Search

Abiotic stresses reduce crop yield of plants via morphological, physiological, biochemical, and molecular changes. Drought stress increases reactive oxygen species (ROS) concentrations in the cell, damaging to phospholipids, proteins, and nucleic acids and resulting in chlorosis. Red root amaranth (Amaranthus retroflexus L.) is drought-resistant, summer annual, and herbaceous plant. It is common along roadsides, cultivated areas, and orchards. Herbicides such as 2,4-D, dicamba, mecoprop, bromoxynil, glyphosate are effective on A. retroflexus but many studies report the development of herbicide resistance in this species. In this study, it has been focused on determining some physiological and biochemical responses of A. retroflexus to short-term drought stress and glyphosate. For this purpose, total chlorophyll, total protein, lipid peroxidation (MDA), H2O2 (Hydrogen peroxide) amount, cell membrane permeability (electrolyte leakage), APX (Ascorbate peroxidase), and GR (Glutatyon reductase) activities were determined in leaf tissue of 21-day-old A. retroflexus seedlings. Drought stress and glyphosate treatments increased H2O2 and cell membrane permeability and resulting chlorosis in A. retroflexus. Our results showed that A. retroflexus had high ROS damage and low ROS scavenging activity after glyphosate treatment. This indicates that A. retroflexus is sensitive to glyphosate based on antioxidant capacity. In addition, this research shows for the first time how short-term drought stress and glyphosate affect APX and GR activities in A. retroflexus. As a result, it was determined that oxidative stress causes more damage with glyphosate compared to short-term drought in A. retroflexus., Abiyotik stresler bitkide morfolojik, fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler değişiklikler yoluyla ürün verimini düşürür. Kuraklık stresi, hücredeki reaktif oksijen türlerinin (ROT) konsantrasyonlarını arttırarak hücredeki fosfolipidlere, proteinlere ve nükleik asitlere zarar verir, klorozla sonuçlanır. Yazlık bir yabancı ot olan kızılbacak (Amaranthus retroflexus L.) kuraklığa dayanıklı, tek yıllık ve otsu bir bitkidir. Yol kenarları, ekili alanlar ve meyve bahçelerinde yaygındır. 2,4-D, dicamba, mecoprop, bromoxynil, glifosat gibi herbisitler A. retroflexus üzerinde etkilidir. Ancak birçok çalışma bu türde herbisit direncinin geliştiğini bildirmektedir. Bu araştırma, kısa süreli kuraklık ve glyphosate’ın A. retroflexus’ta neden olduğu bazı fizyolojik ve biyokimyasal yanıtlara odaklanmıştır. Bu amaçla, 21 günlük A. retroflexus fidelerinin yaprak dokusunda toplam klorofil, toplam protein, lipit peroksidasyon (MDA), H2O2 (Hidrojen peroksit) miktarı, hücre zarı geçirgenliği (elektrolit sızıntısı), APX (Askorbat peroksidaz) ve GR (Glutatyon redüktaz) aktiviteleri belirlenmiştir. Kuraklık stresi ve glifosat A. retroflexus’ta H2O2 miktarını ve hücre zarı geçirgenliğini arttırmış ve kloroza neden olmuştur. Sonuçlarımız A. retroflexus’a glifosat uygulaması sonrasında yüksek ROT zararı ve düşük ROT temizleme aktivitesi olduğunu göstermiştir. Bu, antioksidan kapasite temelinde A. retroflexus’un glyphosate’a duyarlı olduğuna işaret etmektedir. Ayrıca bu araştırma ile A. retroflexus’ta kuraklık ve glyphosate’ın APX ve GR aktivitelerini nasıl etkilediği ilk defa gösterilmektedir. Sonuçta, A. retroflexus’ta oksidatif stresin kısa süreli kuraklığa kıyasla glifosat ile daha çok zarara neden olduğu saptanmıştır.

ÖZET KURAĞA DUYARLI VE DAYANIKLI BAZI ARPA {Hordeum spp.) ÇEŞİTLERİNDE SÜPEROKSİT DİSMUTAZ (SOD, EC 1.15.1.1) AKTİVİTELERİNİN ARAŞTHOLMASI ACAR, Okan Doktora Tezi, Biyoloji Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. İsmail TÜRKAN Şubat 1999, 87 Sayfa Bu araştırmada, su kıtlığı ve polietilen glikol (PEG 3000) uygulanarak yaratılan kuraklık stresinin kurağa dayanıklı (Karatay-97, Tokak-157 /37) ve duyarlı (Kıral-97, Erginel-90, Cumhuriyet-50) oldukları bilinen ve kurağa toleransı bilinmeyen bir (5600/MISC.S.CMB) arpa (Hordeum spp.) çeşidinde; total Süperoksit Dismutaz (SOD) aktivitesi, total protein, bağıl nem içeriği ve radikula- koleoptil büyümesi üzerine olan etkileri incelenmiştir. % 15'lik PEG 3000 uygulaması sonucunda radikula ve koleoptil büyümeleri kurağa dayanıklı çeşitlerde, duyarlı olanlara göre daha az engellenmiştir. Total SOD aktiviteleri ise dayanıklı genotiplerde duyarlı olanlara göre artış göstermiştir. 5600/ MISC.S.CMB ise su kıtlığına bağlı olarak radikula ve koleoptil büyümesi ve total SOD miktarındaki değişimlere açısından orta-duyarlı tepki göstermiştir. Su kıtlığı uygulamasında ise, yaprak bağıl nem içerikleri Cumhuriyet-50 ve 5600/MISC.S.CMB 'de kuraklıkVI etkisiyle diğer çeşitlere göre kontrole göre azalmıştır. Protein içerikleri ise tüm genotiplerde genellikle kuraklık artışına bağlı olarak kontrole göre artış göstermiştir. Kurağa dayanıklı türlerde duyarlı olanlara göre total SOD aktivitelerinin arttığı saptanmıştır. 5600/MISC.S.CMB ise kısa süreli kuraklık stresi altında SOD aktivitesini arttırmış ancak uzun süreli kuraklık koşullarında duyarlı gibi davranmıştır. Araştırma sonucunda çalışılan arpa (Hordeum spp.) çeşitlerinde SOD aktivitesinin, kuraklığa tepkide dayanıklı ve duyarlı kültivarlar arasında bir kriter olarak kullanılabilir olduğu saptanmıştır. Bununla birlikte diğer antioksidatif enzimlerin de araştırılması gereklidir. Anahtar Kelimeler: Arpa (Hordeum spp.), Süperoksit dismutaz (SOD), oksidatif stres, kuraklık. vıı ABSTRACT THE STUDY OF SUPEROXIDE DISMUTASE (SOD, EC 1.15.1.1.) ACTIVITIES IN SOME DROUGHT SENSITIVE AND RESISTANT BARLEY {Hordeum spp.) VARIETIES ACAR, Okan PhD in Biology Department Supervisor: Prof. Dr. îsmail TÜRKAN February 1999, 87 Pages In tins study, the effects of water scarcity and PEG 3000 application on superoxide dismutase (SOD) activity, total protein content, relative water content and radicle and coleoptil growth of two drought resistant barley {Hordeum spp.) varieties (Karatay - 97, Tokak 157/37), one middle tolerant (5600 / MISC.S.CMB) and tree drougth sensitive varieties (Krai - 97, Erginel - 90, Cumhuriyet - 50) were investigated. Radicle and coleoptile of growth resistant varieties were inhibited less than those sensitive ones. Total SOD activities increased in growth resistant cultivars as compared to sensitive varieties. 5600 / MISC.S.CMB showed a middle drought tolerance both radicle and coleoptil growth and SOD activity. Relative water content (RWC) of leaves in Cumhuriyet - 50 and 5600 / MISC.S.CMB decreased as to other varieties. A general increase has been observed in total protein content in all of the varieties depending on the drought increasement. Total SOD activities werevııı found higher in drought resistant varieties then those of sensitive ones. 5600/MISC.S.CMB behaved in terms of SOD activity as drought resistant varieties in short - term drought stress. However, as longevity of drought stress increase, it behaved as sensitive ones. In conclusion, although a difference in SOD activity were recorded among drought resistant and sensitive barley varieties a clear cut conclusion from present result can not be drawn for the role of SOD in drought tolerans in barley cultivars studied. To enlighten the role of other antioxidant enzymes would be worthy in this manner. Key Words: Barley (Hordeum spp.), Superoxide dismutase (SOD), oxidative stress, drought. 105

