TÜRKİYE BİLİMSEL VE TEKNİK ARAŞTIRMA KURUMU

TÜRKİYE BİLİMSEL VE TEKNİK ARAŞTIRMA KURUMU THE SCIENTIFIC AND TECHNICAL RESEARCH COUNCIL OF TURKEY MAKARNALIK BUĞDAY ÇEŞİTLERİ (Triticum durum) İLE ÇORAK ÇİMİ NDE (Puccinellia distans) BOR TOKSİSİTESİNİN TEMEL FİZYOLOJİK VE BİYOKİMYASAL ÖZELLİKLERE ETKİSİNİN BELİRLENMESİ Tarım, Ormancılık ve Veterinerlik Araştırma Grubu (TOVAG) Farm, Forest and Sciences Research Grant Group

Makarnalık Buğday Çeşitleri (Triticum Durum) İle Çorak Çimi nde (Puccinellia Distans) Bor Toksisitesinin Temel Fizyolojik ve Biyokimyasal Özelliklere Etkisinin Belirlenmesi Proje No: 108O559 Yrd. Doç. Dr. Mehmet HAMURCU Prof. Dr. Sait GEZGİN Prof. Dr. İsmail TÜRKAN Doç. Dr. Erdoğan E. HAKKI Prof. Dr. Süleyman SOYLU Yrd. Doç. Dr. Mustafa YORGANCILAR ARALIK 2009 KONYA

ÖNSÖZ Bitkiler büyümeleri için dokularında farklı konsantrasyonlarda bulunmak üzere makro (N, K, Ca, Mg, P ve S) ve mikro (Fe, Zn, Mn, Cu, B, Cl, Mo ve Ni) elementlere ihtiyaç duyarlar. Karbon, oksijen ve hidrojenle birlikte bu 14 element tüm bitki dokularının ve generatif kısımlarının büyüme ve gelişmeleri için mutlak gereklidir. Yapılan araştırmalar mikro elementlere tepki bakımından bitkilerin çok geniş bir varyasyon gösterdiklerini ortaya koymaktadır. Mikroelementlerin hem fazlalığı hem de noksanlığı bitki gelişimini sınırlandırmaktadır. Bitkilerde stres faktörlerinin en önemlilerinden biri olan mikro element eksikliği veya toksisitesi; metabolizmanın işlevini engellemekte ve bitkide hasarlara neden olabilmektedir. Bitkiler diğer streslerde olduğu gibi fazla bor ile baş edebilmek için de biyokimyasal ve moleküler mekanizmalar gerçekleştirebilmektedirler. Bölge topraklarında (Konya, Afyon, Karaman, Aksaray, Niğde, Nevşehir ve Kayseri illerinde proje ekibinin 898 toprak örneği ile yapılan analiz sonucu) ortalama %18 oranında bor toksisitesinin bulunduğu, bu çalışma bünyesinde normal kültür bitkilerine oranla çok fazla miktarda bor biriktirebilen hiper akümülatör bitkiler ile ülkemiz tarımında en önemli bitki olan buğday bitkisinin bor toksik ortamlardaki gelişiminin fizyolojik esasını inceleyerek hiper akümülatör bitkilerin bünyelerinde nasıl bu kadar fazla bor elementi biriktirebildiği, hiçbir kültür bitkisinin yetişemediği yüksek miktarda bor içeren ortamlarda yetişebilmesinin nedenlerini tespit etmek, bunlarda tespit edilen fizyolojik mekanizmalardan bizler için hayati öneme sahip olan buğday bitkisinin bu tip problemli arazilerde yetiştirebilme imkânlarına yardımcı olacak bilgiler üretmek projenin temel hedefidir. Bu amaçla daha önce proje ekibi tarafından Eskişehir ili, Kırka ilçesi nde halen faaliyette bulunan bir bor (B) madeni alanında Gypsophila sphaerocephala Fenzl ex Tchihat. var. sphaerocephala, Gypsophila perfoliata L., Puccinellia distans (Jacq.) Parl. ve Elymus elongatus olmak üzere sadece 4 bitki türünün bulunduğu tespit edilmiş, bitkilerde yapılan analizlerde bor konsantrasyonunun çok yüksek olduğu ve Puccinellia distans ın Gypsophila dan sonra alanda yetişen en fazla bor biriktiren 3. bitki türü olduğu belirlenmiş, bu bitkinin tuza karşı da toleranslı olduğu da ifade edilmiştir. Puccinellia distans ın etkilenmeden yetişebildiği bor maden alanındaki topraklardaki elverişli bor konsantrasyonunun 277 mg.kg -1 olduğu ve buğdaygillerde >3 mg kg -1 da toksitenin ortaya çıktığı düşünüldüğünde bir buğdaygil olan Puccinellia distans ile ilgili yapılacak çalışmaların diğer kültür bitkileri için de önemli bilgiler içereceği düşünülmektedir. Kuraklık, tuzluluk ve bazı besin elementleriyle ilgili problemlerin arttığı, kültür bitkilerinde genetik tabanın daraldığı ve gen bankası niteliğindeki doğal floranın keşfedilemeden kaybedildiği i

günümüzde, yabani türlerin korunması ve bunların ıslah programlarında yer alması oldukça önem kazanmıştır. Bu maksatla projemizde yer alan iki türden biri Puccinellia olarak seçilmiştir. Diğer bitki türümüz ise ülkemiz için en büyük ekonomik öneme sahip olan buğday bitkisi olmuştur. Bu çalışma ile, Puccinellia ve makarnalık buğday çeşitleri farklı bor ortamlarında kontrollü olarak yetiştirilmiş ve bor uygulamasının Puccinellia ve makarnalık buğday çeşitlerinin büyüme ve gelişme parametreleri, membran geçirgenliği gibi bitkiler için hayati önemi olan konularda etkileşimleri ve toksik miktardaki bor un bitkilerin büyüme metabolizmasında meydana getirdiği değişimler belirlenmiştir. Bu bilgiler ışığında hazırlanarak Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Grubu na (TÜBİTAK) sunulan bu proje TOVAG-108O559 proje numarasıyla desteklenmiştir. Yrd. Doç. Dr. Mehmet HAMURCU ii

İÇİNDEKİLER Syf No 1- GİRİŞ... 1 2- GENEL BİLGİLER... 3 2.1. Bitkilerde Stres Faktörleri ve Savunma Sistemleri... 3 2.2. Bor un Bitkiler Üzerindeki Etkileri... 6 3- GEREÇ VE YÖNTEM... 11 3.1. Materyal.. 11 3.1.1. Bitki Materyallerinin Temini... 11 3.2. Metot... 11 3.2.1.Deneme serilerinin hazırlanması... 12 3.2.2. Analiz yöntemleri...... 13 3.2.2.1. Büyüme parametreleri...... 13 3.2.2.2. Bağıl su içeriği. 14 3.2.2.3. Bitkilerde bor analizi 14 3.2.3. Biyokimyasal parametrelerin ölçümü 15 3.2.3.1. Enzim ekstraktlarının hazırlanması... 15 3.2.3.2. Antioksidan enzim aktivite analizleri... 15 3.2.3.2.1. Süperoksit dismutaz (SOD; EC 1.15.1.1) izozim tayini... 15 3.2.3.2.2. Peroksidaz (POX; EC 1.11.1.7) enzim aktivitesinin belirlenmesi... 16 3.2.3.2.3. Katalaz (CAT; EC 1.11.1.6) enzim aktivitesinin belirlenmesi.. 16 3.2.3.2.4. Glutasyon redüktaz (GR; EC 1.6.4.2) enzim aktivite tayini.. 16 3.2.3.2.5. Askorbat peroksidaz (APX; EC 1.11.1.11) enzim aktivite tayini.. 16 3.2.3.3. Prolin analizi... 17 3.2.3.4. Lipid peroksidasyonun belirlenmesi... 17 3.3. Veri analizleri. 17 4- BULGULAR... 18 4.1. Büyüme parametreleri Bulguları... 18 4.1.1. Gövde yaş ağırlığı... 18 4.1.2. Gövde kuru ağırlığı.. 20 4.1.3. Kök yaş ağırlığı... 22 4.1.4. Kök kuru ağırlığı 24 4.1.5. Gövde boyu 26 4.1.6. Kök boyu 29 4.1.7. Bağıl su içeriği... 31 4.2. Bor Konsantrasyonu Bulguları... 33 4.2.1. Gövde bor konsantrasyonu 33 4.2.2. Kök bor konsantrasyonu 35 4.3. Antioksidant enzim aktiviteleri... 36 4.3.1. Süperoksit dismutaz izozimlerinin aktiviteleri.. 36 4.3.2. Askorbat peroksidaz enzim aktiviteleri (APX).. 37 4.3.3. Katalaz enzim aktiviteleri (CAT)... 39 4.3.4. Peroksidaz enzim aktiviteleri (POX)... 40 4.3.5. Glutasyon redüktaz enzim aktiviteleri (GR)... 42 4.3.6. Prolin bulguları... 43 4.3.7. Lipid peroksidasyon bulguları... 45 5- TARTIŞMA... 48 6- SONUÇ VE ÖNERİLER 55 7- KAYNAKLAR. 58 PROJE ÖZET BİLGİ FORMU..... 67 iii

TABLO LİSTESİ Tablo 4.1. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde yaş ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.2. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde yaş ağırlık (g) değerleri. Tablo 4.3. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde kuru ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.4. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde kuru ağırlık (g) değerleri. Tablo 4.5. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök yaş ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.6. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök yaş ağırlık (g) değerleri Tablo 4.7. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök kuru ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.8. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök kuru ağırlık (g) değerleri. Tablo 4.9. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde boyu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.10. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde boyu (cm) değerleri. Tablo 4.11. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök boyu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.12. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök boyu (cm) değerleri. Tablo 4.13. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen bağıl su içeriği değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.14. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen bağıl su içeriği (%) değerleri. Tablo 4.15. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde bor konsantrasyonu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.16. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri. Tablo 4.17. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök bor konsantrasyonu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.18. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri. Tablo 4.19. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Askorbat peroksidaz (APX) aktivite değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.20. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Askorbat peroksidaz (APX) aktivite (ünite mg -1 protein) değerleri. Syf No 18 19 20 21 23 23 25 25 27 27 29 30 31 32 33 34 35 35 37 38 iv

Tablo 4.21. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Katalaz (CAT) aktivite değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.22. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Katalaz (CAT) aktivite (ünite mg -1 protein) değerleri. Tablo 4.23. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Peroksidaz (POX) aktivite değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.24. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile P. distans (Jacq.) bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Peroksidaz (POX) aktivite (ünite mg -1 protein) değerleri. Tablo 4.25. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Glutasyon redüktaz (GR) aktivite değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.26. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile P. distans (Jacq.) bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Glutasyon redüktaz (GR) aktivite (ünite mg -1 protein) değerleri. Tablo 4.27. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen prolin değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.28. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinellia distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen prolin değerleri (µmol prolin g -1 ) Tablo 4.29. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Malondialdehit miktarı (MDA) değerlerine ait varyans analiz sonuçları. Tablo 4.30. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile P. distans (Jacq.) bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Malondialdehit miktarı (MDA) (nmol g -1 yaş ağırlık) değerleri. 39 39 40 41 42 42 44 44 45 46 v

ŞEKİL LİSTESİ Şekil 4.1. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde yaş ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.2. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde kuru ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.3. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök yaş ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.4. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök kuru ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.5. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde boyu (cm) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.6. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök boyu (cm) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.7. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında bağıl su içeriği (%) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.8. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.9. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerlerinde gözlenen değişimler. Şekil 4.10. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında Askorbat peroksidaz (APX) aktivitesinde (ünite mg -1 protein) gözlenen değişimler. Şekil 4.11. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında Katalaz (CAT) aktivitesinde (ünite mg -1 protein) gözlenen değişimler. Şekil 4.12. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile P. distans (Jacq.) bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında Peroksidaz (POX) aktivitesinde (ünite mg -1 protein) gözlenen değişimler. Şekil 4.13. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında Glutasyon redüktaz (GR) aktivitesinde (ünite mg -1 protein) gözlenen değişimler. Şekil 4.14. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile P. distans (Jacq.) bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında prolin değerlerinde (µmol prolin g -1 ) gözlenen değişimler. Şekil 4.15. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında Malondialdehit miktarında (MDA) (nmol g -1 yaş ağırlık) gözlenen değişimler. Syf No 19 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 41 43 45 46 vi

RESİM LİSTESİ Syf No Resim 1. Eskişehir Kırka Bor Maden Yatağı 11 Resim 2. Eskişehir Kırka Bor Maden Yatağında Yetişen Puccinellia distans 11 Bitkisi Resim 3. Proje Desteği ile Kurulan Bitki Fizyolojisi Laboratuvarı 12 Resim 4. Kontrollü Şartlarda Yetiştirilen Buğday ve Puccinellia distans Bitki Resimleri Resim 5. Araştırmada uygulanan bor dozlarının Kızıltan-91 (K), Çakmak-79 (Ç) ve Puccinellia distans (P) bitkileri üzerine etkisi Resim 6. Araştırmada uygulanan 500 mg B kg -1 dozunun Kızıltan-91 (K), Çakmak-79 (Ç) ve Puccinellia distans (P) bitkileri üzerine etkisi. Resim 7. Makarnalık buğday çeşitleri Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitleri ile Puccinellia distans bitkisinin gövde sürgünelrinde gözlenen SOD izozim aktiviteleri. 13 29 29 37 vii

ÖZET Bor elementi bitkiler için gerekli optimum miktarı ile toksisite sınırı çok yakın olan bir elementtir. Yeterli bora sahip olan topraklarda yetişen bitkilerin bor içerikleri 25 100 mg kg -1 arasında değişmektedir. Gerek duyulan borun çok az da olsa fazlası bor noksanlığında olduğu gibi pek çok bitki tür veya varyetesinin gelişmesi üzerine olumsuz etki yapmakta ve gelişme çoğu kez durmaktadır. Bitki türleri arasında olduğu gibi aynı türün çeşitleri arasında da bora duyarlılıkta büyük farklılıkların olduğu ve bu farklılıkların nedeninin de bitkilerin bor toksisitesinden aynı derecede fizyolojik olarak etkilenmemesinden kaynaklanmaktadır. Ülkemiz tarım arazilerinin %80 nini kaplayan tahıllar bora karşı duyarlı bitkilerdir. Buğday yetiştirme ortamında 3 mg kg -1 a kadar boru tolere etmekte ve bu dozun üzerindeki bordan ise olumsuz yönden etkilenmektedir. Bununla birlikte buğdaya göre bünyesinde 10 15 kat daha fazla bor biriktirebilen ve buğdaygiller familyasında yer alıp bor toksisitesine aşırı tolerans gösteren Puccinellia distans bitkisi önemli bir model bitki olarak karşımızda durmaktadır. Araştırmada bor stresine karşı dayanıklılık dereceleri daha önce belirlenmiş olan iki makarnalık buğday çeşidi ile Puccinellia distans bitkisine toksik seviyede uygulanmış olan borun, büyüme parametreleri (kök ve gövde), bağıl su içeriği, bitkilerde biriken bor miktarları, prolin, malondialdehit miktarları ve süperoksit dismutaz izozimleri (SOD), askorbat peroksidaz (APX), katalaz (CAT), peroksidaz (POX) ve gulutasyon redüktaz (GR) gibi antioksidant enzim aktiviteleri bakımından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Makarnalık buğday çeşitlerinde toksik seviyede bor uygulanasına bağlı olarak kök ve gövde gelişiminin olumsuz yönde etkilendiği ve bitki gelişiminin gerilediği görülmüştür. Araştırma bitkilerinden Puccinellia distans ta ise toksik seviyede bor uygulamasına bağlı olarak bitkide herhangi bir gelişme geriliği ve toksisite belirtisi olmaz iken, araştırmada uygulanan en yüksek doz olan 500 mg kg -1 B dozunda dahi makarnalık buğday çeşitlerinin etkilenme oranalarından çok daha az oranlarda azalmalar olduğu belirlenmiştir. Araştırmada kullanılan bitkilerin bor konsantrasyonaları bor uygulamasına bağlı olarak artış göstermiş, ancak Puccinellia distans bitkisindeki artış oranı makarnalık buğday çeşitlerindeki kadar yüksek olmamıştır. Makarnalık buğday çeşitlerinin askorbat peroksidaz (APX) ve katalaz (CAT) aktivite değerleri bor dozlarındaki artışla artarken, Puccinellia distans bitkisinde azalmıştır. Süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POX) ve glutasyon redüktaz (GR) aktivite değerleri araştırmada kullanılan bitkilerde bor uygulamasına bağlı olarak artış göstermiştir. Prolin miktarları makarnalık buğday çeşitlerinde artış gösterirken Puccinellia distans bitkisinde azalma göstermiştir. Araştırma sonucunda Puccinellia distans bitkisi makarnalık buğday çeşitleri ile mukayese edildiğinde, Puccinellia distans bitkisinin katalaz viii

