Diferansiyel Termal Analiz Yönteminin Optimizasyonu ve Hızlı Soğuma Erimenin Asma Vitis vinifera L Don Töleransı Üzerindeki Etkilerinin Belirlenmesi

Donma noktası altındaki düşük sıcaklıklar bitkilerin

dünya üzerinde yayılmasını sınırlandıran önemli bir çevresel strestir. Bu sıcaklıklar, bitkilerde doku ve

organ zararlarına neden olabilir, ürün verimi ve kalitesini azaltabilir yada

bitkinin tamamen ölümüne neden olabilir. Düşük sıcaklığa karşı bitkilerin canlı

kalabilme mekanizmalarının anlaşılması ve kültürel uygulamaların don

töleransındaki potansiyellerinin belirlenmesi yanında genetik kaynaklar içerisinden

düşük sıcaklıklara dayanıklı çeşitlerin seçimi ve ıslahı; hızlı, güvenilir ve

uygun ölçüm tekniklerinin kullanılması ile mümkündür. Donma noktası altındaki

düşük sıcaklıklara maruz kalan bitkilerde, tölerans mekanizmasının anlaşılması

adına farklı amaçlara yönelik olarak pekçok ölçüm tekniği geliştirilmiştir. Bununla

birlikte bu amaçların hemen hepsine yönelik ölçüm ve veri eldesine imkan

sağlayan Diferansiyel Termal Analiz (DTA) Mills ve ark., (2006) tarafından

geliştirilen şekli ile, yaprağını döken ve süper soğuma özelliği gösteren

türler için son yıllarda yaygın olarak kullanılan standart bir metod haline

gelmiştir. Bu metotda, dokuların örnekleme dönemindeki sıcaklıklar dikkate

alınmadan teste başlama sıcaklığı +4oC olarak belirlenmiştir. Bu

durum +4oC’den yüksek sıcaklıklarda alınan örnekler için ani

sıcaklık düşüşüne (hızlı soğuma), +4oC’den düşük sıcaklıklarda

alınan örnekler için ise ani çözünmelere (hızlı erime) neden olacaktır. Genel

anlamda test öncesi tomurcukların içerisinde bulunduğu şartların tomurcukların

ekzoterm noktaları üzerinde etkili olabileceği düşünüldüğünde örneklerin

alındığı dönemki hava sıcaklığı, örneklerin muhafaza sıcaklığı, örneklerin

teste hazırlanması sürecindeki ortam sıcaklığı ve buna bağlı olarak test öncesi

doku sıcaklıkları hususunda bir standardın geliştirilmemiş olduğu görülmektedir.

Doku ve hücresel düzeyde hızlı soğumanın (hızlı ve ani sıcaklık düşüşü) uyartımına

bağlı olarak, dona dayanıklılık üzerindeki etkileri kısmen veya net olarak

ortaya konulmuş olan sitozolik Ca+2 içeriği, soğuğa bağlı genlerin

ifadesi, serbest yağ asitlerinin artması, membran yağ asitlerinin

doymamışlılığının artması, hücre turgor kaybı, membran içeriği, membran

potansiyeli ve membran proteinlerinin fosforilasyonu gibi fizyolojik değişimler

yanında daha birçok önemli fizyolojik değişimlerin meydana geldiğine dair

pekçok veri bulunmaktadır. Diğer taraftan

hızlı soğuma yanında, düşük sıcaklığa maruz kalmış dokuların doğal veya suni hızlı

erimeleri sırasında dona dayanıklılıklarını kaybettikleri ve çözünmenin

ardından tekrar dondurulduklarında daha yüksek sıcaklıklarda öldüklerine dair

önemli bulgular da mevcuttur.<o:p></o:p>

Bazı

araştırmacılar DTA öncesi örnek sıcaklıklarının, don testi sonuçları üzerinde

etkili olabileceği endişesini, dile getirmiş olsalar da bu konuda herhangi bir

çalışma bulunmamakta ve günümüzde kullanılan standart metotda (DTA) hızlı

soğuma ve erimenin don töleransındaki muhtemel etkileri göz ardı edilmektedir. DTA