Kuraklık stresi dünya tarım arazilerinin %45'ini etkiler. Bu durum ürün verimliliğinde diğer streslerden daha fazla yıkıcı etkiye neden olur ve azaltır, fotosentezi kısıtlayarak bitki büyüme ve gelişimini olumsuz etkiler. Ayrıca hücre bölünme oranını, yaprak alanını, kök ve gövde büyümesini kısıtlayarak verimliliği azaltır. Reaktif oksijen türleri ve antioksidan savunma sistemi buğdayın kuraklığa dayanıklılığında seçici kriterler olarak kabul edilmektedirler.Diğer yandan, Kuşburnu gibi tıbbi ve aromatik bitkilerin halk arasında geleneksel kullanımları iyi bilinmekle birlikte; deniz yosunu ekstraktlarının ve Moringa oleifera gibi bitkilerin tarım bitkilerinde kuraklık stresinin etkisinin giderilmesinde biyostimülant olarak kullanım pratiklerine sahip olduğu gösterilmiştir. Tamamlanan tez araştırmamızda, ticari olarak kullanılan bitki aktivatörleri ve sentetik elisitörler yerine kuşburnu gibi doğal ve ekonomik potansiyele sahip kuşburnu meyve ekstraktının kuraklığa duyarlı çeşit Sultan-95 ve kuraklığa dayanıklı Tosunbey buğday çeşitleri için kuraklık stresine toleransta doğal bir aktivatör olarak kullanıp kullanılmayacağı araştırılmıştır.Bu tez çalışmasında kuşburnu meyve ekstraktı %20'lik konsantrasyonda in vivo olarak yetiştirilen 21 günlük buğday fidelerine uygulanarak, bu bitkilerdeki toplam klorofil, toplam protein, lipit peroksidasyon (TBARS), hücre zarı geçirgenliği ve antioksidan enzim aktiviteleri (Süperoksit dismütaz (SOD), peroksidaz (POX), katalaz (CAT) üzerine etkileri araştırılmıştır. Kuşburnu bitkisi yüksek derecede antioksidan aktiviteye sahip olması ve yapılan araştırılmalarda kanser tedavilerinde ve nötrofillerin solunumundaki rolüne kadar geniş bir yelpazede dahi kullanılmasıdır. Buğday ise, dünya genelinde besin için stratejik bir gıda kaynağı olması nedeniyle seçilmiştir.Kuraklık zararının iyileştirilmesinde, Rosa canina (Rc) uygulamasının her iki genotipteki ilk indükleyici etkisi 7. günde gözlenmiştir. Kuraklığa toleranslı Tosunbey'in SOD aktivitesi 7. günde stres altında Rc uygulamasıyla artarken 14. günde azalmıştır. Ancak Sultan-95'te her iki uygulama gününde de azalmıştır. H2O2 süpürücüleri olan CAT ve POX aktiveteleri ise stres altında R. canina uygulamasıyla Tosunbey'de artmıştır. Fakat Sultan-95'te sadece CAT aktivitesiyle artmıştır. Bu durum kuraklık zararının azaltılmasında veya iyileştirilmesinde Rc ekstraktının duyarlı çeşitlerde biyostimülatör olarak kullanımının olanaklı olabileceğine işaret etmektedir. Drought stress affects 45% of world agricultural land. This causes and reduces product productivity more than other stresses and reduces photosynthesis and adversely affects plant growth and development. It also reduces efficiency by limiting cell division rate, leaf area, root and stem growth. Reactive oxygen species and antioxidant defense system are considered to be selective criteria for the resistance of wheat to drought.On the other hand, the traditional uses of medicinal and aromatic plants such as rosehip are well known; seaweed extracts and plants such as Moringa oleifera have been shown to be useful as biostimulant in the treatment of drought stress in agricultural crops. In our thesis, it was investigated whether the rosehip fruit extract with natural and economic potential such as rosemary and commercially used plant activators and synthetic elicitors would be used as a natural activator in the tolerance of drought stress for drought-sensitive varieties Sultan-95 and drought-resistant Tosunbey wheat varieties.In this thesis, rosehip fruit extract was applied to 21 day old wheat seedlings grown in vivo at a concentration of 20% and the effects of total chlorophyll, total protein, lipid peroxidation (TBARS), cell membrane permeability and antioxidant enzyme activities (Superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POX), catalase (CAT) on these plants were investigated. Rosehip plant has a high degree of antioxidant activity and the use of cancer treatments and the role of neutrophils in breathing is to be used in a wide range. Wheat is chosen because it is a strategic food source for nutrients worldwide.The first inducing effect of Rosa canina (Rc) administration in both genotypes was observed on day 7 in the improvement of drought damage. The SOD activity of the drought tolerant Tosunbey increased on the 7th day with Rc application under stress and decreased on the 14th day. However, in the Sultan-95, both application days decreased. CAT and POX activators with H2O2 scavengers were increased in Tosunbey with Rc application under stress. But, Sultan-95 only increased with CAT activity. This situation indicates that Rc extract can be used as biostimulator in sensitive varieties in reducing or improving drought damage. 67

Magnezyum, gerek klorofil molekülünde merkez atom olması gerekse de fizyolojik ve biyokimyasal birçok proseste önemli enzimlere kofaktör olması nedeniyle diğer bitki besleme maddelerinden farklıdır. Bu araştırmada kuraklığa toleransları farklı iki nohut çeşidinde (duyarlı çeşit cv.Akçin ve dayanıklı çeşit cv.Uzunlu) Mg eksikliği ve kuraklık stresinin ayrı ayrı ve birlikte etkileri araştırılmıştır. 21 günlük fidelerde kısa süreli stres etkilerini fizyolojik (kök – gövde uzunluğu, klorofil miktarı, BSİ) ve biyokimyasal parametreler (Protein miktarı, enzim aktiviteleri (SOD, POX, CAT)) temelinde belirlenmiştir.Sonuçlarımız göstermiştir ki, Uzunlu çeşidinde kök ve gövde uzunluğu, klorofil miktarı ve antioksidan aktiviteler co-stress etkisiyle değişmemektedir. Buna karşın, Akçin çeşidinde kök ve gövde uzunluğu ile klorofil miktarı azalmış, antioksidan enzim aktiviteleri artmıştır. Sonuçlarımız Uzunlu'ya kıyasla Akçin'de büyümenin daha çok sınırlandığına işaret etmektedir. Diğer yandan, Uzunlu'ya kıyasla Akçin'in Mg eksikliği ve kuraklık ile daha fazla indüklenmesi, Akçin'in hassas doğasıyla ilgili olabilir.Sonuçta, kuraklık Mg eksikliği problemiyle birleşerek duyarlı nohut çeşitlerinde antioksidan savunmayı teşvik etsede yetersiz antioksidan savunma nedeniyle büyüme de sınırlanacaktır. Magnesium is a central atom in the chlorophyll molecule, but it is different from other plant nutrients because many physiological and biochemical processes are cofactors to important enzymes. In this study, we investigated the effect of Mg deficiency and drought stress separately and together in two chickpea varieties (cv.Akçin and cv.Uzunlu), which have different tolerance to drought. We determined short-term stress effects based on physiological (root-shoot lengths, chlorophyll amounts, RWC) and biochemical parameters (Protein amounts, enzyme activities (SOD, POX, CAT))Our results show that root and stem lengths, chlorophyll content and antioxidant activities was not change with the effect of co-stress in Uzunlu variety. On the other hand, root and stem length and chlorophyll content decreased in Akçin variety, and antioxidant enzyme activities was increased. Our results indicate that the growth in Akçin is more limited than in Uzunlu. On the other hand, the fact that Akçin is more induced by Mg deficiency and drought compared to Uzunlu, may be related to Akçin's sensitive nature.As a result, drought combined with the Mg deficiency problem induces antioxidant defense in sensitive chickpea varieties, but growth will be limited due to inadequate antioxidant defense. 41