(CAT) aktivite değerlerinin makarnalık buğday çeşitlerine oranla ortalama 28 kat, glutasyon redüktaz (GR) aktivite değerlerinin 5 kat fazla miktarda bulunduğu belirlenmiştir. Anahtar Sözcükler: Makarnalık buğday, Puccinellia distans, bor toksisitesi, antioksidan enzimler, prolin, lipid peroksidasyon ix

ABSTRACT Boron content of plants grown in soil with adequate boron varies between 25 and 100 mg kg -1. Excessive boron, even a minute amount in excess of the required, just like in the case of the deficiency, has negative effects on growth of most plant species and or varieties and usually the plant development ceases. Extensive inter- and intraspecies differences exist between plants when boron sensitivity is concerned. These differences in plants are due to disparities in their physiological responses. Cereals that cover 80% of the agricultural land in Turkey are highly boron sensitive plants. While they tolerate up to 3 mg boron kg -1 soil, they are adversely affected above this level. Today, food acquisition has utmost importance, hence reducing yield losses in our staple crop, wheat, due to boron toxicity in our region requires special attention. This probably will be possible only when the physiological mechanisms of boron in plants will be determined. Our previous studies have revealed the potential of a model plant, namely Puccinella distans, that is capable of accumulating up to 10-15 times more boron as compared with wheat. Concerning wheat, there is a need to develop superior genotypes that can tolerate boron or are boron-efficient. The aim of this study was to scrutinize the physiological mechanism of the B- accumulator P. distans and by comparing these findings with that of the wheat supply valuable information to the plant breeders that target variety development for the agricultural lands with B problems. In this study, boron was applied, in the form of boric acid, at a toxic level to Puccinellia distans and to two durum wheat varieties (Kiziltan-91 and Çakmak-79) of which durabilities against boron were previously determined. Growing parameters (root and shoot), relative water content, net photosynthetic efficiency, amounts of boron accumulated in plants, proline contents, amounts of malondialdehyde and antioxidant enzyme activities such as superoxide dismutase isozymes (SOD), ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), peroxidase (POX) and glutation reductase (GR) were determined in order to acquire information on the physiological mechanism of B within plants. Roots and shoots of durum wheat varieties were negatively effected from boron toxicity while P. distans was only slightly effected even at highly toxic levels of boron (500 mg kg -1 B). Boron concentration of plants were increased based on the level of boron applied but the increase was lower at P. distans. While the the activites of the enzymes ascorbate peroxidase (APX) and catalse (CAT) were increased in durum wheat they were decreased in P. distans. On the other hand, all the plants used in the experiments increased their superoxide dismutase (SOD), Peroxidase (POX) and glutation reductase (GR) activities based on the x

level of boron applied. Proline accumulations were also contradictory between the durum wheat and the P. distans that presented a decrease in the amount of prolin. CAT activites of P. distans were found to be 28 times higher the GR activities were 5 times higher than the durum wheat. Results of the project are expected to have important contributions to the element acquisition and transfer as well as, development of superior plant genotypes and thus widen the agricultural land. Key Words: Durum wheat, Puccinella distans, boron toxicity, antioxidant enzyme, proline, lipid peroxidase xi

TEŞEKKÜR Araştırma süresince laboratuar çalışmalarındaki özverili yardımlarından dolayı sevgili arkadaşlarım Yrd. Doç Dr. A. Hediye SEKMEN, Yrd. Doç. Dr. Tijen DEMİRAL ve Arş. Gör. Evren YILDIZTUGAY a, araştırmada kullandığım tohumların sağlanmasında yardımcı olduğu için Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü Kırka Bor İşletme Müdürlüğü ne ve projeyi destekleyerek fizyoloji laboratuarının kurulmasına ve çalışmaların sağlıklı bir şekilde yürümesine olanak sağlayan, TÜBİTAK a en içten teşekkürlerimi ve şükranlarımı sunarım. Yrd. Doç. Dr. Mehmet HAMURCU Proje Yürütücüsü xii

1-GİRİŞ Bitkilerde stres faktörlerinin en önemlilerinden biri olan mikro element eksikliği veya toksisitesi; metabolizmanın işlevini engellemekte ve bitkide hasarlara neden olabilmektedir. Bitkiler büyümeleri için dokularında farklı konsantrasyonlarda bulunmak üzere makro (N, K, Ca, Mg, P ve S) ve mikro (Fe, Zn, Mn, Cu, B, Cl, Mo ve Ni) elementlere ihtiyaç duyarlar. Mikro elementlerin sadece noksanlığı değil, aynı zamanda gereğinden fazla bulunması da bitki gelişimini sınırlandırmaktadır. Bunlar içerisinde yer alan borun kültür bitkileri için mutlak gerekli bir besin elementi olduğu yaklaşık 50-60 yıldır bilinmesine rağmen bitki bünyesindeki fonksiyonları tam olarak anlaşılmış değildir. Yeterli bora sahip olan topraklarda yetişen bitkilerin bor içerikleri 25 100 mg kg -1 arasında değişmektedir. Gerek duyulan borun çok az da olsa fazlası bor noksanlığında olduğu gibi pek çok bitki tür veya varyetesinin gelişmesi üzerine olumsuz etki yapmakta ve gelişme çoğu kez durmaktadır. Bitki türleri arasında olduğu gibi aynı türün çeşitleri arasında da bora duyarlılıkta büyük farklılıkların olduğu ve bu farklılıkların nedeninin de bitkilerin bor toksisitesinden aynı derecede fizyolojik olarak etkilenmemesinden kaynaklanmaktadır. Ülkemiz tarım arazilerinin %80 nini kaplayan tahıllar bora karşı duyarlı bitkilerdir. Buğday yetiştirme ortamında 3 mg kg -1 a kadar boru tolere etmekte ve bu dozun üzerindeki bordan ise olumsuz yönden etkilenmektedir. Gıda temininin en büyük problem olduğu günümüzde en büyük gıda kaynağı olan buğdayda bor toksisitesinden kaynaklanan verim kayıplarını bölgemizde en aza indirmek için özel ilgiye ihtiyaç vardır. Bu da ancak borun bitki bünyesindeki fizyolojik etki mekanizmasını ortaya çıkarmakla mümkün olacaktır. Bu etki mekanizmasını ortaya çıkarmada fakültemiz araştırma grubu tarafından yapılan çalışmalarda tespit edilen ve buğdaya göre bünyesinde 10 15 kat daha fazla bor biriktirebilen ve buğdaygiller familyasında yer alıp bor toksisitesine aşırı tolerans gösteren Puccinellia önemli bir model bitki olarak karşımızda durmaktadır. Ülkemizin en önemli bitkisi olan buğday için bor elementine toleranslılık veya etkinlik bakımından üstün genotiplerin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmanın esası da bünyesinde aşırı bor biriktirebilen Puccinellia bitkisindeki fizyolojik mekanizmayı irdeleyip bunu buğday bitkileri ile kıyaslayıp gelecekteki ıslah çalışmalarında bor yönünden problemli arazilerde yetiştirilebilecek çeşit ıslahı ve diğer bilim dallarında yapılacak çalışmalara fizyolojik açıdan bir ışık tutmak amaçlanmıştır. Çalışmada bor stresine karşı dayanıklılık dereceleri daha önce belirlenmiş olan iki makarnalık buğday çeşidi ile Puccinellia ya toksik seviyede uygulanacak borun, büyüme parametreleri (kök ve gövde), bağıl su içeriği, net fotosentetik verim, bitkilerde biriken bor miktarları, 1

prolin, malondialdehit miktarları ve süperoksit dismutaz izozimleri (SOD), askorbat peroksidaz (AP), katalaz (CAT), peroxsidaz (POX) ve gulutasyon reduktaz (GR) gibi antioksidant enzim aktiviteleri bakımından karşılaştırmalı olarak incelenerek borun bitki bünyesindeki fizyolojik mekanizması hakkında bilgiler elde edilmeye çalışılmıştır. Proje sonuçlarının, element alımı, taşınması ve dayanıklılık mekanizmasının anlaşılmasına olduğu gibi üzerinde çalışılan bitki türlerinin genetik olarak geliştirilmesine, mikro element problemli alanlarda ekim alanlarının ve besin değerinin artırılması yolunda önemli katkılarda bulunması beklenmektedir. 2

2-GENEL BİLGİLER 2.1. Bitkilerde Stres Faktörleri ve Savunma Sistemleri Topraktaki minerallerin oranları bölgeler arasında büyük değişiklikler göstermektedir. Bitkilerin gelişmeleri esnasında besin elementlerine ihtiyaçları birbirinden çok farklıdır. Mikroelementlerin eksikliğinde, türler arası ve tür içi geniş farklılıklar göstermekle birlikte, tüm bitkiler strese girer. Diğer taraftan, bu mikroelementlerin ortamda bitkinin ihtiyaçlarından fazla bulunması bitkileri yine strese sokar ve toksite belirtileri başlar. Bu genel kuralın dışında yer alan bitkiler de vardır. Belli bazı mikroelementlerin çok yüksek dozlarda bulunduğu ortamlarda rahatlıkla yaşamını sürdürebilen bu bitkiler, hiperakümülatör bitki olarak adlandırılmaktadır. Ayrıca bu bitkiler bulundukları ortama adapte olmuştur ve toksik derecede yüksek konsantrasyondaki bor u bünyelerine almama veya daha da önemlisi, bol miktarda alarak çeşitli organlarında güvenli depolama yeteneği geliştirmişlerdir. Bu tarz bitkiler, hergün biraz daha fazla kirlenen toprakların ucuz bir şekilde temizlenmesi potansiyeline sahiptir ve geniş kullanım alanı bulabileceklerine inanılmaktadır. Bunun da ötesinde kültür bitkilerinden, mikroelement eksikliği görülen topraklarda etkin bir şekilde yetişen ve alım mekanizmasını daha fazla çalıştırarak ihtiyaç duyduğu mikroelementleri rizosferden alan çeşitler geliştirilmesi için bu alım, biriktirme mekanizmalarının anlaşılması gereklidir. Benzer şekilde mikroelement fazlalığı olan alanlarda da uygun kültür bitkilerinin yetiştirilmesi için, bu defa belki mekanizmanın yavaş çalışması ya da bitkinin topraktan aldığı elementleri zararsız bir yerde depolayabilmesi (örn. vakuolde) yönünde bitkinin tasarlanması veya geliştirilmesi gerekecektir. Doğal ortamlarında meydana gelen çevresel değişimlere karşı canlılar çeşitli içsel ve mekanik tepkiler gösterirler (EDREVA, 1998). Herhangi bir stres faktörü ile karşılaşan bitkilerde biyokimyasal ve fizyolojik olarak çeşitli tepkiler oluşmaktadır. Oluşan stres faktörleri; gen/genlerin fizyolojik etkileri ile hücresel metabolizma değişimlerinin, büyüme oranları ve ürün miktarlarının değişimine kadar çok çeşitli tepkilere neden olurlar (BRAY ve ark., 2000). Bitkilerde stres faktörlerinin en önemlilerinden biri olan besin elementlerinin eksikliği veya toksisitesi; metabolizmanın işlevini engellemekte ve bitkide hasarlara neden olabilmektedir. Bitkiler diğer streslerde olduğu gibi borla da baş edebilmek için biyokimyasal ve fizyolojik mekanizmalar geliştirmişlerdir. Biyokimyasal stratejiler; seçici iyon birikimi veya dışlanması, köklerle alınan iyonların kontrolü ve yapraklara taşınımı, tüm hücre düzeyinde veya hücresel boyutta iyonların dağılımı, uyumlu bileşiklerin sentezi, fotosentetik yolun değişmesi, membran yapısındaki değişimler, antioksidant enzimlerin ve bitki hormonlarının indüksiyonu olarak sıralanabilirler (SEÇKİN, 3

