makarnalık çeşide göre % kuru madde miktarının her B konsantrasyonu için daha az olduğu ve çeşitler arası bu farkın önemli olduğu bulunmuştur (p< 0,01) B toksisitesinin B miktarına etkisi Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin B miktarlarında kontrole göre farklılıklar bulunmuştur (Şekil 4.3.). 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde konsantrasyon artışına bağlı olarak B miktarındaki artışın önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). 25

36 Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Bor miktarı (mg/kg) Kontrol Uygulanan B konsantrasyonları (mg/ kg ) Şekil 4.3. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki B miktarının değişimi (n=3) Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin B miktarları mukayese edildiğinde, ekmeklik çeşitte makarnalık çeşide göre B miktarının daha az olduğu ve çeşitler arası bu farkın istatistiksel olarak önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). Kontrole göre ekmeklik buğday fidelerinde B miktarındaki en fazla artış 50 mg/kg B konsantrasyonunda saptanmış ve bu değer kontrolde 33,37 ± 9,32 mg/g KA iken bu çeşitte 1074,3 ± 61,4 mg/g KA olarak bulunmuştur. Ekmeklik buğday fidelerinde uygulanan tüm B konsantrasyonlarındaki artış istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,01). 26

37 Kontrole göre makarnalık buğday fidelerinde B miktarındaki en fazla artış 50 mg/kg B konsantrasyonunda saptanmış ve bu değer kontrolde 75,87 ± 5,09 mg/g KA iken bu çeşitte 1228,6 ± 2.3 KA mg/g olarak bulunmuştur. Makarnalık buğday fidelerinde uygulanan tüm B konsantrasyonlarındaki artış istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,01) B toksisitesinin oransal su içeriğine etkisi Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin oransal su içeriklerinde kontrole göre farklılıkların olmadığı bulunmuştur (şekil 4.4.). Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Oransal Su İçeriği (%) Kontrol Uygulanan B Konsantrastonları (mg/kg ) Şekil 4.4. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki oransal su içeriğinin değişimi (n=3) 27

38 Uygulanan B konsantrasyonlarının ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin oransal su içeriklerine etkisinin istatistiksel olarak önemli olmadığı saptanmıştır. Ancak farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin oransal su içerikleri mukayese edildiğinde ekmeklik çeşitte makarnalık çeşide göre oransal su içeriğinin daha az olduğu ve çeşitler arası bu farkın önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01) B toksisitesinin serbest prolin miktarına etkisi Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin serbest prolin miktarlarında kontrole göre farklılıklar bulunmuştur (şekil 4.5). 10, 20, 30, 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde serbest prolin miktarındaki artışın önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). Serbest Prolin Miktarı (µmol/gr) Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Kontrol Uygulanan B konsantrasyonları (mg/kg ) Şekil 4.5. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki serbest prolin miktarının değişimi (n=3) 28

39 Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin serbest prolin miktarları mukayese edildiğinde, ekmeklik çeşitte makarnalık çeşide göre serbest prolin miktarındaki artışın daha fazla olduğu ve çeşitler arası bu farkın önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında ekmeklik ve makarnalık buğday fideleri arasındaki etkileşimin serbest prolin miktarına etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,01). Kontrole göre ekmeklik buğday fidelerinde serbest prolin miktarındaki en fazla artış, 20 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarında olmuş ve serbest prolin miktarı kontrolde 10,00 ± 0,27 mg /g KA iken 20 mg/kg B konsantrasyonunda 13,44 ± 0,04 mg /g KA ve 50 mg/kg konsantrasyonunda ise 13,39 ± 0,02 mg /g KA olarak bulunmuştur. Ekmeklik buğday fidelerinde uygulanan tüm B konsantrasyonlarındaki artış önemli bulunmuştur (p<0,01). Kontrole göre makarnalık buğday fidelerinde serbest prolin miktarındaki en fazla artış 20 mg/kg B konsantrasyonunda olmuş ve serbest prolin miktarı kontrolde 7,40 ± 0,02 mg /g iken 20 mg/kg B konsantrasyonunda 10,20 ± 0,036 mg /g KA olarak bulunmuştur. Makarnalık buğday fidelerinde uygulanan tüm B konsantrasyonlarındaki artış önemli bulunmuştur (p<0,01) B toksisitesinin çözünür karbonhidrat miktarına etkisi B toksisitesinin glukoz miktarına etkisi Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde glukoz miktarında kontrole göre farklılıkların olduğu bulunmuştur (Şekil 4.6). Ekmeklik buğday fidelerinde 10, 30, ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarında, makarnalık buğday fidelerinde ise 20 mg/kg B konsantrasyonlarındaki artışların önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). 29

40 Glukoz Miktarı (mg/gr ) Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Kontrol Uygulanan B konsantrasyonları (mg/kg ) Şekil 4.6. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki glukoz miktarının değişimi (n=3) Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin glukoz miktarları mukayese edildiğinde, ekmeklik ve makarnalık çeşitler arasında glukoz miktarı bakımından arasındaki farkın önemli olmadığı bulunmuştur. Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında ekmeklik ve makarnalık buğday fideleri arasındaki etkileşimin glukoz miktarı üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,01). Ekmeklik buğday fidelerinde glukoz miktarında en fazla artış 30 mg/kg B konsantrasyonunda olmuş ve bu değer kontrolde 39,90 ± 1,95 mg /g KA iken bu çeşitte 70,07 ± 2 olarak bulunmuştur. Ekmeklik buğday fidelerinde 10 ve 50 mg/kg B konsantrasyonunda da glukoz miktarında artışın önemli olduğu (p<0,01), diğer konsantrasyonlardaki artışın ise önemli olamadığı bulunmuştur. Makarnalık buğday fidelerinde kontrole göre glukoz miktarında en fazla artış 20 mg/kg B konsantrasyonunda olduğu saptanmış. Kontrolde glukoz miktarı 51,03 ± 3,45 mg /g KA 30