Bu araştırmada, bir strigolakton analoğu olan GR24 ön uygulaması ile tuzluluğa toleransları bilinen iki buğday varyetesinde (duyarlı Sultan-95 ve tolerant Tosunbey) şiddetli tuz stresinin neden olduğu fizyolojik ve biyokimyasal değişimler belirlenmiştir.Her iki çeşidin tuz stresine toleransındaki farka rağmen GR24 ön uygulamasının dayanıklı genotipe kıyasla duyarlı genotipte antioksidan savunmayı daha çok teşvik ettiği belirlenmiştir. Her iki genotipte CAT aktivitesi artan tuzluluğa karşı GR24 etkisiyle ortak bir artışa sahip bulunmuştur. Ancak duyarlı genotipte, ek olarak POX aktivitelerinin de indüklendiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, buğday tohumlarına GR24 ön uygulaması duyarlı çeşidin antioksidan kapasitesini teşvik etmiş, lipit peroksidasyon ve H2O2 içerikleri de iyileşmiştir.Sonuçlarımız göstermektedir ki, GR24 teşvikli artan CAT aktivitesi H2O2 birikiminin azaltarak tuzluluğa duyarlı buğday genotipinde antioksidan enzim yanıtlarını değiştirip tuz toleransının arttırmıştır. In this study, we focused on the physiological and biochemical changes caused by severe salt stress in two wheat varieties (salt-sensitive Sultan-95 and salt-tolerant Tosunbey) with GR24 pre-treatment as a strigolactone analogue. Despite the difference in tolerance to salt stress in both species, it was determined that GR24 pre-treatment promoted higher antioxidant defense in sensitive genotype than resistant genotype. CAT activity in both genotypes was found to have a common increase with GR24 effect against increased salinity. However, it was determined that POX activities are induced in sensitive genotype. Consequently, pre-treatment of GR24 to wheat seeds promoted antioxidant capacity of sensitive variety, lipid peroxidation and H2O2 contents also improved. Our results show that GR24-induced CAT activity decreased H2O2 accumulation and increased salt tolerance via altering antioxidant enzyme activities in salt- sensitive genotypes. 58

Herbisit kullanımı nedeniyle, doğal bitki populasyonlarında bu herbisitlere direnç doğrusal şekilde artmaktadır. Bitkilerde, ALS inhibitörleri ve Atrazin'den sonra en fazla herbisit direnci FOP grubu herbisitlere karşı gelişmektedir. Avena sterilis L. buğday tarlalarında bu gruptan fenoxaprop herbisiti kullanılarak mücadele edilen bir yabancı ottur. Bu çalışmada fenoxaprop herbisitinin hassas ve dayanıklı iki kısır yabani yulaf populasyonunun pigment içeriği ve antioksidan savunma enzimleri ile PAL aktiviteleri araştırılmıştır. Marmara bölgesinden toplanan tohumlar Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi'nden sağlanmıştır. Buna göre, dayanıklı bitkilerde önerilen dozda meydana gelen oksidatif stresin bastırılmasında SOD, POX, APX, GR ve CAT aktivitelerinin hassas bitkilere kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte, dayanıklı bitkilerdeki antioksidatif savunmanın önerilen dozun 4 katına kadar gelişebildiği de belirlenmiştir. Sonuç olarak, hassas bitkilere kıyasla herbisite dayanıklı populasyona ait bitkilerin daha yüksek klorofil miktarına, daha yüksek antioksidan savunmaya ve daha yüksek PAL aktivitelerine sahip olduğu bulunmuştur. Herbicide resistance has linear increase in natural grass populations. Some of these populations defined as weed. Weeds developed herbicide resistance against FOP herbicides after ALS inhibitors and Atrazine. As a weed, Avena sterilis L. (Sterile Oat) range in wheat field and farmer use fenoxaprop herbicides against this species.In this study focused on the effects of fenoxaprop on pigment contents, activities of antioxidant defense enzymes and PAL activities in fenoxaprop-susceptible and – resistant sterile oat populations. Sterile oat seeds collected from Marmara region in Turkey and provide from Ege University Faculty of Agriculture. Our results showed that fenoxaprop-resistant sterile oats have higher SOD, POX, APX, GR and CAT activities than fenoxaprop-susceptible ones. This result indicated that, increased activities of antioxidant enzymes provide best protection for resistant sterile oat against oxidative stress than -susceptible sterile oats. Moreover, this antioxidant protection was continued up to 2X dose of fenoxaprop. As a result, fenoxaprop-resistant plants have higher chlorophyll amounts, higher antioxidant defense and higher PAL activities than susceptible sterile oats. 64

Abiyotik ve biyotik stres faktörleri tarımsal üretimde verimi sınırlamaktadır. Mercimek yetiştiriciliğinde verimi etkileyen en önemli biyotik streslerden birisi canavar otu (Phelipanche spp., Orobanche spp.) enfeksiyonudur.Bu araştırma bir ozmotik koruyucu olan glisin betain' in (GB) mercimekte (Lens culinaris Medik) canavar otu kaynaklı biyotik strese karşı uygulandığında antioksidan savunma sisteminde neden olduğu değişimleri ve canavar otu enfeksiyonuna karşı koruma sağlayıp sağlamadığını belirlemeyi amaçlamıştır. Buna göre; mercimek fidelerinin kök ve gövde uzunlukları, yaprak alanı (SLA), toplam klorofil, protein miktarları, hücre zarı geçirgenliği, hidrojen peroksit (H2O2), lipid peroksidasyon (TBARS) ve antioksidan enzimlerin (SOD, POX, APX, GR, CAT) aktivitelerindeki değişimler araştırılmıştır.Büyüme parametreleri incelendiğinde Özbek çeşidinde tüm streslerde büyüme baskılanmış ama GB uygulamasıyla bu baskı azalmıştır. Sultan 1 çeşidinde ise, büyüme stres uygulamalarından etkilenmemiştir. Özellikle CAT aktiviteleri iki çeşit arasında bir ayrım sağlamaktadır. Sultan 1 çeşidine kıyasla, Özbek çeşidi daha yüksek CAT aktivitelerine sahiptir ve GB uygulamasıyla bu durum değişmemektedir. Genel olarak her iki stres uygulaması biyokimyasal parametrelerde Özbek, fizyolojik parametrelerde Sultan 1 için daha yüksek bulunmuştur. Bu farklar GB uygulaması ile daha da belirginleşmiştir. Sonuç olarak, özellikle kök dokusunda kurağa dayanıklı Sultan 1 çeşidi fizyolojik ve biyokimyasal olarak Özbek çeşidine kıyasla canavarotu ve kuraklık streslerine daha dayanıklı bulunmuştur.Anahtar sözcükler: Canavar Otu, Mercimek, Biyotik Stres, Antioksidan Savunma Sistemi, Glisin Betain. Abiotic and biotic stress factors limit the yield. One of the most limiting biotic factors in lentil production is broomrape (Phelipanche spp., Orobanche spp.). This study focused on the effect of glycine betaine (GB) and drought stresses (PEG) on biochemical (total chlorophyll, total protein, H2O2 concentration, TBARS and SOD, POX, APX, GR, CAT activities) and physiological (root and shoot lengths, specific leaf area (SLA)) parameters of lentil (Lens culinaris Medik.) against broomrape infection.Physiological parameters indicated that PEG and broomrape-mediated stress factors inhibited growth in Özbek variety. GB treatment suppressed that inhibition. Sultan 1 variety was not affected by these stresses on growth. Especially, CAT activity is differing between these varieties. It was found that Özbek variety has higher CAT activity than Sultan 1 in all tissues with these stresses. GB treatment was not changed this results. Generally, Özbek has high efficiency on biochemical parameters while Sultan1 has high physiological parameters. GB treatment not effects on this results. As a result, drought tolerant Sultan 1 was found more tolerant than Özbek variety to broomrape and drought stresses, especially in root tissues.Keywords: Orobanche spp., Lentil, Biotic Stress, Antioxidant Defense System, Glycine Betaine. 95