2005). Antioksidant savunma sistemi; aerobik canlılar için toksik olan oksijen ara ürünlerinin zararsız hale getirilmesinde enzimatik ve enzimatik olmayan savunma mekanizmaları sayesinde hücreleri oksidatif zararlara karşı korumaktadır. Enzimatik olmayan antioksidantlar mannitol, sistein, hidrokinin, C ve E vitaminleri, flavanoidler, bazı alkoloidler, karotinoidler ve ksantofiller olarak, enzimatik antioksidantlar ise süperoksit dismutaz (SOD), peroksidaz (POX), askorbat peroksidaz (APOX), katalaz (CAT) ve glutasyon redüktaz (GR) lar olarak sayılabilirler (HALLIWELL ve GUTTERIDGE, 1989; BOWLER ve ark., 1992; ÇAKMAK ve ark.,1993; RASCIO ve ark., 1994; LOPEZ ve ark.,1996; RENARD ve ark.,1997; ASADA, 1999). Strese karşı gösterilen tepki; stresin şiddetine, süresine, stresten etkilenmiş olan bitkilerin gelişim aşamasına, doku tipine ve birçok stresin etkileşimlerine bağlıdır (KOCA, 2002). Bitkilerde stresten korunma mekanizmaları, bitki dokularında stres faktörlerinin azaltılmasına veya önlenmesine yönelik olmaktadır. Strese tepki olarak bitkilerde; yaprak ayasının kalınlığı, stomaların büyüklüğü, sıklığı ve kütikulanın kalınlığı değişmektedir (ACAR, 1999). Bitkilerde strese tolerans mekanizması; doku ile organel düzeyinde moleküler seviyede gerçekleşir ve oluşan stres etkisinin azaltılmasını veya tolere edilmesini kapsamaktadır (EDREVA, 1998). Bitkiler için temel bileşenlerden olan oksijen; moleküler oksijenin (O 2 ) suya (H 2 O) indirgenmesi yoluyla bitkiler için enerji kaynağı oluşturmaktadır. Oksijenin indirgenmediği durumlarda ise biyolojik molekülleri okside edebilen aktif oksijen türleri (AOS) oluşmaktadır (SEÇKİN, 2005). Bu aktif oksijen türleri olan hidrojen peroksit (H 2 O 2 ), süperoksit (O - 2 ) radikalleri, hidroksil radikalleri ( - OH) ve tek değerlikli oksijen (O 2 ) türleri bitki hücrelerinde kloroplastlarda, mitokondrilerde ve peroksizomlarda meydana gelen oksidatif reaksiyonlarla üretilebilmektedirler. Moleküler oksijen (O 2 ) oldukça kararlı bir yapıya sahip olmasına karşın, yaşamsal reaksiyonların rastlanabilir bir sonucu olarak veya stresierin teşvikiyle oluşan bu aktif oksijen türleri, koruyucu mekanizmaların işlev görmediği durumlarda, sadece bitkilerin değil, herhangi bir aerobik organizmanın hücre yapı ve işlevlerine zarar verebilmektedirler (DEMİRAL, 2003). Stressiz koşullarda, bitkilerin antioksidant savunma sistemleri, aktif oksijen türlerine karşı gerekli korunmayı sağlamaktadırlar (ÇAKMAK ve ark., 1993). Ancak stres faktörleri ortaya çıktığında meydana gelen stresin; bitki dokularına zarar veren oksijen türlerinin, aktif oksijen türlerinin, üretimini arttırma potansiyeline sahip oldukları bildirilmiştir (SAIRAM ve SRIVASTAVA, 2002). Bitkiler kendilerine zarar veren bu oksijen türlerine karşı son derece gelişmiş ve 4

karmaşık bir antioksidant sistemine sahiptirler. Bu sistem sayesinde bitkilerde antioksidant enzimler ile düşük moleküler ağırlıktaki antioksidantlar meydana gelirler (ALLEN, 1995). Antioksidant savunma sistemi; aerobik canlılar için toksik olan oksijen ara ürünlerinin enzimatik ve enzimatik olmayan savunma mekanizmaları sayesinde zararsız hale getirilmesiyle, hücreleri oksidatif zararlara karşı korumaktadır. Süperoksit dismutaz; savunma mekanizmasının ilk basamağı olan süperoksitin oksijen ve H 2 O 2 'ye dönüşümünü gerçekleştirmektedir. Süperoksit radikali kimyasal bakımdan çok kararsız bir moleküldür. Bu radikal hücrede var olan Fe 3+ ve Cu 2+ metal iyonlarını indirger ve kararlı hale geçer (O 2 ). O 2 - + Fe +3 (Cu) +2 O 2 + Fe +2 (Cu) + Süperoksit radikali bu aşamada etkisiz hale getirilmezse, metabolizmada herhangi bir yok edilme mekanizması bulunmayan hidroksil radikali ( - OH) oluşur. Tilakoid zarında bulunan bir metalloenzim olan süperoksit dismutaz, serbest oksijen radikallerinin, H 2 0 2 ve 0 2 'ne dönüşümünü kataliz eden antioksidant savunma sisteminin en önemli enzimidir (BOWLER ve ark., 1992). SOD 2O - 2 +2H + H 2 O 2 +O 2 Katalaz, bitkilerde genellikle peroksizomlarda ve glioksizomlarda bulunmaktadır. Başlıca görevi; fotorespirasyon ya da glioksizomlarda yağ asitlerinin β oksidasyonu sırasında oluşan H 2 0 2 'i su ve oksijene ayrıştırarak zararsız hale getirmektir (LAZAROW ve FUJUKI, 1985). Peroksidaz, biyokimyasal ve fizyolojik süreçlerde etkili olduğu gibi çevresel stresiere cevapla da ilişkilidir (MATAMOROS ve ark., 2003). Bitkiler çevresel stres altında aktif oksijeni uzaklaştıran enzim aktivitelerini arttırırlar. Enzim aktivitilerinin artışına parelel olarak enzimlere ait proteinlerin ve mrna'ların miktarları da artar (SATOH ve MURATA, 1998). Bitkiler sahip oldukları yüksek antioksidant enzimler sayesinde farklı çevresel streslere karşı cevap ve tolerans sağlamaktadırlar (ÇAKMAK ve ark., 1993; ACAR ve ark., 2001; SATO ve ark., 2001; BOR ve ark., 2003; TÜRKAN ve DEMİRAL, 2004). 5

2.2. Bor un Bitkiler Üzerindeki Etkileri Bitkilerde stres faktörlerinin en önemlilerinden biri de besin elementlerinin eksikliği veya toksisitesidir. Bunlar metabolizmanın işlevini engellemekte ve bitkide çeşitli zararlara neden olabilmektedirler. Bitkiler tarafından eser miktarda gereksinim duyulan, eksikliği ve toksisite sınırı birbirine en yakın element bor'dur (BROWN ve ark., 2002). Yeryüzünün 51. yaygın elementi olan bor toprakta, kayalarda ve suda yaygın olarak bulunan bir elementtir. Toprağın bor içeriği genelde ortalama 10-20 ppm, deniz suyunda 0,5-9,6 ppm, tatlı sularda ise 0,001-1,5 ppm sınırları içindedir. Yüksek konsantrasyonda ve ekonomik düzeydeki bor kaynakları, bor' un oksijenle bağlanmış bileşikleri olarak daha çok Türkiye (rezervelrin yaklaşık %70 i) ve Amerika'nın kurak volkanik ve hidrotermal aktivitelerinin yüksek olduğu bölgelerde bulunmaktadır (EDİZ ve ÖZDAY, 2001). Kurak ve yarı kurak iklim bölgeleri topraklarının fazla B içermesi, söz konusu bölgelerde yetiştirilen kültür bitkilerinde ve özellikle tahıllarda B toksisitesinin çok yaygın olan bir beslenme problemi olmasına yol açmaktadır. Örneğin, Güney Avustralya'da kurak ve yarı kurak bölgelerden alınan bitki ve toprak örneklerinde çok yüksek B konsantrasyonlarına rastlanmıştır (CARTWRIGHT ve ark., 1984; 1986). Güney Avustralya'da yaygın tahıl üretiminin yapıldığı alanlarda topraklarda doğal olarak bulunan B'un tahıllarda (özellikle arpada) B toksisitesine yol açtığı ve ayrıca söz konusu bölgelerde yetiştirilen buğday, yulaf, bezelye ve mera bitki türlerinde önemli verim düşüşlerine neden olduğu kaydedilmiştir (CARTWRIGTH ve ark., 1984; 1986). Aynı bölgede B toksisitesinin arpa yetiştiriciliğini önemli bir şekilde sınırlandırdığı (arpada bora hassasiyet yüksektir) ve B toksisitesinden kaynaklanan tane verim azalmasının %17'den fazla olduğu saptanmıştır (CARTWRIGHT ve ark., 1984). Gezgin ve ark. (2002), Orta Güney Anadolu tarım bölgesinden toplanan 898 toprak örneğinin analiz sonuçlarına göre, elverişli B miktarı toprakların % 26.6 sında 0.5 mg kg -1 B dan düşük, % 24.9 unda 0.5-1 mg kg -1 B, % 30.5 inde 1-3 mg kg -1 B, % 8.1 inde 3-5 mg kg -1 B, % 6.3 ünde 5-10 mg kg -1 B, % 3.6 sında ise >10 mg kg -1 B şeklinde olduğunu tespit etmişlerdir. Bu oranlar dikkate alındığında, bölgedeki tarım arazilerinin yaklaşık %18 i tahıllar açısından yüksek B içeriğine sahip olduğu anlaşılmaktadır. Ayrıca bu araştırmada toprakların elverişli B miktarı ile organik madde (r = 0.29**), elektriksel iletkenlik (r = 0.56**) ve kil miktarları (r = 0.23**) arasında pozitif, kireç (r = -0.24**), kum (r = -0.24**) ve Mn miktarları (r = -0.23**) arasında ise negatif ilişkiler belirlemişlerdir. 6

Bor toksitesi dünyada ve Türkiye de özellikle kurak ve yarı-kurak bölge topraklarında yaygın ve genelde lokal olarak görülen bir mineral beslenme problemidir (SILLANPAA, 1982; KALAYCI ve ark., 1998). Bor noksanlığının olduğu alanlarla karşılaştırıldığında B bakımından zengin topraklar daha az yaygın olmasına rağmen çoğu zaman dünyanın farklı bölgelerinde görülen verim düşüşlerinin başta gelen nedenleri arasında gösterilmektedir (CARTWRIGHT ve ark., 1986). Bor toksisitesinin bitkilerin kök ve yeşil aksam büyümesini engelleyen ve tane verimini ciddi bir şekilde sınırlayan bir mikro element problemi olduğu bildirilmiştir. Ayrıca B toksisitesinin buğdayda özellikle bitki boyunun uzamasını ve yeşil aksam gelişimini durduran (PAULL ve ark., 1990), büyümeyi geciktiren (PAULL ve ark., 1988) ve kök gelişimini azaltan (HUANG ve GRAHAM, 1990) bir problem olduğu çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir. Torun ve ark. (1999), Konya koşullarında yetiştirilen 22 buğday çeşidinin B toksitesine duyarlılığını sera ve tarla koşullarında araştırmışlardır. Diğer bitki türleriyle karşılaştırıldığında B toksitesinden kaynaklanan verim kayıplarının tahıllarda daha büyük boyutlarda olduğu bildirilmiştir. Bordan kaynaklanan verim kayıplarının ekmeklik çeşitlerle karşılaştırıldığında makarnalık buğdaylarda oldukça fazla olduğu görülmüş, kuru madde veriminde azalmaların makarnalık buğday çeşitlerinde farklı olmamasına karşılık ekmeklik buğday çeşitleri arasında oldukça farklı olduğu saptanmıştır. Topraktaki B fazlalığına karşı bitkilerin farklı reaksiyon gösterme nedenlerinin çeşitten çeşide farklılık gösterdiği saptanmıştır. Bazı çeşitlerin dokularında daha az B biriktirebilme yeteneğine sahip olması ve bazı çeşitlerin ise doku düzeyinde alınan boru tolere edebilme yeteneğine sahip olması veya olmamasından dolayı bora farklı reaksiyon gösterebilmektedirler. Buğday çeşitlerinin bora farklı dayanım göstermelerinin yeşil aksamdaki B konsantrasyonu veya yeşil aksamdaki toplam B miktarı ile doğrudan ilişkili olmadığı görülmüştür. Deneme sonuçlarından ayrıca, B toksisitesine karşı çeşitlerin dayanıklılık sıralamasını sera ve tarla koşullarında hemen hemen benzer olduğu ortaya çıkmıştır. Bu da çok sayıda çeşidin bora karşı reaksiyonlarının tarla koşullarında test edilmeden önce sera koşullarında test edilebileceğini göstermektedir. Yüksek B uygulamaları altında veya B toksitesine sahip bir toprakta yetiştirilen genotiplerin B toksitesine duyarlılığı hakkında ön bilgi edinmede, B toksitesinin yaprakta neden olduğu belirtilerin derecesinin belirlenmesi oldukça güvenilir bir parametre olarak bulunmuştur. Furio, Riogrande, Sele, DK 743, Helix, Missouri, Betor ve Poker mısır çeşitlerinin B toksisitesine duyarlılıkları sera koşullarında araştırılmıştır. Toprağa B; 0, 10 ve 30 mg kg -1 7

düzeylerinde H 3 BO 3 formunda uygulanmıştır. Deneme sonunda bitkilerin yaş ve kuru ağırlıkları ile B konsantrasyonları belirlenmiştir. Yaş ve kuru bitki ağırlıkları ile bitkilerin B konsantrasyonları arasındaki ilişkilerden yararlanılarak mısır çeşitlerinin B toksitesine duyarlılıkları ortaya konulmuştur. Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre yaş ve kuru ağırlık bakımından bitkilerin B toksisitesine duyarlılıkları yüksekten düşüğe doğru Helix, Riogrande, Furio, Poker, Sele, Missouri, DK 743, Betor şeklinde sıralanmıştır. Genel olarak yüksek bora duyarlılıkları düşük olan çeşitlerin yüksek olan çeşitlere göre daha fazla B içerdikleri belirlenmiştir (GÜNEŞ ve ark., 2000). Bergmann (1992), bitki bünyesinde kritik bor noksanlık seviyelerini buğdaygillerde (örneğin arpa, buğday vb.) 5-10 mg B kg -1, çift çenklilerde (örneğin üçgül v.b.) 20-70 mg B kg -1 ve haşhaşta 80-100 mg B kg -1 olarak bildirmiştir. Taban ve Erdal (2000), bor uygulamasının buğday çeşitlerinin gelişimi ve toprak üstü aksamda bor dağılımının belirlenmesi amacıyla yaptıkları çalışmada, killi tın tekstürlü, %12 kireç içeren, ph sı 7.91 ve bitkiye yarayışlı bor miktarı 1.52 mg kg -1 olan toprak örneğini materyal olarak kullanmışlar. Serada 4 ekmeklik (Triticum aestivum L. cv: Bobal-2973, Bezostaja, Kıraç, Gerek-79) ve makarnalık (Triticum durum L. cv: Çakmak-79 ve Kızıltan- 91) buğday çeşitleri ile yürüttükleri denemede, topraklara bor 0,1 ve 10 mg B kg -1 olacak şekilde borik asit olarak uygulamışlardır. Makarnalık çeşitlerin ekmeklik çeşitlere göre bordan daha fazla etkilenmiş olduğunu ve bor uygulamasının Bolal-2973 ve Gerek-79 çeşitlerinde kuru ağırlık artışına, Çakmak-79 ve Kızıltan-91 çeşitlerinde ise kuru ağırlık azalışına neden olduğunu belirlemişlerdir. Aynı araştırmada bor uygulandığında ve uygulanmadığında, buğday çeşitlerinin tümünde en fazla bor u yaprak ucunda belirlemişlerdir. Toprağa bor uygulanmadığında, çeşitlerin toprak üstü bitki genelinde, yaprak genelinde ve ucu alınan yaprağın kalan kısmında belirlenen bor konsantrasyonları arasında belirgin bir farklılık belirlememişlerdir. Toprağa bor uygulandığında, çeşitlerin bora tepkilerinin ayırımlı olmasından dolayı, toprak üstü bitki genelinde, yaprak genelinde ve ucu alınan yaprağın kalan kısmında belirlenen bor konsantrasyonları birbirlerinden farklı olduğunu bulmuşlardır. Soylu ve ark. (2004) ise, tahıllar için düşük B ihtiva eden (0.19 mg kg -1 ) topraklarda, tarla koşullarında yaptıkları çalışmada 6 makarnalık buğday çeşidine (Kızıltan-91, Ç-1252, Selçuklu-97, Kunduru-1149, Yılmaz-98 ve Çakmak-79) 4 farklı B dozu (0, 1, 3 ve 9 kg B ha - 1 ) uygulamışlardır. İki yıl süren araştırma sonucunda, makarnalık buğday çeşitlerinin B dozlarına önemli derecede genotipik farklılık gösterdiğini tespit etmişlerdir. Hektara 3 kg B 8

