AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThe results showed severe heat stress had a more pronounced inhibitory effect on photosynthetic electron transport reactions in sunflower cotyledons than moderate heat stress.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
In this study, the photochemical responses of sunflower (Helianthus annuus L. cv. Aitana) plants under moderate and severe high temperature stress (45°C and 55°C, 4 hours) at the early seedling stage were investigated using the chlorophyll a fluorescence technique and the JIP test. The results showed severe heat stress had a more pronounced inhibitory effect on photosynthetic electron transport reactions in sunflower cotyledons than moderate heat stress. The increase in Fo parameter and the decrease in Fm, Fv/Fo, Fv/Fm, φo, and φo/(1-φo) parameters caused by severe heat stress revealed that primary photochemical reactions in sunflower cotyledons were significantly inhibited. In addition, the increase observed in the ∆V/∆to and TRo/RC parameters indicated that severe heat stress significantly inhibited the oxidation ability of the reaction centers in photosystem II units but elevated the amount of the trapped light energy in sunflower cotyledons. Increased φDo and DIo/RC parameters in sunflower cotyledons under severe heat stress prove that the trapped light energy cannot be used in electron transport reactions and is dissipated as heat. Severe heat stress resulted in insufficient reduction of the plastoquinone pool in sunflower cotyledons, as indicated by the decrease in the parameter area. As a result, it could be concluded that severe heat stress almost completely inhibits photosynthetic activity in sunflower cotyledons by adversely affecting light absorption, the transport of absorbed light energy to the reaction centers of photosystem II units, and the delivery of electrons to photosystem I units.
Özet
Bu çalışmada, ayçiçeği (Helianthus annuus L. cv. Aitana) bitkisinin erken fide evresinde orta dereceli ve şiddetli yüksek sıcaklık stresi (45°C ve 55°C, 4 saat) altındaki fotokimyasal cevapları klorofil a floresansı tekniği ve JIP testi kullanılarak araştırılmıştır. Sonuçlar, ayçiçeği kotiledonlarındaki fotosentetik aktiviteyi orta dereceli yüksek sıcaklık stresi ile karşılaştırıldığında şiddetli yüksek sıcaklık uygulamasının daha olumsuz yönde etkilediğini göstermiştir. Şiddetli yüksek sıcaklık stresi ayçiçeği kotiledonlarındaki Fo değerinin artmasına; Fm, Fv/Fo ve Fv/Fm değerlerinin ise azalmasına neden olmuştur. Bu değişimler ayçiçeği bitkilerindeki elektron taşınım reaksiyonlarının önemli derecede fotoinhibisyona uğradığını göstermektedir. Şiddetli yüksek sıcaklık stresi ayrıca ayçiçeği kotiledonlarında, φV/φto ve TRo/RC parametrelerindeki artışlarla da gösterildiği gibi, fotosistem II birimlerindeki reaksiyon merkezlerinin oksidasyon yeteneğini inhibe ettiğini ve yakalanan ışık enerjisi miktarını artırdığını götermiştir. Şiddetli yüksek sıcaklık stresine maruz bırakılan ayçiçeği kotiledonlarındaki DIo/RC ve ∆Do değerlerinin artması, yakalanan enerjinin fotokimyasal olaylarda kullanılmadığını ve ısı olarak kaybedildiğini göstermektedir. Buna bağlı olarak alan parametresindeki azalma, plastokinon havuzunun yeterince indirgenemediğini ortaya çıkarmıştır. Sonuç olarak, şiddetli yüksek sıcaklık stresinin ayçiçeği bitkilerinin kotiledonlarındaki fotosistem II aktivitesini ve ışık absorbsiyonunu olumsuz yönde etkileyerek, absorblanan ışık enerjisinin fotosistem II reaksiyon merkezlerine taşınımını ve elektronların fotosistem I birimlerine iletilmesini inhibe ederek ve fotosentetik verimi azalttığı sonucuna varılabilir.