Nohut dünya genelinde birçok ülkede yetiştirilen yemeklik baklagiller arasında ikinci sırada yer almaktadır. Besin değeri olarak diğer baklagillere göre daha çok protein içeriğine sahiptir. Nohut bitkisinin yetiştirilmesinde ve veriminde karşılaşılan biyotik stresler arasında fungal hastalıklar ve canavar otu yer alırken abiyotik stresler arasında da kuraklık ve tuzluluk stresleri yer almaktadır. Bununla birlikte, kuraklık dünyanın birçok bölgesinde en önemli abiyotik strestir ve serin iklim baklagillerinde önemli verim kayıplarına sebep olmaktadır. FAO verilerine göre 20 yıl içerisinde dünyada ekilebilir tarım alanlarında kuraklık etkisi artacaktır. Bu bağlamda kuraklığa dayanıklı varyetelerin geliştirilmesine dönük araştırmalar da kaçınılmaz olacaktır. Son yıllarda nohut bitkisinde kuraklıkla ilgili sorunları çözmek ve dayanıklı çeşitleri elde etmek için birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarla nohut bitkisinde kuraklık stresine karşı toleranslı varyeteler geliştirilmiştir. Buna karşın, bu varyetelerin sayısı azdır ve birçok varyetenin kuraklığa toleransı bilinmemektedir. Nohut üretiminde biyotik stresler tüm stres etmenleri içerisinde %48'lik bir paya sahiptir. Nohut bitkisi için bir biyotik stres kaynağı olarak sıklıkla Orobanche crenata türü rapor edilmekle birlikte bazı kaynaklarda O. foetida ve O. aegyptiaca türlerinden de bahsedilmektedir. Canavar otuna karşı kimyasal, fiziksel/mekanik, biyolojik ve kültürel yöntemlerle mücadele edilmektedir. Ancak canavar otu bitkisi bu yöntemlere karşı her yıl daha dayanıklı ırklar meydana getirmektedir. Literatürde kuraklık stresinin nohut bitkisinin antioksidan savunma sistemine etkileri ile ilgili bilgiler mevcuttur. Daha önce yapılan çalışmalarda kuraklık gibi abiyotik bir stres olan tuzluluğa karşı Orobanşa direnç mekanizmasının bir koruma sağladığı belirlenmiştir. Ancak Orobanche crenata'ya karşı toleranslı çeşitler bulunmadığı ve canavar otuna karşı etkili bir mücadele yönteminin mevcut olmadığı yönünde de raporlar mevcuttur. Diğer yandan canavar otu parazitliği konukçu bitkiler için ikincil bir su stresi kaynağı olmaktadır. Bu bağlamda, canavar otu kaynaklı biyotik stres aynı zamanda kuraklık stresi etkisine de yol açacaktır. Bu araştırmada da kuraklığın özellikle Gökçe çeşidinin gövde dokusunda antioksidan savunma sistemini teşvik etmemesi buna bağlı olarak açıklanabilir. Aslında, çift stres uygulaması Gökçe çeşidinden çok Er-99 çeşidinde lipid peroksidasyonu azaltmıştır. Bu azalış Er-99 çeşidinde antioksidan savunma sistemi ile desteklenmektedir. Sonuç olarak, kuraklığa hassas olduğu bilinen Er-99 çeşidi çift stres uygulaması sayesinde tek başına kuraklığın zararlı etkilerinden korunmada daha etkili bir antioksidan korumaya sahip bulunmuştur. Chickpea is grown in many countries across the globe, and ranks second amongst edible beans. Nutritionally, chickpea contains significantly higher protein content than other legumes. Common biotic stresses encountered in chickpea production are fungal diseases and broomrape, and frequent abiotic stresses are drought and salinity. Drought is the most important abiotic stress in many parts of the world, and causes significant yield losses in cool climate legumes. According to FAO data, the impacts of drought will increase within 20 years in arable areas across the world. In this context, research to develop drought-resistant crop varieties will be vital. In recent years, there have been numerous studies aimed at solving drought problems in chickpea and to obtain drought-resistant varieties. However, these varieties are still few in number, and the drought tolerance of many varieties is not known. Biotic stresses account for 48% of losses in chickpea production. Although, Orobanche crenata is frequently reported as a source of a biotic stress for chickpea, in some sources O. foetida and O. aegyptiaca are also mentioned. Chemical, physical / mechanical, biological and cultural methods are being utilised against broomrape. However, broomrape plants are becoming increasingly resistant to these methods. Information about the effect of drought stress on the antioxidant defense system of chickpea is available in the literature. It was determined in earlier studies that the mechanism of resistance to Orobanche provides protection against the negative effects of salinity. However, there are no chickpea varieties tolerant to Orobanche crenata currently available, and an effective defense mechanism is not available against broomrape is absent. Furthermore, broomrape parasitism of the host plant is a secondary source of water stress. In this context, broomrape-induced biotic stresses will also likely lead to drought stress.Accordingly in this research, drought doesn't promote the antioxidant defense system in Gökçe variety's tissues. In fact, double stress treatment reduced lipid peroxidation in Er-99 variety more than Gökçe variety. This decrease in Er-99 variety supported by antioxidant defense system. As a result, due to double stress treatment Er-99 variety which known to sensitive to drought stress, were found to have an effective antioxidant protection than the protection from the harmful effects of drought alone. 73

