Kendilenmiş Türler Arası Melez Kabak Hattı ‘Maxchata’ (Cucurbita maxima x Cucurbita moschata)’nın ve ebeveynlerinin fotosentetik tepki yoluyla sıcaklık toleransının belirlenmesi

Determination of heat tolerance of interspecific (Cucurbita maxima x cucurbita moschata) inbred line of squash ‘Maxchata’ and its parents through photosynthetic response

Abstract

Development of heat tolerant cultivars is needed to combat the challenges of global warming and food supply to increasing population. This study was conducted to determine the extent of heat tolerance of newly developed interspecific inbred line of squash named as ‘Maxchata’ through its photosynthetic attributes compared to its parents C. maxima and C. moschata. Plants of these three genotypes were subjected to three different temperatures i.e 30 °C day/25 °C night as control, 37 °C day/32 °C night as moderate heat stress and 42 °C day/37 °C night as severe heat stress, for seven days. Results showed that various gas exchange attributes such as net photosynthesis rate (PN), stomatal conductance (gs) and transpiration rate (E) as well as maximum photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) dropped significantly with increasing temperature, while intercellular CO2 concentration (Ci) increased showing the nonstomatal limitations. Further, chlorophyll pigments also degraded with heat shocks resulting in higher Chl a to b ratio and decreased chlorophyll to carotenoids ratio. However, these trends were more abrupt in C. maxima, chased by ‘Maxchata’ and then C. moschata. C. moschata had the best photosynthetic machinery to sustain the heat regimes, followed by ‘Maxchata’, while C. maxima was the most susceptible. Hybrid ‘Maxchata’ with some degree of heat tolerance might have ability to cope with the climate change.

Özet

Artan nüfus için gıda temini ve küresel ısınmanın oluşturduğu zorluklarla mücadele için sıcaklık stresine toleranslı çeşit geliştirmek gerekmektedir. Bu çalışma, Maxchata’ olarak bilinen ve yeni geliştirilmiş kendilenmiş türler arası melez kabak hattının fotosentetik karakteristikleri yoluyla sıcaklık stresine karşı tolerans seviyesinin belirlenmesi ve ebeveynlerinin (C. maxima ve C. moschata) performansı ile karşılaştırılması amacıyla yapılmıştır. Bu üç genotipe ait bitkiler 7 gün süre ile 30/25 °C gündüz/gece (kontrol), 37/32 °C gündüz/gece (orta sıcaklık stresi) ve 42/37 °C gündüz/gece (şiddetli sıcaklık stresi) sıcaklık derecesine maruz bırakılmıştır. Sonuçlar, sıcaklık artışına bağlı olarak net fotosentez oranı (PN), stoma iletkenliği (gs), terleme oranı (E) ve PSII (Fv/Fm)’nin maksimum fitokimyasal etkinliği gibi bazı gaz değişim karakteristiklerinin önemli derecede düştüğünü, bununla birlikte hücrelerarası karbondioksit (Ci) konsantrasyonun arttığını (stomadan kaynaklanmayan sınırlamaları) göstermiştir. Bunun ötesinde, yüksek sıcaklık şokuna bağlı olarak birlikte klorofil pigmentleri parçalanmış ve sonuçta Chl a/b oranı yükselmiş ve klorofil/karotenoid oranı azalmıştır. Ancak, bu değişim C. maxima’ da daha belirgin olmuş, bunu Maxchata’ takip etmiş ve ardından C. moschata gelmiştir. C. moschata sıcaklık rejimlerine karşı en iyi fotosentetik mekanizmaya sahip bulunmuş, bunu ‘Maxchata’ izlemiş, ancak en hassas C. maxima olmuştur. Belli derecede sıcaklık toleransına sahip olan melez ‘Maxchata’nın iklim değişikliği etkisine karşı yararlı olabileceği düşünülmektedir.