Akademik Veri Yönetim Sistemi
TÜRK H. (Yürütücü), ATİLA A., KILIÇ Z., GENİŞEL M., ATICI Ö., YAMAN A. A.
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Araştırma Projesi, 2026 - Devam Ediyor
Tüm canlı organizmalarda olduğu gibi, bitkilerde de büyüme ve gelişmenin devamlılığı ve metabolik faaliyetlerin sürdürülebilmesinde enerji metabolizması yani solunum reaksiyonları hayati bir öneme sahiptir. Metabolik faaliyetlerin sürdürülebilmesi için gerek duyulan enerjiyi sağlamasının yanı sıra, çok sayıda biyosentez reaksiyonu için gerekli olan karbon iskeletlerinin de bu reaksiyonlar esnasında üretiliyor olması, solunumu tüm hücresel faaliyetlerin bir kavşak noktası haline getirmektedir. Çimlenme olayının başladığı ilk andan itibaren önem arz eden enerji metabolizması, azot metabolizması ile de bağlantılıdır. Bitkiler, topraktan nitrat (NO³?) ve amonyum (NH4?) iyonlarını alarak bunları TCA devrinde glutamin ve glutamat gibi amino asitlere doğrudan dönüştürebilmekte olup bu durum protein ve nükleik asit sentezi için temel yapı taşlarını oluşturmaktadır. Solunum esnasında üretilen ATP’nin, azotlu bileşiklerin asimilasyonu ve aminoasit üretiminin verimli bir şekilde gerçekleşmesinde kullanılmakta olup, bu da bitkilerin büyüme ve gelişme süreçlerini etkilemektedir. Ayrıca, azot metabolizmasında görev alan enzimlerin aktiviteleri, solunum yoluyla elde edilen enerji durumuna bağlı olarak modüle edilmekte, böylece bitkilerin çevresel şartlara adaptasyonunda önemli bir denge mekanizması sunulmaktadır.
Stres koşullarından biri olan tuzluluk, bitkilerde hücresel metabolizma üzerinde ciddi etkiler yaratarak, özellikle azot metabolizması ve solunum süreçlerinde bozulmalara yol açmaktadır. Yüksek tuzluluk koşullarının bitkilerde nitratın azalmasına ve bununla eş zamanlı olarak amonyak birikimine neden olmaktadır. Tuz stresi, azot metabolizması enzimlerinin aktivitesinde azalmaya sebep olarak azot asimilasyonunu olumsuz yönde etkilemektedir. Ayrıca, bu stres faktörünün solunum mekanizmaları üzerinde yarattığı etki, enerji metabolizmasının bozulmasına, oksidatif stresin artmasına ve mitokondriyal fonksiyonların zayıflamasına da neden olmaktadır. Stresin olumsuz etkilerini azaltmak için bitkilere kimyasal uygulamaları dışında farklı uygulamalar da yapılmaktadır. Işık kalitesi optimizasyonu bunlarda biri olup, bitkilerde verimlilik ve ürün kalitesini artırmak için son zamanlarda kullanılan uygun maliyetli bir yöntemdir.
Işık, bitkiler için sadece enerji kaynağı olarak değil, aynı zamanda gelişimsel ve metabolik süreçlerin düzenleyicisi olarak da kritik bir öneme sahiptir. Bitki hücrelerinde gerçekleşen fotosentez süreci ve buna bağlı olarak enerji üretimi, bitkilerin büyüme, gelişme ve çevresel uyum yeteneklerinde temel rol oynamaktadır. Özellikle tuz stresi gibi çevresel faktörler altında, ışığın etkileri daha belirgin hale gelmektedir. Yapılan çalışmalarda ışığın tuz stresi altındaki bitkilerde önemli bir koruyucu mekanizma işlevi gördüğü ifade edilmiştir.
Mevcut bilgilerden hareketle, farklı dalga boyuna sahip LED ışık ve kombinasyonlarının tuz stresi şartlarında tuza toleranslı ve dirençli mısır bitkilerinde solunum metabolizması ve onunla bağlantılı olan azot metabolizması ve amino asit profili gibi metabolik süreçler üzerinde aktive edici yönde önemli roller üstlenebileceği fikrini taşımaktayız. Bu amaçla mevcut araştırmada, farklı dalga boyuna sahip LED ışık ve kombinasyonlarının enerji ve azot metabolizmaları üzerindeki etkilerini aydınlatabilmek amacıyla tuz stresi uygulamasından bir gün sonra 500 μmol m –2 s –1 PPFD oranında farklı dalga boylarında ışık uygulaması yapılarak 72 saat sonrasında hasat edilecektir. Bitkilerde kök-yaprak uzunluğu, yaprak alanı, yaş-kuru ağırlık tayini, reaktif oksijen türleri (O2·¯, H2O2), MDA içeriği, protein oksidasyonu, antioksidan enzim aktiviteleri (SOD, POD, CAT, APX ve GR), azot içeriği, NO³¯, NO2 ¯ ve NH4 iyonlarının tayini, NR, NiR, GS, GDH (NAD ve NADH bağımlı) ve GOGAT enzim aktiviteleri ile bu enzimlerin ve beraberinde Pdh, CS, α-KGDH, AOX ve ATP sentaz, SOS1, NHX1 ve HKT1 proteinlerinin mRNA ifadelerindeki değişimler belirlenmeye çalışılacaktır. Ayrıca mısır bitkilerinin amino asit profili değişimleri de araştırılacaktır. Elde edilen veriler doğrultusunda bu çalışma, tarımsal üretimde tuz stresi yönetimi ve verimliliğin artırılması adına ışık optimizasyon stratejilerinin geliştirilmesi için önemli bir referans kaynağı olabilir.
Anahtar Kelimeler: Maize, NaCl stresi, LED ışık sprektrumu, azot metabolizması, enerji metabolizması, amino asit içeriği, tuz tolerans genleri