Bitkiler yaşamları boyunca biyotik ve abiyotik streslere maruz kalmaktadır Bunlardan kuraklık; fotosentetik pigmentlere, membran lipidlerine, proteinlere ve nükleik asitlere zarar veren reaktif oksijen türlerini (ROT) arttırmakta ve `oksidatif strese` neden olmaktadır. Mercimek tarımında kuraklık ve yabancı ot sorunu verimi olumsuz etkilemektedir. Canavar otları ise bitkinin köküne yapışarak ihtiyacı olan su, besin ve mineralleri konukçusundan temin eden yabancı otlardır. Canavar otu kaynaklı enfeksiyon ayçiçeği, domates, biber ve patlıcanda antioksidan enzim aktivitelerini değiştirmektedir. Ayrıca kuraklığa dayanıklı çeşitlerde de antioksidan enzimlerin aktivitesini artırmaktadır. Biyotik stres faktörü olan canavar otu (CO), abiyotik stres faktörü olan kuraklık (%10 PEG 6000) (P) ve bunun ikili kombinasyonu (PCO) 21 günlük mercimek fidelere 7 gün boyunca uygulanmıştır. Uygulamayı takiben 1., 3., 5. ve 7. günde örnekleme yapılmıştır. Örneklerde büyüme parametreleri (kök ve gövde uzunlukları, spesifik yaprak alanı (SYA), pigment miktarı) ve biyokimyasal parametreler (protein miktarları, hücre zarı geçirgenliği lipid peroksidasyononu miktarı (TBARS) ve antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, POX, APX, GR, CAT) araştırılmıştır. Kurağa dayanıklı ve duyarlı mercimek çeşitlerinde canavar otu enfeksiyonun etkileri bu yüksek lisans tezi ile ilk defa sunulmaktadır. Büyüme parametrelerine göre incelendiğinde, Çiftçi çeşidinde büyüme tüm stresler ile baskılanmıştır. Sultan 1 çeşidindeyse, büyüme stres uygulamalarından etkilenmemiştir. Sultan 1 çeşidi, Çiftçi çeşidine kıyasla stres uygulamaları sonucunda pigment içeriğini korumuştur ve daha düşük HZG'ye sahip bulunmuştur. Biyokimyasal parametreler incelendiğindeyse, Sultan 1 çeşidinde antioksidan savunmada tüm stres uygulamaları dikkate alındığında CAT ve GR, Çiftçi çeşidinden ise POX'lar öne çıkmaktadır. Sonuçta, kök dokusunda Sultan 1 çeşidi Çiftçi çeşidine kıyasla ilave CAT ve GR aktivite artışlarıyla yüksek antioksidan koruma göstermiştir. Yaprak dokusunda ise Çiftçi çeşidi daha zayıf antioksidan korumaya sahip bulunmuştur. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, kurağa dayanıklı Sultan 1 çeşidinin fizyolojik ve biyokimyasal olarak Çiftçi çeşidine kıyasla CO ve PCO streslerine daha dayanıklı olduğu, bu dayanıklılığın özelikle kök dokusunda belirginleştiği söylenebilir.Anahtar sözcükler: Antioksidan Savunma Sistemi, Canavar Otu, Kuraklık, Mercimek Plants have affected from biotic and abiotic stresses during their lives. Drought stress has harmful effects to plant cells via oxidative stress, which is produce Reactive Oxygen Species (ROS) in subcellular components. Drought is one of the most limiting factors of lentil yield production. Besides, in agricultural areas has another limiting factor in lentil yield: broomrapes. Broomrapes (Orobanche and Phelipanche spp.) are obligate root holoparasite plants and take from their host plant's assimilates. Orobanche crenata causes high yield losses on plants such as tomato, eggplant, potato, tobacco and lentil. It was shown that antioxidant defense enzymes increased via broomrape infection (BRI) in sunflower, tomato, pepper and eggplants. Drought has also increased the level of antioxidant enzymes in lentil plants. However, we have not any knowledge about the effects of these stresses on antioxidant enzymes of drought –resistant and –susceptible lentil varieties. In this study BRI, %10 PEG 6000 (P) and PBRI stresses were treated on 21 d lentil seedlings during 7 d and sampling on 1st – 3rd – 5th – 7th days. Plant samples were used for analyses of growth (SYA, root/shoot lengths, pigment amounts) and biochemical parameters (Protein, electrolyte leakage, TBARS, SOD, POX, APX, GR, and CAT).Our results show that pigment amounts and electrolyte leakage was not change in cv. Sultan 1 from stress treatments than cv. Çiftçi. Otherwise, GR and CAT was more effectively in cv. Sultan1 and POX in cv. Çiftçi for protection against oxidative stress. In conclusion, cv. Sultan 1 show that high increases with CAT and GR in root tissues than cv. Çiftçi. Our results indicated that cv. Sultan 1has good antioxidant protection against BRI and PBRI stress treatments than cv. Çiftçi in leaf and root tissues.Keywords: Antioxidant Defense System, Broomrape, Drought, Lentil 96

Canavar otu tarımsal alanlarda enfekte ettiği bitkilere verdiği zarar nedeniyle iyi bilinen bir yabancı ottur ve konukçusunun kökünden gelen sinyallere bağlı olarak çimlenirler ve hücre zarındaki ROT'leri üretimini arttırırlar. Kök ve yaprak dokusunda canavar otu enfeksiyonu nedeniyle artan ROT'lerinin baskılanıp baskılanmadığı, ISR 2000 ve Messenger bitki aktivatörleri ile konukçu bitkinin bu mücadelesinin antioksidan enzim yönünden ne şekilde etkilendiği bu çalışmanın ana hedefi olmuştur.Messenger uygulaması deneneme sonunda Rio Grande pigment içeriğinde artışa neden olmuşken ISR 2000 ise kendi kontrol grubuna kıyasla ilginç bir şekilde azalma gözlenmiştir.ISR 2000 uygulaması TBARS miktarını azalttığı ve bu anlamda hücre zarının daha az hasar görmesini sağladığı anlaşılmaktadır.Bu araştırmada Rio Grande kök dokusunda Messenger Gold ve ISR 2000 uygulamalarının POX ve CAT'ın yanı sıra APX ve GR aktivitelerini de arttırarak etkili bir antioksidan koruma sağladığı saptanmıştır.Bu araştırma ile ISR 2000 ve Messenger uygulamaları ve canavar otu enfeksiyonu etkileşiminde antioksidan savunmanın nasıl çalıştığı ilk defa sunulmaktadır. Literatürde bu konudaki kısıtlı veriler dikkate alındığında köklerdeki antioksidan savunmanın arttırılması için bitki aktivatörü kullanımının anlaşılabilmesi için daha çok araştırmaya ihtiyaç olduğu anlaşılmaktadır.Sonuç olarak; Rio Grande domates çeşidinde canavar otu enfeksiyonuna karşı kök dokusundaki antioksidan savunma sisteminin, yaprak dokusuna kıyasla daha iyi çalıştığı,antioksidan savunma sisteminin en fazla ISR 2000 uygulanmış canavar otu (F) grubunda daha sonra ise Messenger Gold uygulaması yapılmış canavar otu grubunda (D) indüklendiği bulunmuştur. Broomrape is a well-known weed in agricultural areas due to damage caused to infected plants and germinates depending on the signals from the host roots and enhances the production of ROS in the cell membrane. The main objective of this thesis has been weather increased ROS was suppressed due to infection of broomrape in root and leaf tissue, and how host plants with plant activators of the struggle are affected in terms of antioxidant enzymes.While Messenger caused an increment in pigment content of Rio Grande at the end of the experiment, ISR 2000 caused decrease compared to the control groups. Application of ISR 2000 decreased the amount of TBARS and in this sense it is understood that provides less damage on cell membranes. In this study, it was found that application of Messenger Gold and ISR 2000 on Rio Grande varieties increased the peroxidase (POX), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione reductase (GR) activities and provided an effective antioxidant protection. With this study, antioxidant defense system of ISR 2000 and Messenger applications in the interaction of broomrape infection is presented for the first time.Consequently; it was found that Rio Grande antioxidant defense system in root tissue against of broomrape infection work better than antioxidant defense system in leaf tissue. The antioxidant defense system is induced by ISR 2000 applied broomrape (F) group more than induced by Messenger Gold applied broomrape group (D). 83