uygulaması ile Kızıltan-91 çeşidinde % 38 lik oranla en yüksek verim artışı sağlanırken, Çakmak-79 çeşidinde aynı dozda % 11 lik verim artışı kaydedilmiştir. Altı çeşidin ortalama tane verimi incelendiğinde verimde 1 kg ha -1 B uygulaması ile % 11, 3 kg ha -1 ile % 9 ve 9 kg ha -1 ile % 7 artış olduğu görülmüştür. Çeşitlerin bayrak yapraklarındaki B miktarları B dozlarının artışı ile ritmik bir artış göstermiş, kontrol parsellerinde 11.1 mg kg -1 olan B konsantrasyonu 1, 3, 9 kg ha -1 B uygulamalarında sırasıyla 14.67, 17.33 ve 24.28 mg kg -1 olmuştur. Sonuç olarak makarnalık buğdayların B eksikliğine karşı hassasiyet gösterdiği tespit edilmiştir. Bora tepki yönünden buğday çeşitleri arasında önemli genotipik farklılıkların ortaya çıkması B eksikliğine hassas veya toleranslı genotiplerin belirlenerek bölge topraklarına uygun çeşitlerin tespit edilmesi gerektiğini ifade etmişlerdir. Rerkasem ve Jamjod (2004), buğdayda B eksikliğinin 1960 yılından beri bilindiğini ve buğdayın B eksikliğine dikotiledon bitkilerden daha fazla eğilimli olduğunu belirtmişlerdir. B fazlalığının buğdayda büyüme ve gelişmeyi etkilediği bilinmekte, eksikliği ise ticari açıdan önemli derecede verim kayıplarına neden olmaktadır. Buğday genotiplerinin bora karşı tepkileri bakımından farklılık gösterdiği, bazı genotiplerin düşük borlu topraklarda yetiştirilirken verimlerinin değişmediği fakat bazı genotiplerin de bu topraklarda B eksikliğinden etkilenerek bu durumun verim kayıplarına neden olduğu belirtilmiştir. Araştırıcılar B eksikliğine tepkilerin belirlenmesinde, en ani tepkinin kök uzamasının durması olarak nitelendirmişler, fakat bu etkinin buğdayda nadir görüldüğünü ifade etmişlerdir. Hamurcuve ark. (2006a), kontrollü sera koşullarında farklı seviyelerde uygulanan bor ve demir dozlarının makarnalık buğdayın kuru madde miktarı, bor konsantrasyonu ve miktarı, demir konsantrasyonu ve miktarı, Zn, Cu, Mn konsantrasyonları üzerine etkisini belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada boru yedi (0, 0.5, 1, 2, 4, 8 ve 16 mg kg -1 ), Fe i ise dört (0, 6, 12, 24 mg kg -1 ) farklı seviyede uygulamışlardır. Makarnalık buğday bitkisinin kuru madde miktarı, bor konsantrasyonu ve miktarı, demir konsantrasyonu ve miktarı, Zn, Cu, Mn konsantrasyonları üzerine bor ve demir uygulamalarının ve interaksiyonların etkisini istatistiki olarak önemli (p<0.01) bulmuşlardır. Bitkide uygulanan bor miktarı arttıkça bor konsantrasyonunun arttığı, demir miktarı arttıkça demir konsantrasyonunun belli bir noktaya kadar artış gösterdiği, belli bir seviyeden sonra daha fazla artmadığını belirlemişlerdir. Uygulanan bor miktarının bitkinin demir alımı üzerine bir etkisinin olmadığı, ancak demir uygulamasının uygulanan demir miktarının artışına bağlı olarak bitkinin bor alımını azalttığını belirlemişlerdir. 9

Hamurcuve ark. (2006b), kontrollü sera koşullarında farklı seviyelerde uygulanan bor (B) ve demir (Fe) dozlarının bezelye hatlarında kuru madde miktarı, bitki boyu, B konsantrasyonu ve miktarı ile Fe konsantrasyonu ve miktarı üzerine etkisini belirlemek amacıyla yaptıkları çalışmada B (0, 1, 20 mg kg -1 ) ve Fe (0, 6, 60 mg kg -1 ) üç farklı seviyede uygulanmıştır. Bezelye hatlarının kuru madde miktarı, bitki boyu, B konsantrasyonu ve miktarı ile Fe konsantrasyonu ve miktarı üzerine B ve Fe uygulamalarının ve interaksiyonlarının etkisi istatistiki olarak önemli (p<0.01) bulunmuştur. B toksisitesinden kaynaklanan kuru madde azalmasının uygulanan B dozlarının ortalaması dikkate alındığında B uygulanmayan saksılara göre % 9.22 oranında azaldığı, en yüksek kuru madde miktarına ulaşılan 1 mg kg -1 B uygulamasında %5.86 lık oranda arttığı belirlenmiştir. Bezelye bitkisine uygulanan B miktarındaki artışla birlikte bitki boyunda da artışlar belirlemişlerdir. Bitkiye uygulanan B miktarı arttıkça B konsantrasyonunun arttığı, Fe miktarı arttıkça Fe konsantrasyonunun artış gösterdiği, uygulanan B miktarının bitkinin Fe alımını az da olsa azalttığı, Fe uygulamasının ise uygulanan Fe miktarının artışına bağlı olarak bitkinin B alımını azalttığı belirlemişlerdir. Torun ve ark. (2006), toprakta bor toksisitesine karşı genotipik farklılığın boyutunu araştırmak amacıyla 70 makarnalık buğday (Triticum durum) genotipi ile yaptıkları sera denemesinde, bitkiler ekstrakte edilebilir B un 12 mg kg -1 olduğu bir toprakta iki ayrı bor uygulamasına tabi tutulmuştur (+B: 25 mg kg -1 toprak;-b: 0 mg kg -1 ), 30 günlük büyüme evresinden sonra bitkilerin yalnızca yeşil aksamlarını hasat edilmiş ve genotipler kuru madde ağırlığı ve yeşil aksam B konsantrasyonu bakımından değerlendirilmiştir. Genotipler arasında topraktaki B toksisitesine karşı, toksisite belirtilerinin şiddeti ve büyümedeki azalma bakımından büyük bir genotipik varyasyonun olduğunu, test edilen genotiplerden Sabil-l, Stn "S", Aconhi-89 ve Wadelmez-2, B uygulamasından etkilenmeyen ve hatta bu genotiplerde B'dan dolayı büyümede bir artma eğiliminin ortaya çıktığını belirlemişlerdir. Buna karşılık, diğer genotiplerin tümünde B uygulaması sonucu kuru madde ağırlığında azalmaların olduğu, bu azalmaların özellikle Lagost-3, Dicle-74. Brachoual134xS-61 ve Gerbrach genotiplerinde olduğunu, genotiplerden Braehoual134xS-61 ve Gerbrach'da B'dan dolayı kuru madde oluşumundaki azalmanın 2 kattan daha fazla olduğunu ifade etmişlerdir. Genel olarak B toleransı yüksek genotipler yüksek miktarlarda B birikimi gösterirken, duyarlı genotiplerde düşük düzeylerde B birikimini belirlemişlerdir. Bu sonuçlar, 70 genotip arasında görülen farklı B toleransının, B'un köklere alınmayarak dışarıda tutulması (dışlama) mekanizması ile ilişkili olmadığını ortaya koymaktadır. 10

3-GEREÇ VE YÖNTEM 3.1. Materyal 3.1.1. Bitki materyallerinin temini Projede öncelikle Eskişehir Kırka Bor Maden yatağında yetişmekte olan Puccinellia distans tohumları temin edilmiştir. Bu amaçla belirtilen bölgeye P. distans bitkisinin tohum bağlama evresinde gidilmiş ve tohumlar toplanmıştır (Resim 1,2). Resim 1. Eskişehir Kırka Bor Maden Yatağı Resim 2. Eskişehir Kırka Bor Maden Yatağında Yetişen Puccinellia distans Bitkisi Projede belirtilen makarnalık buğday çeşitlerinin tohumları (Kızıltan - 91 ve Çakmak 79) Bahri Dağdaş Milletler Arası Hububat Araştırma Enstitüsünden temin edilmiştir. 3.1. Metot Laboratuvar çalışmaları fakülte idaremizin gösterdiği yer ve sağladığı altyapı olanaklarına paralel olarak projeden temin edilen destekle faal hale getirilmiş olan Bitki Fizyolojisi laboratuarında yapılmıştır (Resim 3). 11

Resim 3. Proje Desteği ile Kurulan Bitki Fizyolojisi Laboratuvarı 3.2.1. Deneme serilerinin hazırlanması Araştırmada kullanılan bitkiler iklim odasında kontrollü koşullarda yetiştirilmişlerdir (Resim 4). İklim odası; bitkilerin tohum çimlenmesi ve çimlenme sonrası genç fidecikleri, büyüme ve gelişme süresince % 45-55 nem, 16 saat aydınlık ve 8 saat karanlık fotoperyod, 21±1 0 C sıcaklık ile 10000 Lüx/Gün ışık intensitesi olacak şekilde ayarlanmıştır. Denemede kullanılan tohumlar önce %5 lik sodyum hipoklorid ile 10 ar dakika muamele edildikten sonra de-iyonize su (di -H 2 O) ile 3 kez yıkanarak sterilize edilmişlerdir. Daha sonra her üç grup için de (Kızıltan-91, Çakmak-79, Puccinellia distans Parl.) ayrı ayrı saksılar hazırlanmıştır. Saksılar saf su ile yıkandıktan sonra içlerine süper iri perlit (0,0-5 mm) konulmuş ve her saksıya her uygulama için yeter miktarda tohum ekilmiştir. Tüm serilerde sulama iki günde bir ve eşit miktarda Half Hoagland besin çözeltisi ile yapılmıştır. Kontrol grubuna sadece Half Hoagland besin çözeltisi, diğer serilere ise 25, 250 ve 500 mg kg -1 bor içeren Half Hoagland çözeltisi uygulanmıştır. Bitkilerin ilk üç yapraklı evresinde denemenin ilk kronik dozu olan 25 mg kg -1 ve akut dozlar olan 250 ve 500 mg kg -1 bor içeren Half Hoagland çözeltileri ile sulama yapılmaya başlanmıştır. Buğday çeşitleri (Kızıltan-91 ve Çakmak 79) için 0. gün olarak çimlenmeden sonraki 7. gün kabul edilmiş ve bor uygulamasını takip eden günden itibaren ilk tepkilerin görülmeye başlandığı gün olan 7. günde ilk örneklemeler yapılmıştır. Denemede kullanılan P. distans tohumlarının ekimleri de buğday tohumları ile birlikte yapılmış ve bitki çıkışları da eşzamanlı olacak şekilde sağlanmış fakat bitkilerin yeterli büyüklüğe ulaşmaları, farklı bir tür olması nedeniyle, buğdaya göre daha geç olduğu için bor dozu uygulamalarına bitkiler yeterli büyüklüğe geldiği zaman (çimlenmeden 15 gün sonra) başlanmıştır. (Resim 4). Bitkiler bor uygulamasının sonrasında ilk tepkinin görüldüğü gün olan 0. gün (buğday bitkisi için B uygulamasına başlandıktan 7 gün sonra, Puccinellia bitkisi için ise 30 gün sonra) ve ölüm evresine (buğday bitkisi için B uygulamasına başlandıktan 14 gün sonra, Puccinellia bitkisi 12

için ise 60 gün sonra) yaklaşma günlerinde hasat edilmişler ve örnekler enzim analizlerinde kullanılmak üzere -80 0 C de derin dondurucuda saklanmışlardır. Resim 4. Kontrollü Şartlarda Yetiştirilen Buğday ve Puccinelli Bitki Resimleri 3.2.2. Analiz yöntemleri Bor elementinin bitki türlerindeki fizyolojik etkileşimini belirlemek ve amaçta belirtilen hedeflere ulaşabilmek için bitkilerde aşağıda belirtilen çalışmalar yapılmıştır; Büyüme parametrelerinin ölçülmesi, Bağıl su içeriğinin belirlenmesi, Bitkilerde bor analizi, 3.2.2.1. Büyüme parametreleri Kontrol ve bor uygulanmış gruplardan; ilk tepkinin görüldüğü gün (buğday bitkisi için 7. gün, puccinellia bitkisi için 30. gün) ve ölüm evresinde (buğday bitkisi için 14. gün, puccinellia bitkisi için 60. gün) bitki örnekleri alınarak kökleri ve gövdeleri birbirinden 13

ayrılmıştır. Kök ve gövdenin uzunlukları ölçülmüş, yaş ve kuru ağırlıkları tartılmıştır. Örnekler 70 0 C de 72 saat etüvde kurutulduktan sonra kuru ağırlıkları belirlenmiştir. 3.2.2.2. Bağıl su içeriği Uygulamaya bağlı olarak bor toksisitesi belirtilerinin ilk görüldüğü gün (buğday bitkisi için 7. gün, Puccinellia distans bitkisi için 30. gün) ve ölümün başladığı (buğday bitkisi için 14. gün, Puccinellia distans bitkisi için 60. gün) gün her bir gruptaki bitkilerin en genç sürgünlerinden sonra gelen lateral yaprakların uç kısımlarından seçilen 6 adet yaprak örneği alınarak (6 ayrı bitki örneğinden) yaş ağırlıkları belirlenmiştir. Sonra 6 saat boyunca di-h 2 0 içinde petri kaplarında bekletilerek turgor haline gelmeleri sağlanarak, bu durumdaki ağırlıkları alınmıştır. Daha sonra bu yapraklar 70 0 C de 72 saat etüvde kurutulduktan sonra kuru ağırlıkları saptanmıştır. Bu veriler kullanılarak her bir gruba ait yaprak örneklerinin bağıl su içeriği aşağıdaki formüle göre % olarak hesaplanmıştır; Bağıl Su İçeriği (%) = [(YA KA) / (TA KA)]x100 YA=Yaş Ağırlık KA=Kuru Ağırlık TA=Turgorlu Ağırlık 3.2.2.3. Bitkilerde bor analizi Hasat sonrası kese kağıtları içerisinde laboratuvara getirilen bitkilerin vejetatif aksamı ve kök aksamı tamamen temizleninceye kadar musluk suyu ile yıkandıktan sonra sırasıyla bir kez saf su, 0.2 N HCl çözeltisi, iki kez saf su ve bir kez de deiyonize su ile yıkanıp, kaba filtre kağıdı üzerinde fazla suları alınmıştır. Daha sonra kese kâğıdına ayrı ayrı konulan bitki kısımları hava sirkülasyonlu kurutma dolabında 70 o C de sabit ağırlığa gelinceye kadar kurutulmuşlardır. Kuruyan bitki örneklerinin ağırlıkları belirlendikten sonra tungsten kaplı bitki öğütme değirmeninde öğütülmüşlerdir. Polietilen kavanozlara konulan öğütülmüş bitki örnekleri analizde kullanılmadan önce 70 o C de sabit ağırlığa gelinceye kadar kurutma dolabında bırakılmış ve kavanozların kapakları sıkıca kapatılmıştır. Kurutulan ve öğütülen bitki örneklerinden 0.3 g tartılmış 5 ml HNO 3 +2 ml H 2 O 2 ile yüksek sıcaklık (210 o C) ve yüksek basınç (200 PSI) altında mikrodalga cihazında (CEM Mars 5) çözündürülmüştür. Daha sonra örnekler 25 ml lik balonjoje ye aktarılarak soğutulmuş, deiyonize su ile derecesine tamamlanmıştır. Bu süzükler hemen ince gözenekli (Whatman No:42 veya mavibant) filtre kağıdı ile süzülerek 25 ml lik polietilen şişelere aktarılmış ve süzükte bor içerikleri ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission 14

