Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler

Yavas, İlkay; ÜNAY, Aydın

Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler

İlkay YAVAŞ, (Adnan Menderes Üniversitesi, Koçarlı Meslek Yüksekokulu, Bitkisel ve Hayvansal Üretim Bölümü, Aydın, Türkiye)

Aydın ÜNAY (Adnan Menderes Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarla Bitkileri Bölümü, Aydın, Türkiye)

Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi

1 0

Yıl: 2016 Cilt: 3 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 89 - 95 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler

Öz:

Su taşkını meydana gelen topraklarda havanın yerini su almaktadır. Su taşkını, toprağın suya doygun olduğu koşullarda bitki köklerinin toprakta yeterli oksijen olmaması nedeniyle normal bir solunum yapamadığı ciddi bir problemdir. Kökler, su taşkınlarından kaynaklı oksijen eksikliğinde doğrudan ve ilk olarak etkilenen organlardır. Su taşkını süresince, bitki kök gelişimi engellenebilmekte ve kök ölümlerine neden olabilmektedir. Su taşkınlarına bitkilerin tepkisi su taşkınının meydana gelme zamanı, toprağın su altında kalma süresi ve bitkinin cinsi, türü ve tür içerisindeki farklılıklarına bağlı olarak değişmektedir. Aerenkima oluşumu ve adventif kökler uzun süreli su taşkınlarında hipoksi ve anoksi koşullara bitkilerin verdiği en yaygın tepkiler arasında yer almaktadır. Oksijenden yoksun kök sistemleri ile hem kök hem sürgün gelişimi için yetersiz besin maddesi alımı gerçekleşir. Toprak üstü aksamda su taşkınına duyarlı ya da daha az toleranslı bitkiler fotosentez kapasitesinde meydana gelen önemli azalmalar nedeniyle zarar görebilmektedir. Fotosentez kapasitesindeki düşüşün en önemli nedeni ise stomatal açıklıktaki azalmadır. Su taşkınının diğer bir etkisi ise, büyüme ve yaprak genişlemesini sağlayan bazı bitki hormonlarının engellenmesidir. Ayrıca etilen hormonu kök bölgesindeki oksijensizliğe karşı bitkilerin hayatta kalabilmesi için artış göstermektedir. Bu makalede, su taşkınlarının bitkilerin köklerinde oluşturduğu değişimler ve hormonsal tepkiler incelenmiştir

Anahtar Kelime:

Konular: Ziraat Mühendisliği

Hormonal Changes and Root Growth in Crops Subjected to Waterlogging

Öz:

In waterlogged soils, water replaces air in the soil. Waterlogging is a serious problem which occurs whenever the soil is so wet that there is insufficient oxygen in the soil for crop roots to be unable to normal respiration. Roots are directly and firstly influenced oxygen deprivation caused by waterlogging. Upon waterlogging, plant root growth can be inhibited and caused root death. Responses of crops to waterlogging vary depending on the occurring time, length of time the soil remains saturated and the genotype of the crop, species and variability within species. Formation of aerenchyma and adventitious roots are the most common reactions of the crops to hypoxia and anoxia conditions under longer periods of waterlogging. Root systems deprived of oxygen are poor reserves of mineral nutrients for both root and shoot systems. The reduction in stomatal aperture is a major cause of the initial decline in photosynthetic capacity of waterlogged crops. Another effect of waterlogging is to inhibit the production of certain plant hormones which enable to growth and leaf expansion. Besides, ethylene can increase plant survival when the level of oxygen diminished in the root zone. In this article, the changes and hormonal responses that occur in the roots of field crops under waterlogging conditions were investigated

Anahtar Kelime:

Konular: Ziraat Mühendisliği

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

Ahmed, F., Rafii, M.Y., Ismail, M.R., Juraimi, A.S., Rahim, H.A., Asfaliza, R., Latif, M.A., 2013. Waterlogging tolerance of crops: Breeding, mechanism of tolerance, molecular approaches, and future prospects. BioMed Research International, 2013: 1-10, http://dx.doi.org/10.1155/2013/963525.
Akhtar, I., Nazir, N., 2013. Effect of waterlogging and drought stress in plants. International Journal of Water Resources and Environmental Sciences, 2(2): 34-40.
Ashraf, M.A., 2012. Waterlogging stress in plants. African Journal of Agricultural Research, 7(13): 1976-1981.
Broughton, S., Zhou, G., Teakle, N.L., Matsuda, R., Zhou, M., O'Leary, R.A., Colmer, T.D., Li, C., 2015. Waterlogging tolerance is associated with root porosity in barley (Hordeum vulgare L.). Mol Breeding, 35: 27, http://dx.doi.org/10.1007/s11032- 015-0243-3.
Cannell, R.Q., Belford, R.K., Blackwell, P.S., Govi, G., Thomson, R.J., 1985. Effects of waterlogging on soil aeration and on root and shoot growth and yield of winter oats (Avena sativa L.). Plant and Soil, 85(3): 361-373.
Dias-Filho, M.B., Dos Santos Lopes, M.J., 2011. Screening for tolerance to waterlogging in forage plants. Proceedings of the III International Symposium on Forage Breeding, November 7th to 11th, Bonito, MS/Brazil, pp: 333-346.
Drew, M.C., Lynch, J.M., 1980. Soil anaerobiosis, microorganisms, and root function. Annual Review Phytopathology, 18: 37-66.
Ekanayake, I.J., 1998. Screening for abiotic stres resistance in root and tuber crops. IITA Research Guide 68. Training Program, International Institute Tropical Agriculture (IITA), Ibadani, Nigeria.
El-Beltagy, A.S., Hall, M.A., 1974. Effects of water stress upon endogenous ethylene levels. New Phytologist, 73: 47-60.
Ezin, V., De La Pena, R., Ahanchede, A., 2010. Flooding tolerance of tomato genotypes during vegetative and reproductive stages. Brazilian Journal of Plant Physiology, 22(2): 131-142.
Gibberd, M.R., Gray, J.D., Cocks, P.S., Colmer, T.D., 2001. Waterlogging tolerance among a diverse range of Trifolium accessions is related to root porosity, lateral root formation and "aerotropic rooting". Annals of Botany, 88(4): 579-589.
He, C.J., Finlayson, S.A., Drew, M.C., Jordan, W.R., Morgan, P.W., 1996. Ethylene biosynthesis during aerenchyma formation in roots of maize subjected to mechanical impedance and hypoxia. Plant Physiology, 112(4): 1679-1685.
Jackson, M.B., 1985. Ethylene and responses of plants to soil waterlogging and submergence. Annual Review Plant Physiology, 36: 145-174.
Jackson, M.B., Campbell, D.J., 1979. Effects of benzyladenine and gibberellic acid on the responses of tomato plants to anaerobic root environments and to etylene. New Phytologist, 82(2): 331-340.
Juan De La Cruz Jiménez, S., Liz Patricia Moreno, F., Stanislav, M., 2012. Plant responses to stress due to flooding. Revista Colombiana de Ciencias Hortícolas, 6(1): 96-109.
Lemon, R., 2013. Effects of waterlogged soils and reduced heat unit accumulation in cotton. http://agrilifecdn.tamu.edu/coastalbend/files/2011/0 9/NEWS04_6web_13.pdf 13.11.2014). (Erişim tarihi:
Liao, C., Lin, C., 2001. Physiological adaptation of crop plants to flooding stress. Proceedings of the National Science Council, 25(3): 148-157.
Morita, S., Abe, J., Furubayashi, S., Lux, A., Tajima, R., 2004. Effects of waterlogging on root system of soybean. Proceedings of the 4th International Crop Science Congress, September 26-October 1, Brisbane, Australia.
Mustroph, A., Albrecht, G., 2003. Tolerance of crop plants to oxygen deficiency stress: Fermentative activity and photosynthetic capacity of entire seedlings under hypoxia and anoxia. Physiologia Plantarum, 117(4): 508-520.
Mustroph, A., Boamfa, E.I., Laarhoven, L.J.J., Harren, F.J.M., Albrecht, G., Grimm, B., 2006. Organ specific analysis of the anaerobic primary metabolism in rice and wheat seedlings. I: Dark ethanol production is dominated by the shoots. Planta, 225(1): 103-114.
Mustroph, A., Stock, J., Hess, N., Aldous, S., Dreilich, A., Grimm, B., 2013. Characterization of the phosphofructokinase gene family in rice and its expression under oxygen deficiency stress. Functional Plant Biology, 4(125): http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2013.00125. 1-16,
Najeeb, U., Bange, M.P., Tan, D.K.Y., Atwell, B.J., 2015. Special Issue: Plant Responses to Low- Oxygen Environments. Consequences of waterlogging in cotton and opportunities for mitigation of yield losses. AoB Plants, 7: 1-17, http://dx.doi.org/10.1093/aobpla/plv080.
Nishiuchi, S., Yamauchi, T., Takahashi, H., Kotula, L., Nakazono, M., 2012. Mechanisms for coping with submergence and waterlogging in rice. Rice, 5(2): 1- 14.
Paterson, J., 2007. Unravelling the roots of waterlogged wheat. Farming Ahead, January 2007, 180: 44-45, http://www.kondinin.com.au 10.10.2014). (Erişim tarihi:
Qui, J., Wang, R., Yan, J., Hu, J., 2005. Seed film coating with uniconazole ımproves rape seedling growth in relation to physiological changes under waterlogging stress. Plant Growth Regulation, 47(1): 75-81.
Rajhi, I., 2011. Study of aerenchyma formation in maize roots under waterlogged conditions. PhD Thesis, Tokyo University Agriculture and Environmental Biology Department, Tokyo, Japan.
Ren, B., Zhu, Y., Zhang, J., Dong, S., Liu, P., Zhao, B., 2016. Effects of spraying exogenous hormone 6- benzyladenine (6-BA) after waterlogging on grain yield and growth of summer maize. Field Crops Research, (In Press), http://dx.doi.org/10.1016/ j.fcr.2015.10.016.
Schravendijk, H.W., Van Andel, O.M., 1985. Interdependence of growth, water relations and abscisic acid level in Phaseolus vulgaris during waterlogging. Physiologia Plantarum, 63(2): 215- 220.
Steffens, D., Hütsch, B.W., Eschholz, T., Losák, T., Schuberts, S., 2005. Waterlogging may inhibit plant growth primarily by nutrient deficiency rather than nutrient toxicity. Plant Soil Environment, 51(12): 545-552.
Tiryakioğlu, M., Karanlık, S., Aslanyürek, D., 2014. Farklı su baskını sürelerinin ekmeklik buğday fidelerinde yaprak alanı, kuru madde ve klorofil içeriğine etkisi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 1(2): 281-288.
Vartapetian, B.B., Jackson, M.B., 1997. Plant adaptations to anaerobic stress: A review. Annals of Botany, 79(suppl. A): 3-20.
Visser, E.J.W., Bögemann, G.M., Blom, C.W.P.M., Voesenek, L.A.C.J., 1996. Ethylene accumulation in waterlogged Rumex plants promotes formation of adventitious roots. Journal of Experimental Botany, 47(296): 403-410.
Yavaş, İ., Ünay, A., Aydın, M., 2012. The waterlogging tolerance of wheat varieties in western of Turkey. The Scientific World Journal, 2012: 1-7, http://dx.doi.org/10.1100/2012/529128.
Ye, C., Yan-Jun, L., Can-Jin, Z., Chong-Shun, Z., Xue- Kun, Z., Xing, L., Chun-Lei, Z., 2009. Effect of application of nitrogen, phosphorus and potassium fertilizers on yield in rapeseed (Brassica napus L.) under the waterlogging stress. Acta Metallurgica Sinica, 15(5): 1122-1129.
Yemelyanov, V.V., Shishova, M.F., 2012. The role of phytohormones in the control of plant adaptation to oxygen depletion. In: Nafees A. Khan, Rahat Nazar, Noushina Iqbal, Naser A. Anjum (Eds), Phytohormones and abiotic stress tolerance in plants, pp. 229-248, http://dx.doi.org/10.1007/978- 3-642-25829-9_10.
Zhang, X., Shabala, S., Koutoulis, A., Shabala, L., Johnson, P., Hayes, D., Nichols, D.S., Zhou, M., 2015. Waterlogging tolerance in barley is associated with faster aerenchyma formation in adventitious roots. Plant and Soil, 394(1): 355-372.
Zhou, W., Zhao, D., Lin, X., 1997. Effects of waterlogging on nitrogen accumulation and alleviation of waterlogging damage by application of nitrogen fertilizer and mixtalol in winter rape (Brassica napus L.). Journal of Plant Growth Regulation, 16(1): 47-53.
Zhou, J., Qi, A., Zhang, Y., Wan, S., Qin, P., 2012. Adventitious root growth and relative physiological responses to waterlogging in the seedlings of seashore mallow (Kosteletzkya virginica), a biodiesel plant. Australian Journal of Crop Science, 6(1): 73-80.
Zubairi, Z., Saeed, Z., Nazir, A., Saddique, S., Chaudhary, F., Saeed, S., 2012. Water Logging a serious problem for the growth of maize (Zea mays L.). International Journal of Water Resources and Environmental Sciences, 1(4): 109-112.