800 milyon hektardan fazla karasal alanı etkileyen tuzluluk, tarım dışı kalmış alanlarda çok yaygın bir abiyotik stres faktörüdür. Canavar otu (Phelipanche veOrobanche spp.) ise kök parazit bitkisidir ve önemli tarım ürünlerinde ciddi zarara neden olan bir biyotik stres faktörüdür. Bu iki stres faktörü tarım bitkilerinin verimlerini sınırlamada ayrı ayrı etkili olabildiği gibi, her iki faktöründe bir arada bulunduğu tarımsal alanlarda daha şiddetli verim kayıpları gerçekleşmesi beklenebilir.Bu çalışmada; P. aegyptiaca ve tuz stresinin (100 mM NaCl) Çanakkale (Türkiye)? de tarımı yapılan 2 domates varyetesinin (Lycopersicon esculentum cv. Rio Grande ve L. esculentum cv. Troy F1) pigment (toplam klorofil, klorofil a, klorofil b ve karotenoid) içerikleri, lipit peroksidasyonu miktarı ve antioksidan enzimlerin (SOD, POX, CAT, APX ve GR) aktiviteleri üzerine ayrı ayrı ve birlikte olan etkileri araştırılmıştır.Kök dokuları verileri Rio Grande varyetesinde canavar otu stresine karşı bir savunma sisteminin uyarıldığına, Troy F1 varyetesinde ise tuz stresine karşı bir savunma sisteminin uyarıldığına işaret etmektedir. Tuz stresi ve canavar otu stresi iki varyetede de savunma sistemini uyarmamıştır.Yaprak dokusunda hem Troy F1 hem de Rio Grande varyetesinde canavar otu ve tuz stresinin ayrı ayrı ve birlikte etkilerine karşı bir savunma sisteminin uyarıldığı saptanmıştır. Antioksidan savunma sistemi Rio Grande varyetesinde genellikle 3. saatte, Troy F1 varyetesinde ise 6. saatte uyarılmıştır.viiSonuç olarak Troy F1 varyetesinin hem kök hem de yaprak dokusunda Rio Grande varyetesine kıyasla antioksidan enzimler temelinde daha etkili bir savunmaya sahip olduğu bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Lycopersicon esculentum, Phelipanche aegyptiaca, tuz stresi, antioksidan enzimler.viii The salinity which affects more than 800 million hectares of the terrestrial area is a very common abiotic stress factor in non-agricultural areas. Broomrape (Phelipanche veOrobanche spp.) is root parasitic plant and it is a biotic stress factor which cause serious damage to important agricultural products. These two stress factors may influence separately limiting yields of agricultural crops and agricultural areas where a combination of the two factor realization of a more severe yield losses can be expected. In this study; the effects of P. aegyptiaca and salt stress (100 mM NaCl) were investigated on pigment (total chlorophyll, chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid) content, lipit peroxidation content and antioxidant enzymes (SOD, POX, CAT, APX andGR) two tomato varieties which are cultivated in Çanakkale, Turkey (Lycopersicon esculentum cv. Rio Grande ve L. esculentum cv. Troy F1).Data in the root tissues shows that Rio Grande variety, an defence system are stimulated against broomrape stress, Troy F1 variety, an defence system are stimulated against salt stress. Salt stress and broomrape stress did not stimulate defence system in both varieties.Leaf tissue, both Troy F1 and Rio Grande types are determined a defense system are stimulated against effects of broomrape and salt stress separataly and together. Antioxidant defense system of Rio Grande are usually stimulated at 3 hours in Rio Grande varieties and in Troy F1, it is stimulated by 6 hours.Consequently, as compared to the Rio Grande, both root and leaf tissue of Troy F1 found to have a more effective defense on the basis of the variety of antioxidant enzymes.Key words: Lycopersicon esculentum, Phelipanche aegyptiaca, salt stress, antioxidant enzym 90

Bu çalışmada Çanakkale (Türkiye)' de tarımı yapılan 2 patlıcan varyetesi (Solanum melongena L. cv. Kemer ve S. melongena cv. Pala - 49) kullanılmıştır. Canavar otu paraziti ile bu patlıcan varyeteleri arasındaki etkileşimde yapraklarda ve köklerde antioksidan enzim aktivitelerindeki değişimler (SOD, POX, APX, GR, CAT), lipid peroksidasyon ve pigment miktarı araştırılmıştır.Araştırma sonuçlarına göre, Pala-49 çeşidi özellikle kök dokusunda Kemer çeşidine kıyasla antioksidan ezimler temelinde daha etkili bir savunmaya sahip bulunmuştur. Bu iki çeşidin yaprak dokuları karşılaştırıldığında, Kemer çeşidinin lipid peroksidasyondan daha iyi korunduğu görülmekle birlikte, Pala-49 çeşidinin askorbat?glutatyon döngüsü enzimlerince iyi bir korumaya sahip olduğu da göze çarpmaktadır. Bu veriler ışığında, Pala-49 çeşidinin antioksidatif enzimler temelinde Kemer çeşidinden belirgin şekilde ayrıldığı ve canavar otu problemine karşı Kemer çeşidine kıyasla daha dayanıklı olduğu bulunmuştur. In this study was carried out, 2 eggplant varieties cultivated in Çanakkale (Türkiye) (Solanum melongena L. cv. Kemer and Solanum melongena L. cv. Pala - 49). In this investigation were determined the changes in antioxidant enzyme activities (SOD, POX, APX, GR, and CAT), lipid peroxidation levels and the amount of pigment on root and leaf tissues of eggplant varieties which have putative resistant mechanisms against broomrapeAs a result, cv. Pala-49 was established effective defense system based on antioxidant enzyme system than cv. Kemer, especially in root tissues. When compared to leaf tissues of these cultivars, cv. Pala-49 showed good protection via ascorbate?glutathion cycle against lipid peroxidation in contast with better protection in cv Kemer. In consideration of these data, cv. Pala-49 was prominently differentiated from cv. Kemer based on the antioxidative enzymes and was more resistant against broomrape (P. ramosa (L.) Pomel) problem compared to cv. Kemer. 102

Canavar otu (Orobanche ve Phelipanche spp.) fotosentez yeteneğini kaybetmiş, su, organik karbon ve azot için tamamen konukçusuna ihtiyaç duyan tam kök paraziti bir bitkidir. Canavar otu bitkileri içinde yer alan Phelipanche ramosa (L.) Pomel, domates, patlıcan, patates, tütün, kenevir, kanola, mercimek, kavun gibi bitkilerde verim kayıplarına neden olmaktadır. Önemli bir abiyotik stres olan tuzluluk ise, Dünya karasal alanlarının yaklaşık % 20' sini, sulu tarım yapılan alanların ise yaklaşık olarak % 50' sini etkilemektedir.Bu çalışmada, Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. bitkisinde P. ramosa ve tuz stresinin toplam klorofil, klorofil a, klorofil b ve karotenoid pigmentlerinin içeriğine, lipit peroksidasyonu miktarına, SOD, POX, CAT, APX ve GR enzimlerinin aktivitesine ve COR78, COR6.6, RD29B, PR1, PDF1.2, GOLS3 ve GST1 genlerinin bağıl gen ifade düzeylerindeki değişime olan etkileri araştırılmıştır.Arabidopsis bitkisinde NaCl, enfeksiyon ve enfeksiyona NaCl etkisinin incelendiği tüm gruplarda antioksidatif savunma sistemi enzimlerinden SOD, POX, CAT ve GR aktivitelerinin zamana bağlı olarak arttığı, bitkilerin pigment içeriğinin ise zamana bağlı olarak azaldığı saptanmıştır.RD29B hariç COR78, COR6.6 ve GOLS3 genlerinin kontrol bitkilerine kıyasla her üç grupta zamana bağlı olarak artarak uyarılması, ozmoprotektanların sentezlenmeye başladığını ve böylece su kaybının önlenmeye çalışıldığına işaret etmektedir. Arabidopsis bitkilerinde PDF1.2 geninin ifadesinde meydana gelen artış etilen ve JA yolağına bağlı savunma sisteminin uyarılmış olduğunu, PR1 geninin baskılanmış olmasının SA' e bağlı savunma sistemini baskılamış olabileceğini, GST1 genin uyarılması ise oksidatif stresin meydana geldiğini işaret etmektedir. Broomrape (Orobanche and Phelipanche spp.) is a root holoparasitic plant which is devoid of photosynthetic ability, needs host plant for water, organic carbon and nitrogen. Phelipanche ramosa (L.) Pomel which is involved in broomrapes causes high yield losses on plants such as tomato, eggplant, potato, tobacco, hemp, oil rapeseed, lentil and melon. Salinity which is an important abiotic stress, affects 20 % of land area and approximately 50 % of irrigated area in world.In this study, alteration in content of total chlorophyll, chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoid pigments, lipid peroxidation content, activities of SOD, POX, CAT, APX and GR enzymes and relative expression levels of COR78, COR6.6, RD29B, PR1, PDF1.2, GOLS3 and GST1 genes caused by P. ramosa and salt stress in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. was researched.All groups studied the effects of NaCl, infection, and infection with NaCl in Arabidopsis plant, it was determined that activities of antioxidative defense system enzymes, such as SOD, POX, CAT and GR, was increased whereas pigment content of plants was decreased.The inducing of COR78, COR6.6 and GOLS3 genes except RD29B depends on time in every three groups compared with control plants indicates that the synthesis of osmoprotectants starts and so the water loss might be prevented. The increase of PDF1.2 gene expression in Arabidopsis plants, indicates that pathway of ethylene- and JA-dependent defense system is induced; the inhibition of PR1 gene indicates that SA dependent defense system could be inhibited. The inducing of GST1 gene also indicates that oxidative stress is occurred. 106