Spectrometer) (Varian-Vista, axiel) cihazı ile belirlenmiştir (SOIL SURVEY LABORATORY METHODS MANUAL, 2004). 3.2.3. Biyokimyasal parametrelerin ölçümü Bitkilerde aşağıda belirtilen fizyolojik çalışmalar yapılmıştır. Enzim ekstraktlarının hazırlanması, Antioksidan enzim aktivite analizleri; Süperoksit dismutaz (SOD, EC 1.15.1.1) izozim tayini Peroksidaz enzim aktivitesinin belirlenmesi Katalaz enzim aktivitesinin belirlenmesi Glutasyon redüktaz enziminin aktivite tayini Askorbat peroksidaz enziminin aktivite tayini Lipit peroksidasyonun belirlenmesi Prolin analizi 3.2.3.1. Enzim ekstraktlarının hazırlanması Antioksidan enzimlerin ekstraksiyonu için derin dondurucuda saklanmış olan yaprak örnekleri kullanılmıştır. Soğutulmuş havanda 1 gr yaprak örneği sıvı azotta %2 (w/v) polyvinylpolyprrolidone (PVPP) ve 1 mm EDTA içeren ph 7,8'de 50 mm Na-fosfat tamponuyla homojenize edilmiştir. Filtrasyon sonrası +4 C'de, 14 000 rpm'de 30 dakika santrifüj edilmiştir. Elde edilen süpernatant, enzim aktivitesi analizlerinde kullanılmıştır. Ekstraksiyon prosedürünün tümü ±4 C'de gerçekleştirilmiştir. 3.2.3.2. Antioksidan enzim aktivite analizleri 3.2.3.2.1 Süperoksit dismutaz (SOD, EC 1.15.1.1) izozim tayini Eşit miktarda protein içeren (100 mg/well) yaprak ekstraktları Laemmli'ye (1970) göre native PAGE ile ayrılmıştır. SOD aktivitesi, Beauchamp ve Fridovich'e (1971) göre riboflavin ve nitrobluetetrazolium (NBT) boyası ile belirlenmiştir. Jeller 30 dakika kadar boya solüsyonunda bekletildikten sonra, SOD izozim bantlarının densiyometik analizi Bio- 1D software programında image analyzerda tayin edilmiştir. 15

3.2.3.2.2. Peroksidaz (POX; EC 1.11.1.7) enzim aktivitesinin belirlenmesi: Peroksidaz (POX) enzim aktivitesi, Herzog ve Fahimi'nin (1973) tanımladığı metoda göre yapılmıştır. Köre karşı 465 nm'de H 2 0 2 varlığında okside olan DAB (3'-3'- diaminobenzidin tetrahidroklorit) oluşum miktarına bağlı olarak 3 dakika boyunca absorbans değişimleri okunmuştur. Spesifik enzim aktivitesi dakikada tüketilen µmol/ml H 2 0 2 olarak ifade edilmiştir. 3.2.3.2.3. Katalaz (CAT; EC 1.11.1.6) enzim aktivitesinin belirlenmesi Katalaz (CAT) enzim aktivitesi, Bergmeyer'in (1970) tanımladığı metoda göre yapılmıştır. Analiz UV ışığı bölgesinde köre karşı 240 nm'de H 2 0 2 'nin azalma oranının belirlenmesi ile yapılmıştır. Bu enzim aktivitesi dakikada tüketilen µmol H 2 0 2 olarak ifade edilmiştir. Reaksiyon boyunca absorbansta oluşan düşüş 180 sn boyunca takip edilmiştir. CAT aktivitesi dakikada harcanan µmol H 2 0 2 olarak ifade edilmiştir. 3.2.3.2.4. Glutasyon redüktaz (GR; EC 1.6.4.2) enziminin aktivite tayini Glutatyon redüktaz (GR) aktivitesi, 340 nm'deki absorbans azalmasından yola çıkılarak hesaplanmıştır (FOYER ve HALIWELL, 1976). NADPH varlığında, okside glutasyon miktarındaki azalma, kuvartz küvette köre karşı 180 sn boyunca takip edilmiştir. Hesaplamalar glutatyon redüktaz enziminin ekstinksiyon katsayısı kullanılarak yapılmıştır. Spesifik enzim aktivitesi, dakikada indirgenen 1 mmol/ml GSSG miktarı olarak ifade edilmiştir. 3.2.3.2.5. Askorbat peroksidaz (APX; EC 1.11.1.11) enziminin aktivite tayini Askorbat peroksidaz (APX) aktivitesinin tayini Nakano ve Asada'ya (1981) göre yapılmıştır. Askorbat okside oldukça, spektrofotometreden 290 nm'deki absorbansta oluşan azalma okunmuş ve hesaplamalar askorbatın ekstinsiyon katsayısı kullanılarak yapılmıştır. Askorbatın oksidasyonu, enzim ekstraktının katılmasıyla başlanmış ve absorbanstaki azalma 180 sn boyunca takip edilmiştir. Bir birim AP aktivitesi dakikada okside olan 1 mmol/ml askorbat olarak ifade edilmiştir. 16

3.2.3.2. Prolin analizi Serbest prolin içeriğinin belirlenmesi Bates ve ark. 'na (1973) göre yapılmıştır. Sıvı fazdan aspire edilen toluen fraksiyonunun 520 nm'deki absorbansı spektrofotometreden okunmuştur. Prolin konsantrasyonu, kalibrasyon eğrisi kullanılarak hesaplanmış ve µmol prolin g -1 taze ağırlık olarak ifade edilmiştir. 3.2.3.3. Lipit peroksidasyonun belirlenmesi Lipit peroksidasyonunun belirlenmesi TBAR reaksiyonu sonucu oluşan malondialdehit (MDA) miktarının belirlendiği Madhava ve Sresty'nin (2000) tanımladığı yönteme göre yapılmıştır. Aktivite için 532-600 nm aralığında absorbans değişimlerine bakılmıştır. 3.3. Veri Analizleri Bitki büyüme parametre değerleri ile antioksidan enzim aktivite değerleri MSTAT-C programı (MSTAT-C., 1980) ve Minitab (2000) paket programları kullanılarak analiz edilmiştir. 17

4. BULGULAR Araştırmada makarnalık buğday çeşitleri Kızıltan-91 ve Çakmak-79 ile puccinellia bitkilerine toksik seviyede uygulanan borun bitkilerde meydana getirdiği değişimlerle ilgili incelenen özellikler aşağıdaki alt başlıklar halinde verilmiştir. 4.1. Büyüme Parametreleri Bulguları Makarnalık buğday çeşitleri Kızıltan-91 ve Çakmak-79 ile Puccinellia distans bitkilerine toksik seviyede uygulanan borun bitkilerin yaş ve kuru ağırlık değerleri ile kök ve gövde uzunluğu değerlerine ait varyans analiz sonuçları Tablo 4.1, 4.3, 4.5, 4.7, 4.9 ve 4.11 de, denemelerden elde edilen ortalama yaş ve kuru ağırlık değerleri ile kök ve gövde uzunluğu değerleri Tablo 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 4.10 ve 4.13 te bu değerlere ait grafikler Şekil 1, 2, 3, 4, 5 ve 6 da verilmiştir. 4.1.1. Gövde yaş ağırlığı Buğday fidelerine B uygulamasının 7. ve 14. gününde ölçülen gövde yaş ağırlıklarına ait ortalama değerler Tablo 4.2 de, varyans analiz sonuçları Tablo 4.1 de verilmiştir. Varyans analizine göre, gövde yaş ağırlığı bakımından kullanılan çeşitler ve uygulamalar arası farklılık uygulamanın 7. ve 14. gününde alınan örneklerde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur. Çeşit x B dozu etkileşimi ise sadece 14. günde yapılan örneklemelerde önemli (% 1) çıkmıştır (Tablo 4.1). Tablo 4.1. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde yaş ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. S.D. Kareler Ortalaması F Değeri Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Pucci. 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 0.023 0.034 71.0251** 40.2946** B dozu 3 3 0.075 0.371 0.041 0.040 233.8738** 442.6741** 105.3834** 6.0319* Çeşit*B dozu 3 0.001 0.014 13.633 16.8693** Hata 21 9 0.001 0.001 0.001 0.0076 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Tabloda görüldüğü gibi B dozunun artması ile gövde yaş ağırlıklarında hem 7. hem de 14. günde bir azalma meydana gelmiştir. Bor uygulamasıyla Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinin gövde yaş ağırlıklarında kontrole göre meydana gelen azalmalar sırasıyla 7. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % -21.43, % -28.21; 250 mg kg -1 B da %-33.33, % -46.15; 18

500 mg kg -1 B da % -50.00, %-61.54 olurken; 14. günde her iki çeşitte %-29.51 ile %-72.15 arasında olmuştur. Burada da görüldüğü gibi 14. gün de alınan örneklerde B uygulamalarının gövde yaş ağırlığı üzerine etkisi doğal olarak daha fazla olmuştur (Tablo 4.2, Şekil 4.1). Tablo 4.2. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde yaş ağırlık (g bitki -1 ) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Makarnalık Buğday Çeşitleri Puccinellia distans Kızıltan-91 Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60. Gün g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % Kontrol 0,420 ±0,02 0,790 ±0,03 0,390 ±0,023 0,610 ±0,045 0,073 ±0,012 0,439 ±0,090 25 0,330 ±0,007-21,43 0,490 ±0,03-37,97 0,280 ±0,022-28,21 0,430 ±0,016-29,51 0,235 ±0,019 221,92 0,569 ±0,104 29,61 250 0,280 ±0,009-33,33 0,280 ±0,02-64,56 0,210 ±0,018-46,15 0,270 ±0,031-55,74 0,286 ±0,018 291,78 0,552 ±0,057 25,74 500 0,210 ±0,02-50,00 0,220 ±0,02-72,15 0,150 ±0,012-61,54 0,220 ±0,017-63,93 0,284 ±0,026 289,04 0,355 ±0,051-19,13 Ort. 0,310-34,92 0,450-58,23 0,260-45,30 0,380-49,73 0,220 0,480 Bitki gövde yaş ağırlıkları bakımından çeşitler arası farklılığa baktığımızda B uygulamalarının 7. gününde yapılan örneklemelerde Çakmak-79 çeşidi, Kızıltan-91 çeşidine göre bordan olumsuz yönde daha fazla etkilenmiştir. Bu etkilenmenin bitkilerde 14. gündeki örneklemelerde artarak devam ettiği görülmektedir (Tablo 4.2, Şekil 4.1). Bor dozu x çeşit etkileşimi incelendiğinde en yüksek gövde yaş ağırlığı her iki örnekleme zamınında da Kızıltan-91 çeşidinde (0.420 ve 0.790 g bitki -1 ) ve kontrol uygulamasından elde edilirken en düşük gövde yaş ağırlığı 500 mg kg -1 B uygulamasında ve Çakmak-79 çeşidinden (0.150 ve 0.220 g bitki -1 ) elde edilmiştir (Tablo 4.2, Şekil 4.1). 0,50 Göv de Yaş Ağırlığı 7. Gün Kızıltan Çakmak-79 Göv de Yaş Ağırlığı 14. Gün 0,80 Kızıltan Çakmak-79 Gövde Yaş Ağırlık 0,800 30.gün 60.gün Yaş Ağ ı rlı k (g ) 0,40 0,30 0,20 Yaş Ağ ı rlı k (g ) 0,60 0,40 Yaş A ğ ırlık (g) 0,600 0,400 0,10 0,20 0,200 0,00 0 25 250 500 Bor Kons.(mg k -1 ) 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) 0,000 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) a b c Şekil 4.1. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde yaş ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün gövde yaş ağırlık (g) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün gövde yaş ağırlık (g) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün gövde yaş ağırlık değerleri. 19

Puccinellia distans (Jacq.) fidelerine B uygulamalarının 30. ve 60. gününde ölçülen gövde yaş ağırlıklarına ait ortalama değerler Tablo 4.2 de verilmiştir. Varyans analizine göre, uygulamalar arası farklılık, gövde yaş ağırlığı bakımından uygulamanın 30. gününde alınan örneklerde % 1, ve 60. gününde alınan örneklerde % 5 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.1). Tabloda görüldüğü gibi B dozunun artması ile hem 30. hem de 60. günde gövde yaş ağırlıklarında artış meydana gelmiştir ve bu artış 500 mg kg -1 B uygulamasında ve 60. gün örneklemesinde azalma şeklinde olduğu belirlenmiştir. Gövde yaş ağırlığında meydana gelen bu artış ve azalmalar kontrole göre kıyaslandığında 30. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % 221.92, 250 mg kg -1 B da % 291.78, 500 mg kg -1 B da % 289.04 olurken; 60. günde sırasıyla % 29.61, % 25.74 ve % -19.13 oranında olmuştur (Tablo 4.2). Burada da görüldüğü gibi 30. gün de alınan örneklerde B uygulaması ile P. distans (Jacq.) bitkisinin gövde yaş ağırlığı artış göstermiş ve bu artış 60. gün örneklemesine göre daha fazla oranda meydana gelmiştir. Burada dikkat çekici olan nokta olan puccinella distans bitkisi 500 mg kg - 1 B uygulamasın da dahi gövde yaş ağırlığında artış göstererek toksik seviyede bor uygulamasına tolerans göstermiştir. Bu durum makarnalık buğday çeşitleri ile mukayese edildiğinde P. distans (Jacq.) bitkisinin toksik seviyede borlu koşullarda gelişme göstermeye devam ederken makranalık buğday çeşitlerinin araştırmada uygulanan bütün dozlarda azalmalar şeklinde olmuştur (Tablo 4.2, Şekil 4.1 ve Resim 5). Araştırmada kullanılan bitkilerden elde edilen değerlere göre puccinellia distans bitkisinin bor a olan toleransını ve önemini bir kat daha ortaya koymaktadır. 4.1.2. Gövde kuru ağırlığı Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinde B uygulamalarının 7. ve 14. günde ölçülen ortalama gövde kuru ağırlıkları (g) Tablo 4.4 te, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.3 te verilmiştir. Varyans analizinde çeşit, B dozu ve çeşit x B dozu etkileşimi 7. ve 14. günde istatiksel olarak % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.3). Tablo 4.3. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde kuru ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. S.D. Kareler Ortalaması F Değeri Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 0.001 0.002 75.3183** 70.2893** B dozu 3 3 0.001 0.003 0.001 0.009 105.4397** 144.6017** 15.1028** 17.4648** Çeşit*B dozu 3 0.001 0.001 12.8056** 7.5026** Hata 21 9 0.001 0.001 0.001 0.001 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir 20