41 iken bu çeşitte 60,23 ± 1,63 mg /g KA bulunmuştur. Makarnalık buğday fidelerinde glukoz miktarında en fazla azalış ise 40 ve 50 mg/kg konsantrasyonunda bulunmuştur. Bu değer kontrolde 51,03 ± 3,45 mg /g KA iken 40 mg/kg konsantrasyonunda 44,07 ± 3,31 mg /g KA, 50 mg/kg konsantrasyonunda ise 43,83 ± 1,06 mg /g KA ya düşmüştür. Diğer konsantrasyonlardaki azalışın ise önemli olmadığı bulunmuştur B toksisitesinin fruktoz miktarına etkisi Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin fruktoz miktarında kontrole göre farklılıklar bulunmuştur (Şekil 4.7.). Ekmeklik buğday fidelerinde 10, 20, 30 ve 40 mg/kg B konsantrasyonlarındaki, makarnalık buğday fidelerinde ise 20 mg/kg B konsantrasyonundaki artışların önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). Farklı B konsantrasyonlarının uygulanan yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin B miktarları mukayese edildiğinde ekmeklik çeşitte makarnalık çeşide göre fruktoz miktarının daha fazla olduğu ve çeşitler arası bu farkın önemli olduğu bulunmuştur (p<0,01). 31

42 25 Ekmeklik buğday Makarnalık buğday Fruktoz Miktarı (mg/gr ) Kontrol Uygulanan B konsantrasyonları (mg/kg ) Şekil 4.7. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerindeki fruktoz miktarının değişimi (n=3) Uygulanan farklı B konsantrasyonlarında ekmeklik ve makarnalık buğday fideleri arasındaki etkileşimin fruktoz miktarı üzerine etkisi istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,01). Ekmeklik buğday fidelerinde fruktoz miktarında en fazla artış 30 mg/kg B konsantrasyonunda olmuş ve değer kontrolde 9,97 ± 0,80 mg/g KA iken bu çeşitte 19,83 ± 0,84 mg/g KA olarak bulunmuştur. Ekmeklik buğday fidelerinde uygulanan 10, 20, 40 mg/kg B konsantrasyonlarında ki artışlar da istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0,01). Ancak 50 mg/kg B konsantrasyonundaki artış ise istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. Makarnalık buğday fidelerinde kontrole göre fruktoz miktarında en fazla artış 20 mg/kg B konsantrasyonunda saptanmıştır. Kontrolde fruktoz miktarı 12,50 ± 1,08 mg/g KA iken bu çeşitte 15,80 ± 1,35 mg/g KA bulunmuştur. Makarnalık buğday fidelerinde uygulanan diğer B konsantrasyonlarında azalış istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır. 32

43 4.2. Tartışma Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, kullanılan ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin fizyolojik parametrelerden fide boyu, % kuru madde miktarı ve oransal su içeriğinde, biyokimyasal parametrelerden ise serbest prolin ve çözünür karbonhidrat miktarlarında meydana gelen değişimlerin farklı B konsantrasyonları ile ilişkilerini ortaya koymaktadır. Ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin B toksisitesine karşı farklı reaksiyon gösterdikleri saptanmıştır. Makarnalık buğday (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) B toksisitesinden şiddetli bir şekilde etkilenirken, ekmeklik buğday (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ise daha az etkilenmektedir. Çalışmamızda, makarnalık buğdayın topraktaki fazla B a oldukça duyarlı olduğu bulgusu Brooks (1991), Yau vd (1995) ve Jamjod vd (1997) tarafından yapılan çalışmalarla uyumludur. Uygulanan B konsantrasyonlarına bağlı olarak ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde yaprak ayası genişliğinin kontrol grubuna göre küçüldüğü ve gelişmede gerileme olduğu gözlenmiştir. Semptomlar, B toksisitesine karşı duyarlı olduğu bilinen makarnalık buğday fidelerinde ilk önce hızlı ve şiddetli bir şekilde, B toksisitesine karşı dayanıklı olduğu bilinen ekmeklik buğday fidelerinde ise daha geç ortaya çıkmıştır. Paull vd (1988a), B toksisitesine duyarlı ve dayanıklı buğday çeşitleriyle yaptıkları çalışmada, dayanıklı çeşitlerde daha az semptom ortaya çıkarken, duyarlı çeşitlerde şiddetli toksisite semptomlarıyla birlikte bitki gelişiminin durduğunu gözlemlemişlerdir. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar Paull vd (1988a) in sonuçlarıyla uyumludur. Ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerine farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı çalışmada duyarlı makarnalık buğdayın bitki başına daha fazla B biriktirdiği saptanmıştır. Nable (1988) ve Paull vd (1992) nin değişik buğday, arpa, bezelye ve 33

44 yonca çeşitleriyle yaptıkları çalışmalarda B toksisitesine duyarlı olan çeşitlerin hem yapraklarında hem de yeşil aksamlarında dayanıklı çeşitlere göre daha fazla B miktarına sahip olduğunu, dayanıklı çeşitlerin beslenme ortamındaki yüksek B un varlığına karşı B absorpsiyonunu sınırlayarak uyum gösterdiğini ileri sürmüşlerdir. Çalışmamız da B birikimi ile ilgili elde ettiğimiz sonuçlar, Paull vd ile Nable nin sonuçları ile uyumludur. B toksisitesi daha çok mevcut B un önemli miktarda sitozolde birikmesiyle kendini göstermektedir. Fakat B daha çok hücre çeperinde veya vakuolde bulunursa bitki üzerindeki tahribatının daha az olacağı bildirilmiştir (Marschner 1995). Bu bilgiler doğrultusunda, B konsantrasyonundaki artışın çok belirgin olmadığı türlerde toleranslı türün (ekmeklik buğday) sahip olduğu B un büyük bir kısmının hücre çeperinde veya vakuolde, B a duyarlı türün (makarnalık buğday) ise sahip olduğu B un önemli bir bölümünü sitoplazmada biriktirdiğini söylemek mümkündür. Bu tez çalışmasında, fide gelişimindeki gerilemenin en önemli nedeninin uygulanan farklı B konsantrasyonlarının artan miktarlarından meydana gelen toksik etkinin neden olabileceği tahmin edilmektedir. Bitkilerin toksik B konsantrasyonlarına karşı farklı tepkiler verdikleri bilinmektedir (Paull vd 1988a, Huang ve Graham 1990). Paull vd (1988a), B toksisitesine dayanıklı buğday çeşitlerinin 150 mg/kg B uygulanan topraklarda yetiştirildiklerinde kuru madde ve ürün verimde önemli bir azalma göstermeksizin gelişirken, duyarlı çeşitlerin 25 mg/kg B uygulamasında dahi kuru madde ve ürün veriminde önemli oranda azalma gösterdiğini saptamışlardır. Bu tez çalışmasında uygulanan B konsantrasyonlarında hem ekmeklik buğday fidelerinde hem de makarnalık buğday fidelerinde kuru madde miktarının hemen hemen kontrol ile aynı düzeyde olduğu bulunmuştur. Çalışmamızda B toksisitesine dayanıklı ekmeklik buğday için elde ettiğimiz sonuçlar Paull vd (1988a) in sonuçları ile benzerlik göstermekte fakat araştırıcının duyarlı çeşitlerle elde ettiği sonuçlarla çelişki oluşturmaktadır. B toksisitesine karşı dayanıklı olan ekmeklik buğday fidelerinde kuru madde miktarı duyarlı olan makarnalık buğday fidelerine kıyasla daha az bulunmuştur. Bu durumun çeşitler arası farklılıktan olabileceği tahmin edilmektedir. 34