Biber üretimindeki hızlı artışın yanında, çeşitli sorunlar da her geçen gün hızla artmakta ve özellikle yabancı ot sorunu önemli bir yer oluşturmaktadır. Yabancı otlar içinde özellikle orobanş (canavar otu, Orobanche aegyptiaca Pers. ) giderek büyüyen bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır.Bütün organizmalar, hastalıklar ve elverişsiz ortam koşullarına uyum sağlamak zorundadırlar. Çevresel uyum ve hastalıklarda oksijenli tepkimelerde oluşan radikaller reaktif oksijen türleri (ROT) subselüler bileşenlere zarar verebilirler. Böylece ROT, önce hücrelere, sonra dokulara, sonunda da organizmaya ve populasyona zarar verir. ROT' ne karşı oluşan reaksiyonlardaki içsel artış antioksidanlar tarafından ya da dışsal destekleyici kimyasal uygulamalarla dengelenebilir.Bu araştırmada Çanakkale (Türkiye)'de tarımı yapılan bazı biber çeşitleri (Capsicum annuum L. cv. BT-016, Capsicum annuum L. cv. 11B-14, Capsicum annuum L. cv. Demre Sivrisi, Capsicum annuum L. cv. Maxibell) kullanılarak Orobanche aegyptiaca Pers. ile arasındaki etkileşimde kök ve yaprak dokularında antioksidan enzim aktivitelerindeki değişimler (SOD, POX, APX, GR, CAT), lipid peroksidasyon, pigment miktarı ve büyüme parametreleri saptanmıştır. Özellikle, canavar otu enfeksiyonuna karşı diğer çeşitlere kıyasla daha iyi antioksidan savunma yanıtları oluşturduğu saptanan Demre sivrisi ve 11B-14 çeşitlerinde, kök dokusuna paralel olarak yaprak dokusunda da benzer savunma yanıtları ortaya çıkmıştır. In addition to the rapid increase in the production of pepper, various problems have been growing rapidly and in particular constitute a significant weed problem. Broomrape (Orobanche aegyptiaca Pers. ) is a growing problem among the other weeds.All organisms have to adapt diseases and unfavorable condition. Environmental adaptation and diseases reactions of oxygenated radicals in the reactive oxygen species (ROS) can damage subcellular components. Thereby ROS damages firstly cellular level, then with tissue and at the end to organism and population. ROS neither the reaction against the increase in the endogenous nor exogenous antioxidants can be offset by supporting chemical applications.Some pepper varieties (Capsicum annuum L. cv. BT-016, Capsicum annuum L. cv. 11B-14, Capsicum annuum L. cv. Demre Sivrisi, and Capsicum annuum L. cv. Maxibell) which are cultivated in Çanakkale (Turkey) have been used in this research. In the interactions between pepper varieties and Orobanche aegyptiaca Pers. has been determined that the changes in antioxidant enzyme activities in the root and leaf tissues, lipid peroxidation level, content of pigment and growth parameters. Especially, it is determined that Demre Sivrisi and 11B-14 varieties have more antioxidant defence responses against broomrape infection than other varieties and are similarly revealed both in root tissues and leaf tissues. 132

BAZI AYÇİÇEĞİ (Helianthus annuus L.) VARYETELERİNDE Orobanchecumana Wallr.' NIN SÜPEROKSİT DİSMÜTAZ (SOD;E.C.1.15.1.1) VEPEROKSİDAZ (POD;E.C.1.11.1.7) AKTİVİTELERİ ÜZERİNEETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASIÖZETAyçiçeği (Helianthus annuus L.) köklerini enfekte eden Orobanche cumanaWallr., tam parazit bir Angiosperm'dir. Ana vatanı Akdeniz bölgesidir. O. cumanaWallr. tohumları Trakya Bölgesinden (Tekirdağ-Hayrabolu) toplanmıştır.Araştırmada, Orobanche genusuna dayanıklılığı bilinen ayçiçeği varyeteleriPIONEER 4223 ve ilaçla dayanıklı SANAY ile Orobanche genusuna duyarlılığıbilinen ayçiçeği varyetesi olan ISERA kullanılmışıtır.O. cumana Wallr. bitkisi tohumları petri kaplarında bir hafta süresince nemlive karanlık bir ortamda bekletilmiştir ve 1 hafta sonra GR 24 uygulamasıyapılmıştır. Uygulamanın ardından çimlenen tohumlar araştırmada kullanılacakayçiçeği varyetelerinin köklerine penetre edilerek su kültüründe ayçiçeği fideleriylebirlikte yetiştirilmiştir. Penetrasyondan sonra her bir varyete için ayrı ayrı 1., 3., 5.,7. ve 9. günde uygulama yapılan ve kontrol grubu olarak tespit edilen ayçiçeğiköklerinden örnekleme yapılmıştır. Orobanche genusuna dayanıklılıkta, bitki -parazit ilişkisinden ileri gelen oksidatif stresin izlenmesi için antioksidatif savunmaenzimlerinden Süperoksit dismütaz (SOD;E.C.1.15.1.1) ve Peroksidaz(POD;E.C.1.11.1.7) aktivitelerindeki değişiklikler saptanmıştır.O. cumana Wallr. parazitine duyarlı olduğu bilinen ISERA, toplam SODmiktarları dikkate alındığında kısa süreli antioksidatif yanıt oluşturmakla birlikte, buyanıtlarını POD ile destekleyememektedir. O. cumana Wallr. parazitine toleranslıolduğu bilinen PIONEER 4223 varyetesinin hem toplam SOD miktarında hem dePOD aktivitesinde sergilediği anlamlı antioksidatif yanıtlar ise, bu yolun toleransmekanizmasında işlevsel olabileceğini göstermektedir. Bu anlamda, duyarlı ISERAivvaryetesinin toplam SOD miktarlarıyla POD aktiviteleri arasındaki uyumsuzlukonun duyarlılık mekanizmasını açıklayabilir. İlaçla dayanıklı olduğu bilinenSANAY varyetesi, araştırmamızda ilaç kullanılmadan incelenmiştir. Bu varyetedesaptanan SOD verileri anlamsız değişimler sergilemektedir. Aynı varyetenin PODaktiviteleri ise ISERA varyetesine zıt şekilde genellikle kontrole kıyasla yüksektir.Ancak her iki antioksidatif enzim için kontrole kıyasla anlamlı artışlarsaptanmamıştır. Bu durum SANAY varyetesinin ISERA varyetesine benzer şekildeO. cumana Wallr. parazitine duyarlı olduğuna işaret etmektedir.Araştırmamızda ayçiçeği-orobanş arasındaki ilişkide ortaya çıkan oksidatifstrese, PIONEER 4223 varyetesinin özellikle kısa süre için çok iyi yanıt oluşturduğusaptanmıştır.Anahtar Sözcükler: Ayçiçeği, Helianthus annuus, ISERA, PIONEER 4223,SANAY, Orobanche cumana, Süperoksit dismütaz, Peroksidaz, Antioksidantenzimler, Oksidatif stres.Hazırlanan bu Yüksek Lisans tezi Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi BAPtarafından 2005/27 numaralı projeden desteklenmiştir.v THE EFFECT OF Orobanche cumana Wallr. ON SUPEROXIDEDISMUTASE (SOD;E.C.1.15.1.1) AND PEROXIDASE (POD;E.C.1.11.1.7)ACTIVITIES IN SOME SUNFLOWER VARIETIESABSTRACTOrobanche cumana Wallr. is a holoparasitic angiosperm which infectsHelianthus annuus L. roots. It originated in the Mediterranean regio. O. cumanaWallr. seeds were collected on infested sunflower fields in Thracia region(Hayrabolu-Tekirdağ). In this research some O. cumana resistant sunflower varieties(PIONEER 4223 and SANAY) and sensitive one (ISERA) were used.O.cumana Wallr. seeds were placed in petri dishes and were kept there for oneweek and then GR 24 was applied. After GR 24 treatment sunflower seedlings weregrown in hydroponic culture for one week before infestation, and germinatingbroomrape seeds were penetrated into sunflower roots. After the penetration,sunflower roots were harvested to determine the total protein and anthioxidantenzyme activities in first, third, fifth, seventh and ninth days respectively. Theinteraction of O. cumana Wallr. with resistant and sensitive sunflower varieties(ISERA, SANAY, PIONEER 4223) in Turkey was investigated and the changes inSuperoxide dismutase (SOD;E.C.1.15.1.1) and Peroxidase (POD;E.C.1.11.1.7)activities were identified.The results indicate that ISERA, which is known as a sensitive variety to O.cumana Wallr., contains high total SOD amount in antioxidative responses in shorttime. But these results are not supported with peroxidase activity. PIONEER 4223,which is known as a resistant variety to O. cumana Wallr., displays antioxidativeresponses to functional expressive increase in both total SOD amount and POXactivity. These results indicate that total SOD amount and POX activity of ISERAare not compatible. It may explain sensitive mechanism of ISERA. SANAY isknown as a resistant variety with using total herbicide. In this research, this chemicalvisubstance was not examined. The total amount of SOD in SANAY variety isobscure. When SANAY is compared with ISERA, higher level of peroxidaseactivity were determined in same application group than that of control group inSANAY.However, no significant increases were identified for two antioxidativeenzymes in application group in comparison with control group. This result indicatesthat SANAY and ISERA varieties are sensitive to O. cumana Wallr. in the sameway.In our experiment, it was determined that PIONEER 4223 variety constituted aperfect response especially for a short time to oxidative stress appearing as a resultof the interaction sunflower with Orobanche.Key words: Sunflower, Helianthus annuus, ISERA, PIONEER 4223, SANAY,Orobanche cumana, Superoxide dismutase, SOD, Peroxidase, POD, Oxidativestress, Antioxidant enzymes.The present M.Sc. thesis was supported by Çanakkale Onsekiz Mart UniversityBAP under the project no of 2005/27.vii 67