Bor uygulamalarının gövde kuru ağırlıkları etkisine bakıldığında B uygulaması ile gövde kuru ağırlıkları azalmış ve bu azalma en fazla en yüksek B dozu olan 500 mg kg -1 B uygulamasında maksimum düzeyde olmuştur (Tablo 4.4, Şekil 4.2). Kontrol uygulamasına göre çeşitler değerlendirilecek olursa en iyi gövde kuru ağırlığı 14. günde alınan örneklerden Kızıltan-91 çeşidinde (0.087 g bitki -1 ) ve kontrol uygulamasından elde edilirken en düşük gövde kuru ağırlığı 7. günde alınan örneklerden Çakmak-79 (0.019 g bitki -1 ) çeşidinde ve 500 mg kg -1 B uygulamasından elde edilmiştir (Tablo 4.4, Şekil 4.2). Tablo 4.4. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde kuru ağırlık (g) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Makarnalık Buğday Çeşitleri Puccinellia distans Kızıltan-91 Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60. Gün g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % Kontrol 0,051 ±0,005 0,087 ±0,008 0,034 ±0,0013 0,060 ±0,006 0,016 ±0,002 0,106 ±0,008 25 0,034 ±0,002-33,33 0,063 ±0,004-27,59 0,028 ±0,0013-17,65 0,047 ±0,003-21,67 0,044 ±0,006 175,00 0,154 ±0,02 45,28 250 0,028 ±0,002-45,10 0,045 ±0,004-48,28 0,022 ±0,0027-35,29 0,035 ±0,003-41,67 0,040 ±0,005 150,00 0,212 ±0,04 100,00 500 0,021 ±0,002-58,82 0,029 ±0,005-66,67 0,019 ±0,0025-44,12 0,024 ±0,003-60,00 0,037 ±0,009 131,25 0,120 ±0,02 13,21 Ortalama 0,034-45,75 0,056-47,51 0,026-32,35 0,042-41,11 0,034 0,148 Tabloda görüldüğü gibi B dozunun artması ile gövde kuru ağırlıklarında hem 7. hem de 14. günde azalma meydana gelmiştir. Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinin gövde kuru ağırlıklarında bor uygulamasıyla kontrole göre meydana gelen azalmalar sırasıyla 7. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % -33.33, % -17.65, 250 mg kg -1 B da % -45.10, % -35.29, 500 mg kg -1 B da % -58.82, % -44.12 olurken; her iki çeşitte 14. günde % -27.59,-21.67 ile % - 66.67-%60.00 oranlarında olmuştur (Tablo 4.4). Burada da görüldüğü gibi 14. gün de alınan örneklerde B uygulamalarının gövde kuru ağırlığı üzerine etkisi doğal olarak daha fazla olmuştur. Araştırmada kullanılan makarnalık buğday çeşitlerini kuru ağırlık değerleri ile mukayese ettiğimizde kullanılan her iki çeşitte bor uygulamasına bağlı olarak birbirine yakın oranlarda azalmalar gösterdikleri ancak Kızıltan-91 çeşidinin kuru ağırlık değerlerinin uygulanan bütün dozlarda Çakmak-79 çeşidinden daha yüksek değerlerde olduğu belirlenmiştir. 21

0,07 Gövde Kuru Ağırlığı 7. Gün Kı zı ltan Çakmak-79 0,12 Gövde Kuru Ağırlığı 14. Gün Kızıltan Çakmak-79 Gövde Kuru Ağırlık 0,300 30.gün 60.gün 0,06 0,10 Kuru Ağ ı rlı k (g) 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 0 25 250 500 Bor Kons (mg kg -1 ) Kuru Ağ ırlı k (g) 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) Kuru Ağ ırlık (g) 0,200 0,100 0,000 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) a b c Şekil 4.2. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde kuru ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün gövde kuru ağırlık (g) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün gövde kuru ağırlık (g) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün gövde kuru ağırlık değerleri. Bor uygulamalarının Puccinellia distans ın 30 ve 60 günlük fidelerinde gövde kuru ağırlıklarına etkileri araştırılmış, gövde kuru ağırlıklarına ait ortalama değerler Tablo 4.4 de verilmiştir. Farklı bor dozlarının gövde kuru ağırlığı üzerine olan etkileri istatistiki olarak 30. ve 60. gün örneklemelerinde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.3). Bor dozlarının kuru ağırlığa etkisi bakımından en yüksek gövde ağırlığı 250 mg kg -1 dozunda ve 60. gün örneklemesinde (0.212 g), en düşük gövde ağırlığı ise kontrol uygulamalarından elde edilmiştir (Tablo 4.4, Şekil 4.2). Gövde kuru ağırlığında meydana gelen bu artış ve azalmalar kontrole göre kıyaslandığında değişim 30. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % 175.00, 250 mg kg -1 B da % 150.00, 500 mg kg -1 B da % 131.25 olurken; 60. günde sırasıyla % 45.28, % 100.00 ve % 13.21 oranında olmuştur. Burada görüldüğü gibi kontrol uygulamasına göre P. distans ın gövde kuru ağırlığı her iki örnekleme zamanında da artış göstermiş ve bu artış 500 mg kg -1 B uygulamasında diğer dozlara göre düşüşle sonuçlanmıştır. Makarnalık buğday çeşitleri ile Puccinellia distans bitkisini mukayese ettiğimizde gövde kuru ağırlığı değerleri puccinellia distansta gövde yaş ağırlığı değerlerinde olduğu gibi kontrole göre artış gösterirken makarnalık buğday çeşitlerinde azalma şeklinde olduğu belirlenmiştir. 4.1.3. Kök yaş ağırlığı Buğday fidelerinde B uygulamalarının 7. ve 14. gününde ölçülen kök yaş ağırlıklarına ait ortalama değerler Tablo 4.6 da, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.5 te verilmiştir. Yapılan varyans analizinde, 7. gün örneklemesinde kullanılan çeşitler ve uygulamalar arası farklılık %1, 14. gün örneklemesinde ise çeşit %5, bor dozu ve çeşit x bor dozu etkileşimi % 1 seviyesinde istatistiki olarak önemli bulunmuştur (Tablo 4.5). 22

Tablo 4.5. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök yaş ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. Kareler Ortalaması F Değeri S.D. Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 0.001 0.001 26.1872** 5.3194* B dozu 3 3 0.013 0.031 0.007 0.003 292.5145** 189.5800** 16.8263** 10.3083** Çeşit*B dozu 3 0.001 0.002 0.6343 9.2043** Hata 21 9 0.001 0.001 0.001 0.001 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Nitekim Tablo 4.6 dan görüldüğü gibi kök yaş ağırlıkları hem 7. hem de 14. günde bütün bor dozlarında ve ortalama olarak Kızıltan-91 çeşidinde Çakmak-79 çeşidine göre daha yüksek olmuştur. Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinin kök yaş ağılıkları en yüksek kontrol (0 mg B kg -1 ) uygulamasında olup uygulanan bor dozlarına paralel olarak azalmıştır. Kök yaş ağırlıklarında bor uygulamasıyla meydana gelen azalma Kızıltan-91 çeşidinde 14. günde (ort. %-48.66) 7. güne (ort. %-40.82) göre daha yüksek oranlarda olurken, Çakmak-79 çeşidinde (7. günde ort. %-46.86, 14. günde ort. %-35.38) tam tersi olmuştur (Tablo 4.6, Şekil 4.3). Tablo 4.6. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök yaş ağırlık (g) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Makarnalık Buğday Çeşitleri Puccinellia distans Kızıltan-91 Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60. Gün g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % Kontrol 25 250 500 Ortalama 0,147 ±0,008 0,224 ±0,02 0,138 ±0,005 0,179 ±0,012 0,025 ±0,004 0,215 ±0,007 0,121 ±0,009-17,69 0,177 ±0,02-20,98 0,106 ±0,010-23,19 0,164 ±0,01-8,38 0,110 ±0,024 340,00 0,221 ±0,03 2,79 0,082 ±0,004-44,22 0,104 ±0,01-53,57 0,073 ±0,011-47,10 0,127 ±0,005-29,05 0,118 ±0,02 372,00 0,204 ±0,02-5,12 0,058 ±0,003-60,54 0,064 ±0,01-71,43 0,041 ±0,005-70,29 0,056 ±0,009-68,72 0,090 ±0,016 260,00 0,159 ±0,008-26,05 0,102-40.82 0,142-48.66 0,090-46.86 0,132-35.38 0.086 0.200 Yapılan 14. gün örneklemesindeki bor dozu x çeşit etkileşimi incelendiğinde ise en iyi kök yaş ağırlığı Kızıltan-91 çeşidinden (0.224 g bitki -1 ) ve kontrol uygulamasından elde edilirken en düşük kök yaş ağırlığı 500 mg kg -1 B uygulamasından ve Çakmak-79 çeşidinden (0.056 g) elde edilmiştir (Tablo 4.6). 23

Yaş Ağ ı rlı k (g ) 0,15 0,13 0,11 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01-0,01 Kök Yaş Ağırlığı 7. Gün 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) Kızıltan Çakmak-79 Kök Yaş Ağırlığı 14. Gün Yaş Ağ ı rlı k (g ) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) Kızıltan Çakmak-79 Kök Yaş Ağırlık 0,250 Yaş Ağ ırlık (g) 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 30.gün 0 25 250 500 Bor Kons (m g kg-1) 60.gün a b c Şekil 4.3. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök yaş ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün kök yaş ağırlık (g) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün kök yaş ağırlık (g) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün kök yaş ağırlık değerleri. P. distans (Jacq.) fidelerine B uygulamalarının 30. ve 60. gününde ölçülen kök yaş ağırlıklarına ait ortalama değerler Tablo 4.6 da verilmiştir. Yapılan varyans analizinde B uygulamaları arasındaki farklılık, kök yaş ağırlığı bakımından uygulamanın 30. ve 60. gününde alınan örneklerde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.5). Tabloda görüldüğü gibi bor dozunun artması ile hem 30. hem de 60. günde kök yaş ağırlıklarında belli bir noktaya kadar artış meydana gelmiştir ve bu artış 250 mg kg -1 B uygulamasında ve 60. gün örneklemesinde azalma şeklinde olduğu belirlenmiştir. Kök yaş ağırlığında meydana gelen bu artış ve azalmalar kontrole göre kıyaslandığında 30. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % 340.00, 250 mg kg -1 B da % 372.00, 500 mg kg -1 B da % 260.00 olurken; 60. günde sırasıyla % 2.79, % 5.12 ve % 26.05 oranında olmuştur (Tablo 4.6, Şekil 4.3). Burada da görüldüğü gibi 30. gün de alınan örneklerde B uygulaması ile Puccinellia distans bitkisinin kök yaş ağırlıkları kontrole göre belirgin bir artış göstermiş fakat bu artış 60. gün örneklemelerinde düşüş şeklinde meydana gelmiştir. P. distans (Jacq.) ın kök yaş ağırlıkları artan bor uygulamasından buğday çeşitleri gibi olumsuz yönde etkilenmemiştir. Bunun yanında P. distans (Jacq.) ın 60. gündeki kök yaş ağırlığı, bor toksisistesi nedeniyle buğdayların ölümünün başladığı 14 gündeki buğday çeşitleri ortalama kök yaş ağırlığından yaklaşık %46 daha fazla olmuştur (Tablo 4.6). 4.1.4. Kök kuru ağırlığı Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinde B uygulamalarının 7. ve 14. günde ölçülen ortalama kök kuru ağırlıkları (g) Tablo 4.8 de, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.7 de verilmiştir. Varyans analizinde çeşit, B dozu 7. ve 14. günde istatistiksel olarak % 1 24

seviyesinde önemli bulunmuştur. Çeşit x B dozu etkileşimi ise sadece 14. günde istatistiksel olarak % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.7). Tablo 4.7. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök kuru ağırlık değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. Kareler Ortalaması F Değeri S.D. Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 0.001 0.001 3.6318** 54.8395** B dozu 3 3 0.001 0.001 0.001 0.001 65.7871** 118.3593** 12.807 10.7473** Çeşit*B dozu 3 0.001 0.001 0.3174 12.6609** Hata 21 9 0.001 0.001 0.001 0.001 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Bor uygulamalarının kök kuru ağırlıklarına etkisine bakıldığında B uygulaması ile kök kuru ağırlıkları azalmış ve bu azalma en fazla en yüksek bor dozu olan 500 mg kg -1 B uygulamasında maksimum düzeyde olmuştur. Kontrol uygulamasına göre çeşitler değerlendirilecek olursa en iyi kök kuru ağırlığı 14. günde alınan örneklerden Kızıltan-91 çeşidinde (0.024 g bitki -1 ) ve kontrol uygulamasından elde edilirken en düşük kök kuru ağırlığı 7. günde alınan örneklerden Çakmak-79 (0.005 g bitki -1 ) çeşidinde ve 500 mg kg -1 B uygulamasından elde edilmiştir (Tablo 4.8, Şekil 4.4). Tablo 4.8. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök kuru ağırlık (g) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Makarnalık Buğday Çeşitleri Puccinellia distans Kızıltan-91 Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60. Gün g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % g bitki -1 % Kontrol 0,015 ±0,002 0,024 ±0,002 0,015 ±0,002 0,015 ±0,002 0,003 ±0,003 0,023 ±0,002 25 0,011 ±0,001-26,67 0,015 ±0,003-37,50 0,009 ±0,002-40,00 0,012 ±0,002-20,00 0,011 ±0,003 266,67 0,019 ±0,001-17,39 250 0,008 ±0,001-46,67 0,010 ±0,003-58,33 0,008 ±0,001-46,67 0,009 ±0,002-40,00 0,032 ±0,045 966,67 0,018 ±0,002-21,74 500 0,006 ±0,001-60,00 0,008 ±0,001-66,67 0,005 ±0,002-66,67 0,006 ±0,001-60,00 0,010 ±0,001 233,33 0,017 ±0,002-26,09 Ortalama 0,010-44.45 0,014-54.17 0,009-51.11 0,010-40.00 0.014 0.019 Kök kuru ağırlıkları hem 7. hem de 14. günde bütün bor dozlarında ve ortalama olarak Kızıltan-91 çeşidinde Çakmak-79 çeşidine göre daha yüksek olmuştur. Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinin kök kuru ağılıkları en yüksek kontrol (0 mg B kg -1 ) uygulamasında olup uygulanan bor dozlarına paralel olarak azalmıştır. Kök kuru ağırlıklarında bor uygulamasıyla meydana gelen azalma Kızıltan-91 çeşidinde 14. günde (ort. %-54.17) 7. güne (ort. %-44.45) göre daha yüksek olurken, Çakmak-79 çeşidinde (7. günde ort. %-51.11, 14. günde ort. %-40.00) tam tersi olmuştur (Tablo 4.8, Şekil 4.4). 25

0,02 Kök Kuru Ağırlığı 7. Gün Kızıltan Çakmak-79 Kök Kuru Ağırlığı 14. Gün 0,03 Kızıltan Çakmak-79 Kök Kuru Ağırlık 0,040 30.gün 60.gün Kuru Ağ ırlık (g) 0,01 Kuru Ağ ırlık (g) 0,02 0,01 Kuru Ağ ırlık (g) 0,030 0,020 0,010 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) 0,00 0 25 250 500 Bor Kons (mg kg -1 ) 0,000 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) a b c Şekil 4.4. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök kuru ağırlık (g) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün kök kuru ağırlık (g) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün kök kuru ağırlık (g) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün kök kuru ağırlık değerleri. Bor uygulamaları sonucunda 30 ve 60 günlük Puccinellia distans fidelerinden elde edilen kök kuru ağırlıklarına ait değerler Tablo 4.8 de verilmiştir. Elde edilen verilere göre varyans analizi yapılmış ve yapılan varyans analiz sonucunda B uygulamasının kök kuru ağırlığı üzerine etkisi sadece 60. gün örneklemesinde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.7). Bor dozlarının kuru ağırlığa etkisi bakımından en yüksek kök ağırlığı 30. gün örneklemesinde 250 mg kg -1 dozunda (0.032 g bitki -1 ) meydana gelirken, 60. gün örneklemesinde kontrol (0.023 g bitki -1 ) uygulamasında meydana gelmiştir. En düşük kök kuru ağırlığı ise 30. gün örneklemesinde kontrol uygulamasından (0.003 g bitki -1 ) elde edilirken, 60. gün örneklemesinde 500 mg kg -1 B uygulamasından (0.017 g bitki -1 ) elde edilmiştir. Kök kuru ağırlığında meydana gelen bu değişimler kontrole göre kıyaslandığında 30. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % 266.67, 250 mg kg -1 B da % 966.67, 500 mg kg - 1 B da % 233.33 olurken; 60. günde sırasıyla % -17.39, % -21.74 ve % -26.09 oranında olmuştur (Tablo 4.8, Şekil 4.4). Burada görüldüğü gibi kontrol uygulamasına göre P. distans (Jacq.) ın kök kuru ağırlığı 30. gün örneklemesinde artış gösterirken 60. gün örneklemesinde azalma göstermiştir. P. distans (Jacq.) ın hem 30. hemde 60. gün kök kuru ağırlıkları buğday çeşitlerinin kök kuru ağırlıklarından daha yüksek olmuştur (Tablo 4.8, Şekil 4.4). 4.1.5. Gövde Boyu Farklı B dozlarına bağlı olarak buğday fidelerine ait ortalama gövde uzunlukları Tablo 4.10 da, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.9 da verilmiştir. Varyans anlizine göre gövde uzunluğu bakımından çeşitler arası farklılık 7. günde %5 seviyesinde önemli ve 14. gün 26