APA	Yavas İ, ÜNAY A (2016). Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. , 89 - 95.
Chicago	Yavas İlkay,ÜNAY Aydın Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. (2016): 89 - 95.
MLA	Yavas İlkay,ÜNAY Aydın Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. , 2016, ss.89 - 95.
AMA	Yavas İ,ÜNAY A Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. . 2016; 89 - 95.
Vancouver	Yavas İ,ÜNAY A Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. . 2016; 89 - 95.
IEEE	Yavas İ,ÜNAY A "Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler." , ss.89 - 95, 2016.
ISNAD	Yavas, İlkay - ÜNAY, Aydın. "Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler". (2016), 89-95.

APA	Yavas İ, ÜNAY A (2016). Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 3(1), 89 - 95.
Chicago	Yavas İlkay,ÜNAY Aydın Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi 3, no.1 (2016): 89 - 95.
MLA	Yavas İlkay,ÜNAY Aydın Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, vol.3, no.1, 2016, ss.89 - 95.
AMA	Yavas İ,ÜNAY A Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi. 2016; 3(1): 89 - 95.
Vancouver	Yavas İ,ÜNAY A Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi. 2016; 3(1): 89 - 95.
IEEE	Yavas İ,ÜNAY A "Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler." Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 3, ss.89 - 95, 2016.
ISNAD	Yavas, İlkay - ÜNAY, Aydın. "Su Taşkınına Maruz Kalan Bitkilerde Kök Gelişimi ve Hormonal Değişiklikler". Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi 3/1 (2016), 89-95.