TUZ STRESİNİN TRITICALE VE BAZI SECALE TAKSONLARINDASÜPEROKSİT DİSMÜTAZ (SOD;EC 1.15.1.1) VE PEROKSİDAZ (POD;EC 1.11.1.7) AKTİVİTELERİ ÜZERİNE ETKİLERİNİNARAŞTIRILMASIÖZETBu araştırmada tuza duyarlı olduğu bilinen Secale cereale'nin bir varyetesi olanSecale cereale var. ancestrale, tuza toleransı bilinmeyen doğal yayılışlı bir endemikolan Secale anatolicum L. ve tuza toleransı iyi bilinen ve ülkemizde kültürü yapılanTriticale çeşitleri kullanılarak tuz stresine toleransta bu çeşitlerin antioksidatifsavunma enzimleri temelinde verdikleri yanıtlar araştırılmıştır.Araştırmada protein analizleri; Bradford (1976)'a, SOD aktivitesi; Beauchamp-Fridovich (1971) ve Giannipolities, N.- Ries S. K., (1977)'e ve POD aktivitesi iseKanner ve Kinsella (1983) metoduna göre gerçekleştirilmiştir.Araştırmamızın sonuçlarına göre, Secale cereale var. ancestrale tuza duyarlıbulunmuştur. Triticale ise tuz stresine yanıtta SOD aktivitesinde kısa süreli artışlargöstermiş, ancak POD aktiviteleri değişmemiştir. Bu durum, Triticale'nin tuztoleransında antioksidatif yoldan farklı mekanizmaların çalıştığını düşündürmektedir.Secale anatolicum ise diğer iki çeşide zıt olarak tuz stresine yanıtta hem SOD hem dePOD aktivitelerinde kısa süreli artışlar sergilemiştir. Bu sonuç, Secale anatolicumendemiğinin tuza toleransta antioksidatif yolu çalıştırdığına işaret etmektedir.Böylece bu tür, tuza toleransta kullanışlı bir gen kaynağı olabileceğini göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Tuz Stresi, Süperoksit dismutaz (SOD), Peroksidaz (POD),Çavdar (Secale spp.), TriticaleHazırlanan bu Yüksek Lisans / Doktora tezi BAP tarafından BAP 2005 /103no'lu proje tarafından desteklenmiştir.vi THE EFFECTS OF SALT STRESS ON SUPEROXIDE DISMUTASE(SOD; EC.1.15.1.1) AND PEROXIDASE (POD;EC.1.11.1.7) ACTIVITIES INSOME SECALE TAXONS AND TRITICALEABSTRACTIn this study one salt sensitive of rye genotype, Secale cereale var. ancestrale,and one salt tolerant Triticale and one natural endemic rye genotype, Secaleanatolicum, whose tolerance to salt stress is unknown were employed. Thesegenotypes are used for the determination of main antioxidant enzymes (SOD andPOD) activities, which are important for antioxidative defence pathway in salt stress.In this research protein analysis were realized by method of Bradford (1976),SOD activity analysis were realized by Beauchamp-Fridovich (1971) andGiannipolities, N.- Ries S. K., (1977), POD activity analysis were realized by Kannerand Kinsella (1983).The results indicated that Secale cereale var. ancestrale is salt sensitive ryegenotype as in other Secale cerele varieties. Triticale has shown short time increasesin SOD activities but POD activities did not change during the salt stress treatment.These results showed that Triticale is not effective for antioxidant enzymedefence system for salt stress in POD but SOD activities are serviceable for shorttime responses. The occurrence in antioxidative response indicated that salt tolerancefor Triticale may be accomplished due to ion accumulation. Secale anatolicum,contrary to the other two cereals, showed increases in SOD and POD activitiesagainst salt stress in time. These results indicated that Secale anatolicum usedantioxidative enzymes for salt tolerance. Thus, this endemic rye species may be usedfor salt tolerance as a natural gene source.Key words: Salt Stress, Rye (Secale spp.), Superoxide dismutase (SOD),Peroxidase, (POD), TriticaleThe present M.Sc. thesis was supported by BAP under the project no of BAP2005/103.vii 92

ÖZBu araştırmada, tuzluluğa dayanıklı olduğu bilinen iki arpa çeşidi (Kıral -97 veKaratay-97) ve duyarlı veya dayanıklılığı bilinmeyen ancak doğal yayılışa sahip birhalofit olan Hordeum marinum L.'da Süperoksit dismutaz (SOD; EC 1.15.1.1)aktiviteleri araştırılmıştır.Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre; Hordeum marinum L.'da bulunmasıolası antioksidatif yolda işlevsel olduğu bilinen diğer enzimik ve enzimik olmayanantioksidantların da araştırılmasının gerekli olduğu saptanmıştır. Tuzluluğadayanıklılıkta, bir kriter olarak SOD aktivitelerinin tek başına kullanışlılığı her üçgenotip içinde uygun bulunmamıştır.Anahtar Kelimeler: Oksidatif stres, Hordeum marinum L., süperoksit dismutaz, tuzstresiI ABSTRACTIn this investigation, two cultivated barleys (Kıral -97 and Karatay-97) whichare known as a salt resistant and with Hordeum marinum L. that is unknown as resistantor sensitive as a halophyte plant which has a natural spread, are investigated forsuperoxide dismutase activities. (SOD; EC 1.15.1.1)According to the obtained results, research is required for researching otherenzymic and non-enzymic antioxidants, that is probably present antioxidative ways inHordeum marinum L. Resistance in salinity, SOD activities are not available for only ascriteria for every three genotype.Key words: Oxidative stress, Hordeum marinum L., superoxide dismutase, salt stressII 43