örneklemesinde ise istatistiksel olarak önemsiz bulunmuştur. Bor uygulamaları arası farklılık her iki zamanda yapılan örneklemelerde % 1 seviyesinde önemli bulunurken, çeşit x B dozu etkileşimleri ise önemsiz bulunmuştur (Tablo 4.9). Tablo 4.9. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde boyu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. Kareler Ortalaması F Değeri S.D. Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 8.000 1.125 6.0541* 0.4437 B dozu 3 3 104.667 572.750 21.750 22.396 79.2072** 225.8732** 21.1622** 12.1698** Çeşit*B dozu 3 2.833 2.542 21.441 10.023 Hata 21 9 1.321 2.536 1.028 1.840 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Bor uygulamalarının gövde uzunlukları üzerine etkisine bakıldığında B dozunun artırılması ile fide gövde uzunlukları azalmış ve bu azalma her iki örnekleme zamanında her iki makarnalık buğday çeşidinde birbirine yakın oranlarda olmuştur. Bu azalmalar kontrole göre kıyaslandığında Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinde 14. günde (sırasıyla ort. %- 31.88, %-29.98) 7. güne (sırasıyla ort. %-15.11, %-20.15) göre daha yüksek oranlarda olmuştur. (Tablo 4.10, Şekil 4.5, Resim 5 ve Resim 6). Tablo 4.10. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde boyu (cm) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Makarnalık Buğday Çeşitleri Puccinellia distans Kızıltan-91 Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60. Gün cm % cm % cm % cm % cm % cm % Kontrol 32,000 ±0,8 40,000 ±0,8 32,250 ±1.0 39,750 ±0,5 17,750 ±1.0 27,500 ±1,3 25 30,000 ±0,8-6,25 35,250 ±1,9-11,88 28,250 ±1,7-12,40 34,750 ±1,7-12,58 22,250 ±0,5 25,35 28,750 ±1.0 4,55 250 26,750 ±1.0-16,41 25,750 ±1,3-35,63 26,500 ±1,3-17,83 27,750 ±1,5-30,19 23,000 ±1,4 29,58 32,500 ±2.0 18,18 500 24,750 ±010-22,66 20,750 ±2,4-48,13 22,500 ±1,3-30,23 21,000 ±1,4-47,17 21,500 ±0,6 21,13 27,500 ±1,7 0,00 Ortalama 28,375-15.11 30,438-31.88 27,375-20.15 30,813-29.98 21,125 29,063 Çeşitler kendi arasında mukayese edildiğinde Çakmak-79 çeşidinin toksik seviyede bor uygulamasından bitki gelişiminin ilk dönemlerinde Kızıltan-91 çeşidine göre daha fazla oranlarda etkilendiği, çeşitlerin bor toksisitesine maruz kalma sürelerinin uzamasına bağlı olarakta her iki çeşidinde etkilenme derecelerinin arttığı belirlenmiştir. 27

40,0 Gövde Boyu 7. Gün Kızıltan Çakmak-79 Gövde Boyu 14. Gün 45,00 Kı zı ltan Çakmak-79 Gövde Boyu 40,0 30.gün 60.gün Gövde Boy u ( cm ) 20,0 G ö vd e Bo yu (cm) 30,00 15,00 Gövde Boyu (cm) 30,0 20,0 10,0 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) 0,0 0 25 250 500 Bor Kons (mg kg -1 ) a b c Şekil 4.5. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde boyu (cm) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün gövde boyu (cm) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün gövde boyu (cm) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün gövde boyu (cm) değerleri. P. distans (Jacq.) fidelerine B uygulamalarının 30. ve 60. gününde ölçülen gövde uzunluklarına ait ortalama değerler Tablo 4.10 da verilmiştir. Yapılan varyans analizinde, B uygulamaları arasındaki farklılık 30. ve 60. günde alınan örneklerde istatistiksel olarak % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.9). Tabloda görüldüğü gibi B dozunun artması ile hem 30. hem de 60. günde gövde uzunluklarında belli bir seviyede artış meydana gelmiştir ve bu artış 250 mg kg -1 B uygulamasında en yüksek seviyeye ulaşmıştır. Gövde uzunluğunda meydana gelen bu değişimler kontrole göre kıyaslandığında 30. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % 25.35, 250 mg kg -1 B da % 29.58, 500 mg kg -1 B da % 21.13 olurken; 60. günde sırasıyla % 4.55, % 18.18 ve % 0.00 oranında olmuştur (Tablo 4.10, Şekil 4.5, Resim 5 ve Resim 6). Burada dikkat çekici olan nokta Puccinellia bitkisinin 500 mg kg -1 B uygulamasın da dahi kontrolle aynı gövde uzunluğuna sahip olmasıdır. Buda bu bitkinin direnç noktasını göstermektedir. Makarnalık buğday çeşitleri ile Puccinellia distans bitkisini mukayese ettiğimizde Resim 5 ve Resim 6 da görüldüğü gibi bor dozlarındaki artışa bağlı olarak her iki makarnalık çeşittede bitki boylarında azalma meydana gelirken Puccinellia bitkisinde uyuglamaya bağlı olarak bitki boylarının arttığı belirlenmiştir. 28

Kc K25 K250 K500 Çc Ç25 Ç250 Ç500 Pc P25 P250 P500 Resim 5. Araştırmada uygulanan bor dozlarının Kızıltan-91 (K), Çakmak-79 (Ç) ve Puccinellia distans (P) bitkileri üzerine etkisi K500 Ç500 K500 Ç500 P500 Resim 6. Araştırmada uygulanan 500 mg B kg -1 dozunun Kızıltan-91 (K), Çakmak-79 (Ç) ve Puccinellia distans (P) bitkileri üzerine etkisi. 4.1.6. Kök Boyu Farklı B dozlarına bağlı olarak buğday fidelerine ait ortalama kök uzunlukları Tablo 4.12 de, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.11 de verilmiştir. Yapılan varyans analizinde çeşitler arası farklılık 7. ve 14. günde yapılan örneklemelerde istatistiksel olarak önemsiz bulunurken B uygulamaları arası farklılık her iki zamanda yapılan örneklemelerde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur. Çeşit x B dozu etkileşimleri ise sadece 14. gün örneklemelerinde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.11). Tablo 4.11. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök boyu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. S.D. Kareler Ortalaması F Değeri Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 2.531 1.125 12.609 0.6799 B dozu 3 3 118.531 154.750 0.500 0.500 59.0460** 93.5180** 0.6429 0.5625 Çeşit*B dozu 3 5.781 7.708 28.799 4.6583** Hata 21 9 2.007 1.655 0.778 0.889 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Bor uygulamalarının kök uzunlukları üzerine etkisine bakıldığında B dozunun artırılması ile fide kök uzunlukları azalmış ve bu azalma her iki örnekleme zamanında da en 29

fazla 500 mg kg -1 B uygulamasından elde edilmiştir. Bu azalmalar 7. gün örneklemesinde Kızıltan-91 çeşidinde ortalama %-13.04 oranında olurken, Çakmak-79 çeşidinde ortalama %- 47.26 oranında olmuştur. Kök boyu uzunluğundaki azalma 14. günde ise Kızıltan-91 çeşidinde (ort. %-39.43) dahada artarken Çakmak-79 çeşidinde (ort. %-34.65) biraz düşmüştür. Bu sonuçlara göre Çakmak-79 çeşidinin bor toksisitesinden ilk gelişme evresinde Kızıltan-91 çeşidine göre daha fazla etkilendiğini göstermektedir. (Tablo 4.12, Şekil 4.6) Tablo 4.12. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök boyu (cm) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Kontrol 25 250 500 Ortalama 15,500 Kızıltan-91 Makarnalık Buğday Çeşitleri Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün cm % cm % cm % cm % cm Puccinellia distans 30. Gün 60. Gün ±1,92 20,500 ±1,29 16,750 ±2,06 19,000 ±1,41 6,250 ±0,96 6,750 ±0,50 11,500 ±1,29 0,00 16,500 ±1,00-19,51 12,000 ±1,41-28,36 14,750 ±0,96-22,37 7,000 ±0,82 12,00 7,000 ±0,82 3,70 10,250 ±0,50-10,87 12,250 ±0,96-40,24 8,500 ±1,29-49,25 11,500 ±1,29-39,47 6,750 ±0,50 8,00 7,500 ±1,29 11,11 8,250 ±0,50-28,26 8,500 ±1,73-58,54 6,000 ±0,82-64,18 11,000 ±0,82-42,11 7,000 ±0,82 12,00 6,750 ±0,96 0,00 11,375-13,04 14,438-39,43 10,813-47,26 14,063-34.65 6,750 7,000 Yapılan 14. gün örneklemesindeki bor dozu x çeşit etkileşimi incelendiğinde ise en iyi kök uzunluğu Kızıltan-91 çeşidinden (20.50 cm) ve kontrol uygulamasından elde edilirken en düşük kök uzunluğu 500 mg kg -1 B uygulamasından ve yine Kızıltan-91 çeşidinden (8.5 cm) elde edilmiştir. % cm % 25,00 Kök Boyu 7. Gün Kızıltan Çakmak-79 25,00 Kök Boyu 14. Gün Kızıltan Çakmak-79 9,00 Kök Boyu 30.gün 60.gün 20,00 20,00 7,50 Kök Boyu (cm) 15,00 10,00 Kök Boyu (cm) 15,00 10,00 Kök Boyu (cm) 6,00 4,50 3,00 5,00 5,00 1,50 0,00 0 25 250 500 Bor ons. (mg kg-1) 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) 0,00 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) a b c Şekil 4.6. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök boyu (cm) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün kök boyu (cm) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün kök boyu (cm) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün kök boyu (cm) değerleri. P. distans (Jacq.) fidelerine B uygulamalarının 30. ve 60. gününde ölçülen kök uzunluklarına ait ortalama değerler Tablo 4.12 de verilmiştir. Varyans analizinde, B 30

uygulamaları arasındaki farklılık 30. ve 60. günde alınan örneklerde istatistiksel olarak önemsiz bulunmuştur (Tablo 4.11). Tabloda görüldüğü gibi B dozunun artması ile hem 30. hem de 60. günde kök uzunluklarında belli bir seviyede artış meydana gelmiştir ve bu artış 25 mg kg -1 B uygulamasında en yüksek seviyeye ulaşmıştır. Kök uzunluklarında meydana gelen bu değişimler kontrole göre kıyaslandığında 30. günde ve 25 mg kg -1 B uygulamasında % 12.00, 250 mg kg -1 B da % 8.00, 500 mg kg -1 B da % 12.00 olurken; 60. günde sırasıyla % 3.70, % 11.11 ve % 0.00 oranında olmuştur (Tablo 4.12, Şekil 4.6). Burada dikkat çekici olan nokta olan puccinellia bitkisinin 60. günde ve 500 mg kg -1 B uygulamasın da dahi kontrolle aynı kök uzunluğuna sahip olmasıdır. 4.1.7. Bağıl su içeriği Farklı dozlarda B uygulamasıyla Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitlerinde 7. ve 14. günde ölçülen ortalama bağıl su içeriği (%) değerleri Tablo 4.14 te, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.13 te verilmiştir. Varyans analizine göre söz konusu buğday çeşitlerinin 7. ve 14. gündeki bağıl su içeriği çeşit, B dozuna bağlı olarak değişimi istatistiksel olarak % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur. Çeşit x B dozu etkileşimi ise sadece 14. günde istatistiksel olarak % 5 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.13). Tablo 4.13. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen bağıl su içeriği değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. Kareler Ortalaması F Değeri S.D. Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 468.486 3.505 231.5315** 0.7844 B dozu 3 3 70.659 152.470 77.752 53.239 34.9204** 34.1260** 9.3496** 22.949 Çeşit*B dozu 3 2.130 14.553 10.525 3.2572* Hata 21 9 2.023 4.468 8.316 23.199 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Artan dozlarda B uygulaması ile Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşidi buğdayların yaprak bağıl su içeriği azalmış ve bu azalma en fazla en yüksek B dozu olan 500 mg kg -1 B uygulamasında maksimum düzeyde olmuştur (Tablo 4.14, Şekil 4.7). 31

Tablo 4.14. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen bağıl su içeriği (%) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Kontrol 25 250 500 Ortalama 86,955 Kızıltan-91 Makarnalık Buğday Çeşitleri Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün % % % % % % % % % Puccinellia distans 30. Gün 60. Gün ±2,23 83,070 ±1,81 79,940 ±1,77 85,830 ±2,41 75,970 ±3,36 89,800 ±4,77 85,710 ±1,14-1,43 80,630 ±2,03-2,94 74,160 ±1,55-7,23 80,270 ±1,37-6,48 76,930 ±0,82 1,26 84,848 ±3,16-5,51 82,440 ±1,39-5,19 80,110 ±2,76-3,56 74,100 ±1,39-7,31 76,340 ±1,95-11,06 77,905 ±1,86 2,55 84,830 ±4,40-5,53 79,930 ±1,32-8,08 74,630 ±2,14-10,16 73,360 ±2,94-8,23 73,350 ±2,99-14,54 85,610 ±5,415 12,69 80,892 ±6,52-9,92 83,620 79,610 75,970 78,950 Kontrol uygulamasına göre çeşitler değerlendirilecek olursa en iyi bağıl su içeriği 7. günde alınan örneklerden Kızıltan-91 çeşidinde (%86.955) ve kontrol uygulamasından elde edilirken en düşük bağıl su içeriği 14. günde alınan örneklerden Çakmak-79 (%73.350) çeşidinde ve 500 mg kg -1 B uygulamasından elde edilmiştir (Tablo 4.14). % % % Bağ ıl su içeriğ i (% ) 100,00 75,00 50,00 25,00 0,00 Bağıl Su İçeriği 7. gün 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) Kı zı ltan Çakmak-79 Bağıl Su İçeriği 14. gün Bağ ıl su içeriğ i (% ) 100,00 75,00 50,00 25,00 0,00 0 25 250 500 Bor Kons.(mg kg-1) Kı zı ltan Çakmak-79 Bağıl Su İçeriği 100,0 Bağ ı l s u iç eriğ i ( % ) 75,0 50,0 25,0 0,0 30.gün 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) 60.gün a b c Şekil 4.7. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında bağıl su içeriği (%) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün bağıl su içeriği (%) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün bağıl su içeriği (%) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün bağıl su içeriği (%) değerleri. P. distans bitkisinde B uygulamalarının 30. ve 60. gününde ölçülen bağıl su içerikleri Tablo 4.14 te verilmiştir. Varyans analizine göre, B uygulamaları arasındaki farklılık 30. günde % 1 seviyesinde önemli bulunurken 60. günde alınan örneklerde istatistiksel olarak önemsiz bulunmuştur (Tablo 4.13). Bor uygulamalarının 30. günündeki yaprak bağıl su içeriği etkisine bakıldığında B uygulaması ile bağıl su içeriği değerleri artmış ve artış 500 mg kg -1 B uygulamasında maksimum düzeyde olmuştur (Tablo 4.14, Şekil 4.7). 32