45 Ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde uygulanan B konsantrasyonlarına bağlı olarak oransal su içeriğinde meydana gelen değişimler arasında belirgin bir farklılık saptanmamıştır. Oransal su içeriğinin ekmeklik buğday fidelerinde makarnalık buğday fidelerine göre daha düşük olduğu bulunmuştur. Baykal (2004), farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde oransal su içeriğinin dayanıklılıkta önemli bir değişikliğe yol açmadığını saptamıştır. Elde ettiğimiz bulgular Baykal ın sonuçlarıyla uyumludur. Bu, B konsantrasyonlarının oransal su içeriği üzerinde önemli etkisinin olmadığını göstermektedir. Serbest prolin bitkilerde çeşitli stres koşullarında biriken bir amino asittir. Birikim bitkilerde dayanıklılık oluşumu ile ilişkilidir. Prolin birikimi, stresin sebep olduğu zarardan çok stres toleransının bir göstergesidir (Yashu vd 1977). Selçuk (1999), iki makarnalık buğday çeşidi (Çakmak ve Kunduru) ve üç ekmeklik buğday çeşidi (Atay, Bolal, Tosun) ile yaptığı çalışmada prolin miktarının kök ve gövde dokularında arttığını belirlemiştir. Ekmeklik (Kıraç) ve makarnalık (Kunduru) buğday çeşitleri ile yapılan bu çalışmada artan B konsantrasyonları ile prolin miktarında artış bulunması araştırıcının bulguları ile uyumludur. Bu çalışmada, her iki buğday çeşidinde uygulanan 20 mg/kg B konsantrasyonunda prolin miktarındaki artış maksimum değerdedir. Bu değer her iki buğday çeşidi için de dayanıklılık mekanizmasının çalıştığı maksimum değer olarak yorumlanabilir. Ekmeklik buğday fidelerinde 50 mg/kg B konsantrasyonunda elde edilen prolin miktarındaki artış, 20 mg/kg B konsantrasyonundaki artışla aynıdır. Bu sonuç 50 mg/kg B konsantrasyonunda bitkinin aşırı B toksisitesine karşı dayanıklılık mekanizmasını prolin artışı yönünde kullandığı şeklinde yorumlanabilir. Makarnalık buğday fidelerinde ise 30, 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarında elde edilen prolin miktarı, 20 mg/kg B konsantrasyonlarında elde edilene göre azalma göstermiştir. B toksisitesine duyarlı 35

46 makarnalık buğdayın bu konsantrasyonlarda dayanıklılık mekanizmasını toksik etkinin artışı nedeniyle verimli şekilde kullanamadığı şeklinde yorumlanabilir. Değişik stres koşullarında büyüyen bitkilerde prolin birikimi türe özgü nitelik taşımaktadır (Cavalieri ve Huand 1979, Muratal ve Öncel 1990). Osmoregulatik bir role sahip prolin daynanıklı çeşitlerde daha fazla birikmektedir (Muratal ve Öncel 1990) Hatta aynı türe ait varyetelerde bile farklılık görülmektedir (Singh vd 1972). Çalışmamızda prolin miktarının B toksisitesine dayanıklı ekmeklik buğday fidelerinde duyarlı makarnalık buğday fidelerine göre daha fazla olduğu saptanmıştır. Bu bulgular Öncel ve Muratal ın sonuçlarıyla uyumludur. Prolin, düşük sıcaklıklarda çözünür şekerlerin birikimine sebep olarak da dayanıklılığı sağlamaktadır (Yelennosky 1979). Keleş vd 2004, yüksek oranda B içeren kanal suyu ile sulanan portakal (Citrus sinensis L. Osbeck) bitkilerinin yapraklarında çözünür protein ve çözünür karbonhidrat miktarında arttığını saptamışlardır. Çalışmamızda, uygulanan farklı B konsantrasyonlarında B toksisitesine dayanıklı ekmeklik buğday fidelerinde çözünür karbonhidrat miktarında artış saptanmıştır. Elde ettiğimiz bulgular bu araştırıcıların sonuçlarıyla uyumludur. Hücre özsuyu osmotik yoğunluğunun düzenlenmesinde rol oynayan ve koruyucu eriyik molekülleri olarak tanımlanan şekerler özellikle stres koşullarında birikmektedir. Hücre dehidrasyonunu önlemede önemli role sahip olan çözünür karbonhidratların bitki yapraklarında yeterli miktarda bulunması, prolin oksidasyonunu önlemektedir (Oaks vd 1970). Bu, prolin birikiminin çözünür karbonhidrat ile ilişkili olabileceğini göstermektedir. Nitekim, şekerlerin serbest prolin sentezini sağlayan öncü maddeler olarak rol oynadıkları kabul edilmektedir (Stewart 1978). Bu sonuçlar, stres şartlarında çözünür karbonhidrat-prolin etkileşimini doğrulamaktadır. 36

