Arpa çeşitlerinin yalnız veya yüksek sıcaklık ve NaCl ön uygulamalı UV-B ışımasıyla oluşan oksidatif stresten korunmak için $H _2O _2$ detoksifiye eden antioksidan enzim aktivitelerinin indüksiyonu yeterli midir?

Is the induction of $H _2O _2$-detoxifying antioxidant enzyme activities sufficient to protect barley cultivars from oxidative stress by UV-B irradiation alone or pretreatment with high temperature and NaCl?

Abstract

Ultraviolet B (UV-B) irradiation has an adverse effect on plant cells because it causes the generation of reactive oxygen species (ROS). This is scavenged by some endogenous defense systems. In this study, the activities of $H _2O _2$- detoxifying antioxidant enzymes in 4 barley cultivars pretreated with high temperature or NaCl before UV-B irradiation were investigated. The stress response in the seedlings was determined by measuring the photosynthetic performance index (PI), which significantly decreased in all barley cultivars under almost all treatments compared to their controls. Activities of 3 $H _2O _2$-detoxifying antioxidant enzymes (ascorbate peroxidase, glutathione reductase, and peroxidase) significantly increased as a result of all treatments. The results may suggest that UV-B irradiation induces major $H _2O _2$- detoxifying enzyme activities, and pretreatments, especially with 200 mM of NaCl, enhance the response of enzyme activities in these 4 barley cultivars. Changes in the PI responses could indicate that the induction of antioxidant enzymes might not be enough to protect from oxidative stress induced by UV-B radiation in the barley cultivars investigated in the study.

Özet

Ultra viyole-B ışıması, reaktif oksijen türleri (ROS) oluşturması nedeni ile bitki hücrelerinde olumsuz bir etkiye sahiptir. Bu oluşum bazı içsel savunma sistemleri ile ortadan kaldırılmaktadır. Çalışmada, UV-B ışımasından önce yüksek sıcaklık ve NaCl ön uygulamasına maruz bırakılan dört arpa çeşidinde $H _2O _2$ detoksifikiye eden antioksidan enzimlerin aktiviteleri araştırılmıştır. Fidelerdeki stres zararı, fotosentetik performans indeksi (PI) ölçümleriyle belirlenmiştir ve PI tüm arpa çeşitlerinde hemen hemen tüm uygulamalarda önemli derecede azalmıştır. PI’nin aksine, çalışmada araştırılan üç $H _2O _2$ detoksifiye eden antioksidan enzimlerin (askorbat peroksidaz, glutatyon redüktaz ve peroksidaz) aktiviteleri genellikle tüm uygulamalarda önemli düzeyde artmıştır. Elde edilen sonuçlar, UV-B ışımasının önemli $H _2O _2$ detoksifiye eden enzimleri indüklediğini ve özellikle 200 mM NaCl olmak üzere, ön uygulamalar bu dört arpa çeşidinde cevabı artırdığını ortaya koyabilir. Ancak PI cevaplarına göre, H2O2 detoksifiye eden antioksidan enzimlerin indüksiyonunun çalışmada araştırılan arpa çeşitlerinde UV-B ışımasının teşvik ettiği oksidatif stresten korunmak için muhtemelen yeterli olmadığı sonucuna varılabilir.