4.2. Bor Konsantrasyonu Bulguları Makarnalık buğday çeşitleri Kızıltan-91 ve Çakmak-79 ile Puccinellia distans bitkilerine toksik seviyede uygulanan borun bitkilerin gövde ve kök bor konsantrasyonu değerlerine ait varyans analiz sonuçları Tablo 4.15 ve 4.17 de, denemelerden elde edilen ortalama gövde ve kök bor konsantrasyonu değerleri Tablo 4.16 ve 4.18 de bu değerlere ait grafikler Şekil 4.8 ve 4.9 da verilmiştir. 4.2.1. Gövde bor konsantrasyonu Fidelerin gövde bor konsantrasyonuna ait ortalama değerler Tablo 4.16 da, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.15 te verilmiştir. Çeşit, B dozu, ve çeşit x B dozu interaksiyonu yapılan varyans analizi sonucunda 7. gün örneklerinde % 1 seviyesinde önemli bulunurken, 14. gün örneklerinde B dozu ve çeşit x B dozu interaksiyonu % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.15). Tablo 4.15. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde bor konsantrasyonu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. Kareler Ortalaması F Değeri S.D. Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 70.059.584 38.302.224 20.8787** 22.884 B dozu 3 3 3.763.641.641 13.143.868.093 199797.442 670254.959 1121.6181** 785.2911** 1332.6284** 306.6774** Çeşit*B dozu 3 30.670.690 92.862.391 9.1403** 5.5481** Hata 21 9 3.355.546 16.737.573 149.927 2185.537 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Araştırmada makarnalık buğday çeşitlerinin bor konsantrasyonları bor dozundaki artışa bağlı olarak artış gösterdiği belirlenmiştir (Tablo 4.16, Şekil 4.8). Çeşitler değerlendirildiğinde 7. gün yapılan örneklemelerde Kızıltan-91 çeşidinin bor konsantrasyonu değerlerinin Çakmak-79 çeşidine göre daha fazla olduğu, 14. gün örneklemesinde ise en yüksek bor konsantrasyonu değerlerinin Çakmak-79 çeşidinde olduğu belirlenmiştir. Burada çeşitler arasında bor konsantrasyonu değerleri arasındaki farklılıklar bitki gelişimi ile paralellik göstermekte ve daha önce elde edilen yaş ve kuru ağırlık değerleride göz önünde bulundurulduğunda Çakmak-79 çeşidinin 14. gün yapılan örneklemelerde bor konsantrasyonu değerlerinin yüksek çıkması bitki gelişiminde meydana gelen gerileme ile ağırlık azalmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Bu değerlendirmelere göre çeşitler kendi arasında mukayese edildiğinde Kızıltan-91 çeşidinin bor konsantrasyonu değerlerinin Çakmak-79 çeşidine göre daha yüksek değerlerde olduğunu söyleyebiliriz. 33

Çeşit x B dozu interaksiyonu incelendiğinde gövde B konsantrasyonu değerleri 49.96 ile 2991.18 mg kg -1 arasında değişim göstermiştir ve en düşük B konsantrasyonu tüm çeşitlerde kontrol dozunda elde edilirken, en yüksek bor konsatrasyonu 500 mg kg -1 dozundan elde edilmiştir (Tablo 4.16, Şekil 4.8). Tablo 4.16. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Kızıltan-91 Makarnalık Buğday Çeşitleri Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün Puccinellia distans 30. Gün 60. Gün mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % Kontrol 52,540 ±8,1 59,790 ±7,6 49,960 ±8,9 70,190 ±6,3 66,753 ±3,0 109,519 ±5,8 25 250 500 Ortalama 194,250 ±32,0 269,72 269,370 ±8,2 350,53 130,078 ±13,9 160,36 210,600 ±27,8 200,04 185,080 ±7,0 177,26 229,680 ±9,5 109,72 1001,820 ±62,1 1806,78 1644,650 ±219,4 2650,71 726,352 ±43,7 1353,87 1581,360 ±256,6 2152,97 263,552 ±19,4 294,82 754,117 ±19,6 588,57 1543,030 ±101,9 2836,87 2602,750 ±268,7 4253,15 1510,900 ±118,4 2924,22 2991,180 ±196,4 4161,55 588,477 ±15,1 781,57 961,875 ±91,6 778,27 697,907 1144,140 604,326 1213,330 2000,0 Gövde Bor Kons. 7. Gün Kı zı ltan Çakmak-79 Gövde Bor Kons. 14. Gün 4000,0 Kızıltan Çakmak-79 Gövde Bor Kons. 1500,0 30.gün 60.gün Bor Kons. (mg kg -1 ) 1500,0 1000,0 500,0 Bor Kons. (mg kg -1 ) 3000,0 2000,0 1000,0 Gövde Bor Kons (mg kg -1 ) 1250,0 1000,0 750,0 500,0 250,0 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (m g kg -1 ) 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (mg k g -1 ) a b c Şekil 4.8. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün gövde bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri. Puccinellia distans (Jacq.) Parl ın 30 ve 60 günlük fidelerinin gövde bor konsantrasyonu değerleri Tablo 4.16 da verilmiştir. Bor dozlarına göre bitki bor konsantrasyonu değerleri incelendiğinde dozlar % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.15). Bor dozu arttıkça bitki bor konsantrasyonu değerleri artış göstermiş ve 500 mg kg -1 B dozunda 60. gün örneklemesinde (961.88 mg kg -1 ) bor konsantrasyonu en yüksek değere ulaşmıştır (Tablo 4.16, Şekil 4.8). 34

4.2.2. Kök bor konsantrasyonu Fidelerin kök bor konsantrasyonuna ait ortalama değerler Tablo 4.18 de, varyans analiz sonuçları ise Tablo 4.17 de verilmiştir. Çeşit, B dozu, ve çeşit x B dozu interaksiyonu yapılan varyans analizi sonucunda 7. ve 14. gün örneklemelerinde % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.17). Tablo 4.17. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök bor konsantrasyonu değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. Kareler Ortalaması F Değeri S.D. Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 200.380.879 29.272.322 325.8009** 22.5937** B dozu 3 3 505.011.349 800.637.158 251315.949 355976.731 821.1021** 617.9687** 2109.7989** 1536.2281** Çeşit*B dozu 3 53.177.297 7.020.120 86.4614** 5.4185** Hata 21 9 615.041 1.295.595 119.118 231.721 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir Bor dozu arttıkça köklerde B konsantrasyonu da artmış, 500 mg kg -1 dozunda ve 14. gün örneklerinde B konsantrasyonu en yüksek seviyeye ulaşmıştır (Tablo 4.18). Hem 7. gün hemde 14. gün örneklemelerinde kök B konsantrasyonu değerleri Kızıltan-91 çeşidinde Çakmak-79 çeşidine göre daha yüksek değerlerde olduğu belirlenmiştir.(tablo 4.18, Şekil 4.9). Tablo 4.18. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinden bor toksisitesi koşullarında elde edilen kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri. Bor Dozu (mg kg -1 ) Makarnalık Buğday Çeşitleri Puccinellia distans Kızıltan-91 Çakmak-79 7. Gün 14. Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60. Gün mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % mg kg -1 % Kontrol 36,110 ±4,95 66,680 ±6,84 28,810 ±4,27 63,200 ±6,25 80,853 ±6,50 96,455 ±6,96 25 82,480 ±11,13 128,41 107,500 ±6,30 61,22 47,790 ±5,90 65,88 90,650 ±14,67 43,43 166,725 ±4,80 106,21 183,542 ±6,65 90,29 250 386,310 ±37,31 969,81 470,430 ±23,41 605,50 135,610 ±17,02 370,70 372,090 ±57,02 488,75 265,265 ±8,27 228,08 346,855 ±18,60 259,60 500 749,900 ±62,61 1976,71 801,930 ±38,22 1102,65 409,533 ±17,08 1321,50 678,640 ±68,70 973,80 649,078 ±21,33 702,79 768,312 ±24,93 696,55 Ortalama 313,700 361,630 155,430 301,140 Puccinellia distans (Jacq.) Parl ın 30 ve 60 günlük fidelerinin kök B konsantrasyonları Tablo 4.18 de verilmiştir. Bor dozlarına göre kök bor konsantrasyonu değerleri incelendiğinde bor dozları % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.17). Bor dozu arttıkça buğday çeşitlerinde olduğu gibi Puccinellia distans ın da kök bor konsantrasyonu değerleri artış göstermiş ve 500 mg kg -1 B dozunda 60. gün örneklemesinde (768.31 mg kg -1 ) kök bor konsantrasyonu en yüksek değere ulaşmıştır (Tablo 4.18, Şekil 4.9). Kök B 35

konsantrasyonu bakımından denemede kullanılan bitkiler Kızıltan-91> Puccinellia distans> Çakmak-79 şeklinde sıralanmaktadır. 1000,0 Kök Bor Kons. 7. Gün Kızıltan Çakmak-79 Kök Bor Kons. 14. Gün 1200,0 Kızıltan Çakmak-79 Kök Bor Kons. 1000,0 30.gün 60.gün Bor Kons. (mg kg -1 ) 800,0 600,0 400,0 200,0 Bor Kons (mg kg-1) 900,0 600,0 300,0 Kök Bor Kons. (mg kg -1 ) 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg-1) 0,0 0 25 250 500 Bor Kons. (mg kg -1 ) a b c Şekil 4.9. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerlerinde gözlenen değişimler. (a: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 7. gün kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri, b: Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitlerinin bor toksisitesi koşullarında 14. gün kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri, c: Puccinella distans bitkisinin bor toksisitesi koşullarında 30. ve 60. gün kök bor konsantrasyonu (mg kg -1 ) değerleri. 4.3. Antioksidant Enzim Aktiviteleri Makarnalık buğday Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitleri ile Puccinellia bitkisine toksik seviyede bor uygulamalarının antioksidant enzim aktivitelerinin belirlenmesi için; süperoksit dismütaz izozimleri (SOD), askorbat peroksidaz (APX), katalaz (CAT), peroksidaz (POX), glutasyon redüktaz (GR), prolin ve malondealdehit miktarı ölçümleri yapılmış, bu değerlere ait varyans analiz sonuçları Tablo 4.19, 4.21, 4.23, 4.25, 4.27 ve 4.29 da, denemelerden elde edilen ortalama antioksidant enzim aktivite değerleri Tablo 4.20, 4.22, 4.24, 4.26, 4.28 ve 4.30 da bu değerlere ait grafikler Şekil 4.10, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15 ve 4.16 da verilmiştir. 4.3.1. Süperoksit dismutaz izozimlerinin aktiviteleri Süperoksit dismutaz (SOD) izozim bantlarının densiyometrik analizi Scion image yazılım programı resim düzenleyicide belirlenmiştir. Bor uygulamalarına bağlı olarak Mn- SOD ve Cu/Zn SOD olmak üzere 2 farklı SOD izozimi belirlenmiştir. Elde edilen SOD izozimlerine göre Kızıltan-91 çeşidinde kontrol gruplarına göre 25 mg B kg -1 da uygulamasında bir değişim belirlenmemişken, 250 mg B kg -1 da uygulamasında %178, 500 mg B kg -1 da uygulamasında %396 oranında bir artış olduğu belirlenmiştir. Çakmak çeşidinde ise kontrole göre 25 mg B kg -1 da uygulamasında %25 oranında, 250 mg B kg -1 da uygulamasında %55 ve 500 mg B kg -1 da uygulamasında %79 oranında artış olduğu 36

belirlenmiştir. Puccinellia distans bitkisinde kontrole göre 25 mg B kg -1 da uygulamasında artma veya azalma olmaz iken 250 mg B kg -1 da uygulamasında %144 ve 500 mg B kg -1 da uygulamasında %312 oranında artış olduğu belirlenmiştir. Cu/Zn SOD izozimlerini ortalama olarak değerlendirdiğimizde Kızıltan-91 çeşidinde kontrole göre 25 mg B kg -1 da uygulamasında artma veya azalma yönünde değişme olmaz iken Çakmak-79 çeşidinde %27 oranında artış olduğu, 250 mg B kg -1 da uyglamasında kontrole göre Kızıltan-91 çeşidinde %150 oranında artış olurken, Çakmak-79 çeşidinde %54 oranında artış olduğu belirlenmiştir. 500 mg B kg -1 da uygulamasında kontrole göre Kızıltan-91 çeşidinde %320 oranında artış olurken, Çakmak-79 çeşidinde %76 oranında bir artış olduğu belirlenmiştir. Puccinella distans bitkisinde ise 25 mg B kg -1 da uygulamasında kontrole göre değişim olmaz iken 250 ve 500 mg B kg -1 da uygulamalarında dozlardaki artışa bağlı olarak artış gösterdiği belirlenmiştir (Şekil 4.1, Resim 5). Kızıltan-91 Çakmak - 79 Puccinellia distans 1 1 2 2 3 3 0 25 250 500 0 25 25 50 0 25 25 50 Resim 7. Makarnalık buğday çeşitleri Kızıltan-91 ve Çakmak-79 çeşitleri ile Puccinellia distans bitkisinin gövde sürgünelrinde gözlenen SOD izozim aktiviteleri. 4.3.2. Askorbat peroksidaz enzim aktiviteleri (APX) Askorbat peroksidaz enzim aktiviteleri ile ilgili her iki kültür çeşidi ile Puccinellia distans bitkisine ait veriler Tablo 4.20 de ve Şekil 4.10 da verilmiştir. Varyans analizine göre çeşit, B dozu ve Çeşit x B dozu interaksiyonunun bitkilerin askorbat peroksidaz enzim aktiviteleri üzerine etkileri istatistiksel olarak % 1 seviyesinde önemli bulunmuştur (Tablo 4.19). Tablo 4.19. Makarnalık buğday (Kızıltan-91 ve Çakmak-79) çeşitleri ile Puccinella distans bitkilerinin bor toksisitesi koşullarında elde edilen Askorbat peroksidaz (APX) aktivite değerlerine ait varyans analiz sonuçları. V.K. S.D. Kareler Ortalaması F Değeri Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia Buğday Puccinellia 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün 7. Gün 14. Gün 30. Gün 60 Gün Çeşit 1 9.775.684.395 4.527.617.562 73.5434** 20.8518** B dozu 3 3 13.772.275.749 1.691.500.043 869.816.455 4.635.436.478 103.6101** 7.7902** 1.303.769.113.676** 8.771.993.778.831** Çeşit*B dozu 3 7.757.128.838 2.715.545.933 58.3576** 12.5064** Hata 21 9 132.924.106 217.132.891 0.007 0.005 Genel 31 15 **%1, *%5 seviyesinde istatistiki olarak önemli olduğunu göstermektedir 37