47 Bu tez çalışmasında ekmeklik buğday fidelerinde 30 mg/kg B konsantrasyonunda çözünür karbonhidrat miktarındaki artış maksimum değerdedir. 40 ve 50 mg/kg B konsantrasyonlarında elde edilen çözünür karbonhidrat miktarları, 30 mg/kg B konsantrasyonunda elde edilen çözünür karbonhidrat miktarlarına göre azalma göstermiştir. Bu azalma dayanıklılık kazanımı için prolin miktarının artması ile ilişkili olabilir. Makarnalık buğday fidelerinde 20 mg/kg B konsantrasyonunda çözünür karbonhidrat ve serbest prolin miktarındaki artış maksimum değerdedir. Bu, B toksisitesine duyarlı çeşidin hem prolin hem de çözünür karbonhidrat miktarını birlikte arttırarak dayanıklılık mekanizmasını sağladığı şeklinde yorumlanabilir. Çözünür karbonhidrat ve serbest prolin ile ilişkili olarak elde ettiğimiz sonuçlar çözünür karbonhidratların prolin sentezini sağlayan öncü maddeler olduğunu ileri süren Stewart (1978) ın görüşlerini desteklemektedir. 37

48 5. SONUÇ Ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinin B toksisitesine karşı oluşturdukları tepkiler önemli farklılıklar göstermiştir. Fide boyu, % kuru madde miktarı, B miktarı ve oransal su içeriği ekmeklik buğdayda makarnalık buğdaya göre daha az bulunmuştur. Farklı B konsantrasyonlarının uygulandığı ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde artan B konsantrasyonlarına bağlı olarak meydana gelen B toksisitesi semptomları, toleranslı olan ekmeklik çeşitte duyarlı olan makarnalık çeşide göre daha geç ortaya çıkmıştır. Ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde uygulanan B konsantrasyonlarında fide boyu azalırken, konsantrasyonlar arasında fark bulunmamıştır. Artan B konsantrasyonlarında B miktarında artış saptanmış fakat oransal su içeriği ve % kuru madde miktarında önemli değişiklik saptanmamıştır. Ekmeklik ve makarnalık buğday fidelerinde uygulanan B konsantrasyonlarında serbest prolin miktarında artış saptanmıştır. Serbest prolin miktarı dayanıklı çeşitte daha fazla birikmiştir. Ekmeklik buğday fidelerinde glukoz miktarı; 10, 30, 50 mg/kg B konsantrasyonlarında, fruktoz miktarı 10, 20, 30, 40 mg/kg B konsantrasyonlarında artmıştır. Makarnalık buğday fidelerinde ise glukoz ve fruktoz miktarları 20 mg/kg B konsantrasyonunda artmıştır. Bu çalışmada, B toksisitesine dayanıklı ekmeklik buğday çeşidinin dayanıklılık mekanizmasını ya prolin ya da çözünür karbonhidrat miktarını arttırarak sağlarken, duyarlı çeşidin her iki metabolik maddeyi birden arttırmaya ihtiyaç duyduğu belirlenmiştir. 38

49 Elde edilen sonuçlar, B toksisitesinin belirlenmesinde serbest prolin ve çözünür karbonhidrat miktarının önemli olduğunu ve B toksisitesine karşı oluşturulan biyokimyasal adaptasyonda serbest prolin ve çözünür karbonhidratların ilişkili olabileceğini göstermektedir. 39

50 KAYNAKLAR Adriano, D. C Trace Elements in the Terrestrial enviroment Springer- Verlag. New York Akman, Y Bitki Biyolojisine Giriş Botanik. 8. Baskı. Palme Yayıncılık Ankara Alden, J. and Hermann, R. K Aspects of cold-hardiness mechanism in plants. Bot. Rev. 37; Alkan, A., Kalaycı M., Yılmaz A., Ekiz H., Torun B., Eker S. ve Çakmak İ Değişik arpa genotiplerinde bor toksisitesinin araştırılması. Arpa- Malt Sempozyumu (III) 5-7 Eylül, Konya. Aspinall, D. and Paleg, L. G Proline accumulation: physiological asoects. In: Paleg, L. G. and Aspinall, D. eds, The physiology and biochemistry of drought resistance in plants. Acedemic Press, New York, Aubert, H. and Pinta, H Trace Elements in Soils, Elsevier, New-York. Bal, A. R., Qadar, A., Joshi, Y. C. and Rana, R. S., Free proline accumulation under salt stress in wheat and barley. Curr. Agric. 8; Barnett, N. M. and Naylor, A. W Amino asit and protein metabolizm in Bermuda grass during water stress. Plant Physiol 41: Bates, L. S., Waldern R. P. ve Teare, I. D Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil 39; Baykal, Ş Buğday fidelerinin bor toksisitesine toleransında çözünür fenol ve protein değişimlerinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. A. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Biyoloji Anabilim Dalı, Ankara. Bergmann, W Nutritional Disorders of Plants. Pp Gustav Fischer Verlag Jena. Beyce, Ö Bor-Bitki ve Toprak İlişkileri, Topraksu Genel Müdürlüğü Araştırma Daire Başkanlığı, Ankara. 40

51 Bhattacharjee, B.DE. S. and Mukherjee, A. K Shortterm heat shock and cold shock induced proline accumulation in relation to calcium involvement in Lycopersion esculentum (Mill) cultured cells and seedlings. Indian J. Plant Physiol. New Ser. 1(1): Boşgelmez, A., Boşgelmez, I. I., Savaşçı, S., Paslı, N Ekoloji-II. Toprak Başkent Klişe Matbaacılık, ANKARA Bozcuk, S Genel Botanik. 4. Baskı. Hatipoğlu Yayıncılık Ankara Bremner, J. M Total Nitrogen In Methods of Soil Analysis 2; (C. A. Black, ED), American Society of Agronomy, Madison, Wis., p., Brooks, B. J., The adaptation of Triticum turgidum L. var. Durum (durum wheat) to South Australia. Honour Thesis, The University of Adelaide. Brown, P. H. and Shelp, B. J Boron mobility in plants. Plant Soil, 193; Cammue, B., Broekaert, W., Kellens, J., Raikhal, N., Peumans, W stress induce accumulation of wheat germ aqlutinin and abcisic acid in roots of wheat seedlings. Plant Physiology. 91; Cartwright, B., B. A. Zacinas and A. Mayfielt Toxic concentrations of B in redbrown earth at blad stone, South Australia. Aust. J. Soil. Res. 22; Cartwright, B., B.A. Zarcinas and L.A Spouncer, Boron toxicity in South Australian barley crops. Aust. J. Agric. Res. 37; Cavalieri, A. J. and Huang A. H. C Evaluation of Proline Accumulation in the Adaptation of Diverse Species of Marsh Halophytes to the Saline Environment. 66; Chauhan, R. P. S., and Power, S. L Tolerance of wheat and pea to boron in irritation water. Plant and Soil 50; Chu, T. M., Aspinal, D., Paleg, L. G., Stress metabolism. VII. Salinity and proline accumulation in barley. Aust. J. Plant Physiol. 3; Collins, H., Elliott, L., Rickman, R., Bezdicek, D., Papendick, R Decom position and interactions among wheat resuclue components. Soil Science Society of American Journal. 54; Creswell, C. F. and Nelson, H Proc Grass Soc so. Afr. 7:

52 Çakmak, L., Kurz, H. and Marschner, H Short-term effects of boron, germination and high light intensity on membrane permeability in boron deficient leaves of sunflower. Physiologia Plantarum. 95 (1), 11-18, Ankara. Dikmelik, Ü. ve Püskülcü, G Bitki besin elementi olarak bor. Zeytincilik Araştırma Enstitüsü. İzmir. Yayın no=50. Dugger, W. M İçinde Marshner, H Mineral Nutrition of Plants. 2nd Ed. Acedemic Press. New York. p., Düzgüneş, O Bilimsel araştırmalarda İstatistik Prensipleri ve Metotları. S Ankara Üniv. Ziraat Fak. Matb. Ankara. Eraydın, E Topraklarda bor adsorpsiyonu üzerine bazı anyonların etkisi. Yüksek Lisans Tezi. A. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Toprak Anabilim Dalı, Ankara. Erd, R. C The minerals of boron. In Mellor s Comprehensive Treatise on İnorganic and Theretical Chemistry. Suppl. To Vol. V. Ed. R. Thompson. pp Longman, New York. Ergün, N Buğday (Triticum Aestivum L. cv. GÜN 91) fidelerinde bazı ağır metallerin ve ağır metal-hormon etkileşiminin fizyolojik ve biyokimyasal etkileri. Doktora Tezi. A. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Biyoloji Anabilim Dalı. Ankara. Eroğlu, A. G Ağır metal stresi altındaki buğday fidelerinde çözünür karbonhidrat miktarındaki değişimlerin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. A. Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü. Biyoloji Anabilim Dalı. Ankara. FAO Mikronutrient, Assessment at the Country Level: An International Study. FAO Soil Bullettin by Sillanpaa. Rome. Gupta, U. C Boron nutrition of crops. Adv. Agro. 31; Gupta, U. C., Jame Y. W., Campbell, C. A., Leyshon. A. S. and Micholaichuk, W Boron toxicity and deficiency. A Review Can. J. Soil Sci. 65; Güneş A., Alpaslan, M., İnal A Bitki Besleme ve Gübreleme. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Yayın No: 1526, Ders Kitabı: 479 Ankara. Güneş, A. ve Soy, M Fosforun domates (Lycopercion esculum L.) bitkisinde bor toksisitesini önlemede etkisi. Ankara Üniv. Ziraat Fak. Tarım Bilimleri Dergisi 9(3);

53 Halhoul, M. N. and Kleinberg, I Differential determination of glucose and fructose yielding substances with anthrone. Anal. Biochem. 50: Hanson, A. D. and Hitz, W. D Metabolic responses of mesophytes to plant water deficits. Annu. Rev. Plant Physiol. 33; Hanson, A. D., Nelsen, C. E. and Everson, E. H Evolotion of free proline accumilation as an index of drought resistance using two constransting barley cultivars. Crop. Sci., 17; Hu, H. and ve Brown, P.H., Absorption of boron by plant roots. Plant and Soil. 193; Huang, C., and Graham, R. D., Resistance of wheat genotypes to boron toxicity is expressed at the cellular level. Plant and Soil 126; Irigojen, J., Emerich, D. W. and Sanchez- Diaz, M Water stress induced changes in concentration of proline and total soluble sugars in nodulated alfalfa (Medicago sativa) plants. Physiol. Plant. 84: Jackson, M. L Soil chemical analysis p Prentice- Hall, Inc. Englewood Cliffs, N. J. USA. Jackson, J.F. and Chapman, K. S. R., Trace Elements in Soil- Plant- Animal Systems. Acedemic Pres, New York Jamjod, S., Paull, J. G., Brooks, B. J. and Rathjen, A. J Genetic variation in tolerance of durum wheat (Triticum turgidum L.r durum) to high concentration of boron. In Boron in Soils and Plants. Proceedings Eds. R. W. Bell and B. Rerkasem, pp Kluwer Acedemic Publ., Dordrecht, the Nerherlands. Jiping, L. and Jian-Kang Z Proline accumulation and salt-stress-induced gene expression in a salt hypersensitive mutant of Arabidopsis. Plant Physiology vol. 114: Johnson, C. M. and Ulrich, A Analytical metods for use in plant analysis. California Agricultural Experiment Station, Bulletin 766. Judel, G. K. and Mengel, K Effect of shading on nanstructural carbohudrates and their turnver in culms and leaves during the grain filling period of spring wheat. Crop Science 22,

54 Kacar, B Bitki Besleme. A.Ü. Ziraat Fakültesi Yayınları No:899, Ankara Kacar, B. and Katkat, V Bitki Besleme, Vipaş Yayınları, Bursa Kadıoğlu, A Bitki Fizyolojisi 3.Baskı. Esen Ofset Matbaacılık Trabzon. Kalaycı, M., Alkan, A., Çakmak, I., Bayramoğlu, O., Yılmaz, A., Aydın, M., Özbek, V., Ekiz, H. and Özberisoy, F Studies of differantial response of wheat cultivars to boron toxicity. Euhytica, 100; Karabal, E., Yücel, M., Öktem, A. H Antioxidant responses of tolerant and sensitive barley cultivars to boron toxicity. Kastori, R., Petrovic, M. and Petrovic, N Loomis, W. D. and Durts, R.W Chemistry and biology of boron. Biofactors, 3; Katyal, J. N., and P. L. G. Viek Micronutrient problems in tropical Asia. Micronutrients in Tropical Foods. Fertilizer Research, 7; Keleş, Y., Öncel, I., Yenice, N Relation between boron content and antioxidant compounds in Citrus leaves taken from field with different water source. Plant and Soil 265: Khan, T.N., Youngh, K. J., and Gartrell, J. W Boron toxicity in barley. Farmnote, Western Australian Department of Agriculture. No 10/85 Krauskopf, K. B Inroduction to geochemistry, 2nd edn. McGraw-Hill New York. Lewitt, J The hardiness of plants 278ppm AC. Press. New York. Lindsay, W. L. and Norvell, W. A Development of DTPA soil test for zinc, iron, manganase and copper. Soil Sci. Soc. Am. J. 42; Lukaszevski, K. M. and Blevins, D. G Root growth inhibition in boron-deficent or aluminium- stressed squash may be result of impaired ascorbate metabolism. Plant Physiol. 112; Mahboobi, H., Yücel, M. and Changes in total protein profiles of barley cultivars in response to toxic boron concentration. J. Plant Nutr. 23(3); Marshner, H Mineral Nutrition of Highter Plants, 2 nd ed. Academic Press, New York. Pp

55 Mengel, K. and Kirkby, E. A In Lovatt, C. J. and Bates, L. M Early Effects of Excess Boron on Photosynthesis and Growth of Cucurbita pepo. J. Exp. Bot. Vol. 35, No. 152, p., Meyer, R. F.and Boyer, J.S Osmoregulation, solüt distribution and growth in soybean seedlings having low water potentials. Palanta 151: Milone, M. T. A., Loggini, B., Izzo, R., Murelli, C. Marinone- Albini, F. and Navari- Izzo, F Effect of water deficit and propagation technigues on solute accumulation of Actinidia deliciosa (cv. Hayward) vines. Phyton (Austria) 39(1): Mukherje, I Effect of potassium on prolin accumulation in maize during wilting. Physiol plant. 31; Muratal, P. ve Öncel, I Pırasa (Allium porrum L.) çeşitlerinde serbest prolin birikiminin düşük sıcaklık stresinde incelenmesi. Cumhuriyet Üniv. Fen- Edebiyat Fak. Fen Bilimleri Dergisi. 13; Murphy, J., and Riley, J. P A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Anal. Chem. Acta,, 27; Nable, R. O Resistance to boron toxicity amongst several barley and wheat cultivars: a preliminary examination of the resistance mechanism. Plant and Soil. 112;45-57 Nable, R. O Distribution of boron within barley genotypes with differing Susceptibilites to boron toxicity. J. Plant Nutr. In Press. Nable, R. O., G. S. Banuelos and J.G. Paul, Boron toxicity. Plant and Soil, 193, Nebiler, H., Erdoğan, Y., Olgun, A. and Yerlikaya, C The effect of boron in vineyard. 1st. Symposium on protection of environmental and Erhami Karaçam Kütahya- TURKEY. Oaks, A., Mitchell, D. J., Barnard, R. A., Johnson, F. J The regulation of proline biosynthesis in maize roots. Can. J. Bot. 48: Oertli, J. J. and Roth J. A Boron nutrition of sugar beet, cotton and soybean. AgronJ. vol 61, pp

56 Olsen, S. R., Cole, V., Watanabe, F. S., Dean, L. B Estimation of available phosphorus in soils by exraction with sodium bicarbonate. U. S. Dept. Of Agr Washingt. D. C. Öncel, I The proline accumulation of some halophytes in the vicinities of the Salt Lake. Commun. Fac. Sci. Univ. Ank. 6; Özbek, N Toprak verimliliği, Ankara Üniversitesi Basımevi. Özkara, M. M., Sulama suyundaki bor düzeylerinin lizimetre koşullarında, toprakta bor birikimi ile ayçiçeği, fasulye ve çeltiğin gelişmelerine etkileri, Menemen Araştırma Müdürlüğü yayınları 185, Menemen. Özkurt, Ş Boron accumulation in carps tissues (Cypriks carpio L., 1758) in dam lakes Çatören and Kunduzlar (Kırka- Eskişehir) Turk J. Biol. 24; Palfi, G., Nehej, R. and K Drev, R., The effect of some growth substances and KCI on proline and free amino acid content during water stres. Fiziol Rast., 2, Parr, A. J. and Loughman, B. C Boron and membrane function in plants. In Metals and Micronutrients: Uptake and Utilization by Plants, Robb. D. A. and Pierpoint, w. S., Ed., Academic Press, Toronto, 87. Paull J. G., Rathjen, A. J. and Cartwright, B., 1988a. Response of wheat and barley genotypes to toxic concentration of soil boron. Euphytica 39; Paull, J. G., Rathjen, A. J. and Cartwright, B. 1988b. Genetic control of tolerance to high concentration of soil boron in wheat. In proc. 7 th Int. Wheat Genetics Symposium. Cambridge. Eds. T.E. Miller and R. M. D. Koebner Pesci, P ABA-induced proline accumulation in barley leaf segments. Dependence on protein synhesis. Physiol Plant. 71: Paull, J. G., Rathjen, A. J., Cartwright, B. and Nable, R. O Selection parameters for assessing the tolerance of wheat to high concentrations of boron. In Genetic Aspects of Plant Mineral Nutrition. Ed. N El Bassam. pp Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. Paull, J. G., Nable, R. O., Lake, A. W. H., Materne, M. A. and Rathjen, A. J Response of annual medics (Medigo spp) and field peas (pisum sativum) to high concentrations of boron: genetic variation and the mechanisms of tolerance. Aust. J. Agric. 43;

57 Power, P. P., Woods, W. G., The chemistry of boron and its speciation in plants. Plant and Soil. 193;1-13. Priece, C. A., Clark, H. E. and Funkhouser, E. A Micronutrients in Agriculture Soil sic. Soc. Am. Inc. Madison WI Reisenauer, H. M.,Walsh, L. M. and Hoeft, R. G Testing soils for sulphur, boron, molybdenum and chlorine. Soil Testing and PlantAnalyses. Soil Sci. Soc. America Inc. New York. Richards, L. A Diagnosis and Improvement of Saline and Alkaline Soils. USDA, Salinity Laboratory, Agricultural Handbook, 60; Schobert, B. and Tshesche, H Unusual solution properties of proline and its interaction with proteins. Biochem. Biophys. Acta. 541, Selçuk, F Türk buğday çeşitlerinin bor stresi altında fizyolojik ve biyokimyasal olarak incelenmesi. Yüksek Lisans. Tezi. Biyoloji Anabilim Dalı. Ankara. Severson, R. C. and Gouch, L. P Boron in mine soils and rehabilitation plant species at selected surface coal mines in Western United State J. Environ Qual. 12: Shelp, B. J Physiology and biochemistry of boron in plant. In Boron and its Role in Crop Production. Ed. U. C. Gupta. Pp CRC Pres, Boca Raton, FL. USA. Silanpaa, M Micronutrient Assessment at the Country Level: an internatinol study. FAO Soils Bulletin, Rome. Sing, G. and Rai, V. I. C Proline accumulation and drought resistance, Cicer arientinum L. Biol. Plant. 23; Singh, T. N., Aspinall, D. and Paleg, L. G Proline accumulation and varietal adaptability to drought in barley : n potential metabolic measure of drought resistance. Nature New biology 236, Stewart, C. R Role of carbohydrates in proline accumulation in wilted barley leaves. Plant Physiol. 61: Stewart, C. R., Boggess, S. F., Aspinall, D. ve Paleg, L. G Inhibition of proline oxidation by water stress. Plant Physiol. 59:

58 Stewart, G. R. and Lee, J. A The role of proline accumulation in Halophytes. Plant 120: Thomas, H Osmotic adjustment in Lolium perenne; its heritability and the nature of solute accumulation. Annals of Botany. 66: TMMOB 2001, Türkiye maden Mühendisleri Odası Adana Bölge Şubesi. Bülten Sayı 3. Mayıs-Temmuz Ülgen, N. ve Yurtsever, N Türkiye Gübre ve Gübreleme Rehberi. Toprak ve Gübre Araştırma Enstitüsü Teknik Yayın No:28 Ankara. Venter, H. A. and Currier, H. B İçinde Marschner, H Mineral Nutrition of Plants. 2nd Ed. Acedemic Press. New York. p., Vermaas, W. F. J Functional effects of structural changes in photosystem II as measured by chlorophyll fluorescence kinetics. Methods in Cell Biology vol 50; Weiser, C. J., Blaney, L. T. and Li, P İçinde Marschner, H Mineral Nutrition of Plants. 2nd Ed. Acedemic Press. New York. p., Wilcox, L. V İçinde Lowatt, C. J. and Bates, L. M Early Effect of Excess Boron on Photosynthesis and Growth of Cucurbita pepo. J. Exp. Bot. Vol. 35, No. 152; Wildes, R. A. and Neales, T. E J. Exp Bot, 20; Wolf, B The determination of boron in soil exracts, plant materials, compost, manures, water and nutrient solutions. Soil Sci and Plant Analy. 2(5): Yashu, Y., Tomohiro K., Kazuo N. and Kazuko Y. S Regulation of levels of proline as an osmolyte in plants under water stress. Plant Cell Physiology vol. 38; Yau, S. K., Nachit, M. M., Ryan, J. and Hamblin, J Phenotypic variation in borontoxicity tolerance at seedling stage in durum wheat (Triticum durum). Euphytica 83: Yelennosky, G., Accumulation of proline Citrus leaves during cold hardening of young trees in controlled temperature regimes. Plant Physiol. 64;

59 Yücel, M., Öktem, H. A., Hamboobi. H., Selçuk, Feyza Buğday ve arpada borun toksik etkisinin fizyolojik ve biyokimyasal yönlerinin araştırılması. TÜBİTAK TOATAG TARP Proje No. 2366, Proje 1/ Zhang, S., Lu. Q., Verma, D. P. S Removal of feedback inhibition of pyroline-5- carboxyate synthatase, a bifunctional enzyme catalyzing the first two steps of proline biosynthesis in plant. J. Biol. Chem. 270:

60 EK 1. Toprakta verimlilik analiz sonuçlarının değerlendirilmesinde kullanılan standart değerler Besin maddesi ve yöntem Çok Az Az Yeterli Fazla Çok Fazla Literatür N, % < 0, 045 0,045-0,09 0,09-0,17 0,17-0,32 >0,32 FAO (1990) (Kjeldalh) P, mg/kg <2,5 2,5-8,0 8,0-2, >80 FAO (1990) (NaHCO 3 ) K, me 100g <0,13 0,13-0,28 0,28-0,74 0,74-2,56 >2,56 FAO (1990) (CH 3 COONH 4 ) Zn, mg/kg 0,2 0,2-0,7 0,7-2,4 2,4-8,0 >8 FAO (1990) (DTPA) Mn, mg/kg < >170 FAO (1990) (DTPA) Az Orta Fazla Fe, mg/kg <0,2 >0,2-4,5 > 4,5 Lindsay ve Norvell (DTPA) 1978 Yetersiz Yeterli Cu, mg/kg <0,2 >0,2 Lindsay ve Norvell (DTPA) 1978 B, mg/kg <0,4 0,4-0,9 1,0-2,4 2,5-4,9 >5 Wolf (1971) (CH 3 COONH 4 ) Kuvvetli Orta Asit Hafif Asit Nötr Hafif Kuvvetli Richard Asit alkali Alkali (1954), Ph Ülgen ve Yurtsever (1:2,5 su) <4,5 4,5-5,5 5,5-6,5 6,5-7,5 7,5-8,5 >8,5 (1974) 50

61 EK 2. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fide boylarına ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması Uygulanan B Fide boyu (cm) konsantrasyonları Triticum aestivum Triticum durum Ortalama mg/kg B L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru 1149 p<0, ,1 ± 1,04 38,7 ± 0,25 38,0 ± 1,09 A 10 36,0 ± 0,55 37,1 ± 0,36 36,5 ± 0,74 B 20 36,3 ± 0,30 36,6 ± 0,21 36,4 ± 0,29 B 30 36,7 ± 0,25 37,2 ± 0,27 37,0 ± 0,34 B 40 36,0 ± 0,21 37,1 ± 0,40 36,5 ± 0,68 B 50 36,0 ± 0,45 36,8 ± 0,15 36,4 ± 0,56 B Ortalama 36,33 ± 0,66 37,3 ± 0,75 p< 0,01 51

62 EK 3. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin % kuru madde miktarına ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması Uygulanan B % Kuru madde miktarı konsantrasyonları Triticum aestivum Triticum durum mg/kg B L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru ,9 ± 3,46 26,24 ± 0, ,6 ± 1,55 26,02 ± 0, ,0 ± 1,51 25,94 ± 0, ,5 ± 2,97 26,04 ± 0, ,6 ± 1,66 25,83 ± 0, ,10 ± 4,10 25,83 ± 0,06 Ortalama 22,13 ± 2,70 26,00 ± 0,14 p< 0,01 52

63 EK 4. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin B miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması B Miktarları ( mg/g KA ) Uygulanan B p<0,01 Konsantrasyonları mg/kg B Triticum aestivum Triticum durum L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru ,37 ± 9,32 J 75,87 ± 5,09 I ,03 ± 6,65 H 262,80 ± 4,36 G ,9 ± 26,1F 585,1 ± 20,0 F ,9 ± 21,3 E 931,37 ± 9,32 D ,33 ±5,43 C 1096,4 ± 6,1 B ,3 ± 61,4 B 1228,6 ± 2,3 A 53

64 EK 5. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin oransal su içeriği ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması Oransal su içerikleri (%) Uygulanan B Konsantrasyonları mg/kg B Triticum aestivum Triticum durum L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru ,00 ± 1,00 84,33 ± 0, ,33 ± 0,58 84,00 ± 1, ,68 ± 1,16 83,67 ± 0, ,00 ± 1,00 82,67 ± 0, ,33 ± 1,52 84,67 ± 0, ,00 ± 2,00 84,00 ± 1,00 Ortalama 79,89 ± 1,18 83,89 ± 0,9 p< 0,01 54

65 EK 6. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin serbest prolin miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması Serbest Prolin Miktarları (mg/g) Uygulanan B p<0,01 Konsantrasyonları mg/kg B Triticum aestivum Triticum durum L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru ,10 ± 0,27 E 7,40 ± 0,02 I 10 12,41 ± 0,44 B 9,03 ± 0,02 G 20 13,44 ± 0,04 A 10,21 ± 0,04 E 30 10,81 ± 0,10 D 8,73 ± 0,02 H 40 11,76 ± 0,02 C 8,94 ± 0,02 GH 50 13,38 ± 0,02 A 9,28 ± 0,03 F 55

66 EK 7. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin glukoz miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması Glukoz miktarları (mg/g KA ) Uygulanan B p<0,01 Konsantrasyonları mg/kg B Triticum aestivum Triticum durum L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru ,9 ± 1,95 E 51,03 ± 3,45 C 10 57,50 ± 6,16 B 47,53 ± 1,16 CD 20 43,57 ± 1,20 DE 60,23 ± 1,63 B 30 70,07 ± 2,00 A 48,13 ± 0,64 CD 40 42,03 ± 2,02 E 44,07 ± 3,31 DE 50 47,93 ± 0,64 CD 43,83 ± 1,06 DE 56

67 EK 8. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin fruktoz miktarı (mg/g KA) na ilişkin ortalamaların Duncan testi ile karşılaştırılması Fruktoz miktarları (mg/g KA ) Uygulanan B p<0,01 Konsantrasyonları mg/kg B Triticum aestivum Triticum durum L. cv. Kıraç 66 Desf. cv. Kunduru ,97 ± 0,81 E 12,50 ± 1,08 CD 10 15,43 ± 1,01 B 12,50 ± 2,10 CD 20 14,27 ± 1,01 BC 15,80 ± 1,34 B 30 19,83 ± 0,84 A 12,08 ± 0,92 CDE 40 15, 07 ± 1,72 B 10,33 ± 1,36 DE 50 12,37 ± 0,50 CDE 11,00 ± 2,29 DE 57

68 EK 9. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin ortalama fide boyu ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel 35 24,6 Çeşit 7,47 7,47 39,26 0,000*** Uygulama 10,91 2,18 11,47 0,000*** Çeşit* uygulama 1,65 0,33 1,74 0,165 Hata 24 4,57 ***0,01 düzeyinde önemli 58

69 EK 10. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin ortalama % kuru ağırlık ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel ,47 Çeşit 134, ,135 35,69 0,000*** Uygulama 18,342 3,67 0,98 0,452 Çeşit* uygulama 15,79 3,16 0,84 0,165 Hata 24 90,19 ***0,01 düzeyinde önemli 59

70 EK 11. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin B miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel Çeşit ,87 0,000*** Uygulama ,68 0,000*** Çeşit* uygulama ,91 0,000*** Hata ***0,01 düzeyinde önemli 60

71 EK 12. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin Oransal su içeriği ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel ,56 Çeşit ,6 0,000*** Uygulama 5,22 1,044 0,94 0,473 Çeşit* uygulama 5,67 1,133 1,02 0,428 Hata 24 26,67 ***0,01 düzeyinde önemli 61

72 EK 13. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin Serbest prolin miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel ,497 Çeşit 83,845 83, ,64 0,000*** Uygulama 36,55 7,31 310,74 0,000*** Çeşit* uygulama 3,533 0,707 30,03 0,000*** Hata 24 0,57 ***0,01 düzeyinde önemli 62

73 EK 14. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin glukoz miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel ,81 Çeşit 9,51 9,51 1,42 0,244 Uygulama 1066,98 213,4 31,97 0,000*** Çeşit* uygulama 1495,11 299,02 44,8 0,000*** Hata ,21 ***0,01 düzeyinde önemli 63

74 EK 15. Farklı B konsantrasyonlarında (0, 10, 20, 30, 40, 50 mg/kg) yetiştirilen ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) ve makarnalık (Triticum durum Desf. cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinin fruktoz miktarı ile ilgili varyans analizi sonuçları Varyasyon Serbestlik Kareler Kareler F değeri P değeri kaynağı derecesi Toplamı Ortalaması Genel ,537 Çeşit 40,492 40,492 22,16 0,000*** Uygulama 105,94 21,188 11,59 0,000*** Çeşit* uygulama 112,242 22,448 12,28 0,000*** Hata 24 43,863 ***0,01 düzeyinde önemli 64

75 EK 16. Farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen B toksisitesine karşı dayanıklı ekmeklik (Triticum aestivum L. cv. Kıraç 66) buğday fidelerinden rasgele seçilen örnekler 65

76 EK 17. Farklı B konsantrasyonlarında yetiştirilen B toksisitesine karşı duyarlı makarnalık (Triticum durum Desf. Cv. Kunduru 1149) buğday fidelerinden rasgele seçilen örnekler 66