yönteminde hızlı soğuma ve erimenin göz ardı edilmesi, elde edilecek sonuçların

güvenilirliği hususunda endişelere yol açmakta ve metodun standardizasyonunu

gündeme getirmektedir. Bu nedenle, hızlı soğuma ve erimenin dona dayanıklılık

üzerindeki muhtemel etkileri önlenerek, daha gerçekçi ve güvenilir tahminlerde

bulunabilmek için standart metotda gözardı edilen örnek sıcaklıkları (test

öncesi şartlara bağlı olarak değişim gösterir) ile test başlangıç sıcaklığı

arasındaki ilişki, farklı test öncesi muhafaza şartları ve test başlangıç

sıcaklıklarının don testi sonuçları üzerindeki etkilerinin incelenmesi ile

açıklanmaya çalışılacaktır. Asma (Vitis

vinifera L. cv. Karaerik) üzerinde yürütülecek olan bu projede Erzincan

(Üzümlü) ekolojisinde Karaerik üzüm çeşidi kış gözlerinin soğuğa dayanımındaki

değişimlere ve fenolojik dönemlere ait önceki çalışma sonuçlarımız esas

alınarak 3 farklı dönemde (aklimasyon, dayanıklılık ve deaklimasyon) ve her

dönem için 2 farklı zamanda örnek alınacaktır. Alınan örnekler temelde test

öncesi dönemde (laboratuvara transfer ve test örneklerinin hazırlanması

aşamalarında) biri test başlangıcına

kadar örneklerin alındıkları andaki atmosfer sıcaklığında muhafaza edilmesi,

diğeri ise örneklerin test başlangıcına

kadar araç veya oda şartlarında muhafaza edilmesi şeklinde iki farklı

uygulamaya tabi tutulacaklardır. Test öncesi iki farklı şekilde uygulama görmüş

örnekler, 2 farklı test başlangıç sıcaklığında (biri standart DTA da belirtilen

+4 oC ve diğeri projeye özgü örneklerin alındıkları andaki sıcaklık

değerleri) test edileceklerdir. DTA testi yanında Lipid peroksidasyonu (MDA),

Doku Kahverengileşmesi, Elektriksel İletkenlik ve LT10, LT50

ve LT90 değerlerinin analiz ve ölçümleri ile de örneklerin don

töleransı (DTA dan elde edilen sonuçlar) doğrulanacaktır.

<o:p></o:p>

Bu bağlamda, süper soğuma özelliğine sahip yaprağını

döken odunsu bitki türleri gibi, geniş bir bitki grubu için yaygın olarak

kullanılmakta olan ve şu an itibariyle

alternatifi olmayan, mevcut deneysel bir yöntemdeki eksikliği çözmeye

yönelik olması, bu projeye özgünlük kazandırmaktadır. Diğer taraftan proje DTA

yöntemi yanında diğer pek çok don testi için de, test öncesi şartlara ve test

başlangıç sıcaklıklarına yönelik yeni bir yaklaşım getirecektir. Ayrıca DTA

yöntemi ve diğer don testlerinin kullanıldığı dona dayanıklılık ile direkt veya

dolaylı ilişkili olan pek çok çalışma için de, bilimsel metodoloji ve kavramsal/kuramsal

yaklaşım açısından literatüre önemli katkılar sağlayacaktır. Bu projeden elde

edilecek bilgi ve bulgular çerçevesinde, DTA yönteminin önemli bir eksikliği

giderilerek, daha gerçekçi ve güvenilir veriler elde edilebilecektir. Böylece,

gelecekte yapılacak pekçok çalışmaya temel teşkil edecek veri ve bilgi birikimi

sağlanacaktır. Don testi çalışmalarından elde edilecek verilerin doğruluğu ve

güvenilirliğinin artırılmasına bağlı olarak, biyokimyasal ve fizyolojik

olayların don töleransındaki rolleri daha belirgin olarak saptanabilecektir. Diğer

taraftan verilerin doğruluğunun ve güvenilirliğinin artırılması ile don

töleransı üzerinde etkili kültürel uygulamaların etkinlikleri daha doğru

belirlenebilecek, daha güvenilir don zararı tahmini ile hasar sonrası alınacak

önlemler tespit edilebilecek ve etkinlikleri artırılabilecektir. Bunun yanında,

mevcut genetik kaynaklar veya ıslah materyalleri içerisinden düşük sıcaklıklara

dayanıklı veya adaptasyon kabiliyeti yüksek çeşit ve anaçlar daha kolay ve güvenilir

bir şekilde seçilebilecektir. Ayrıca mevcut çeşitler ve anaçların dona

dayanıklılık düzeylerinin daha doğru tespitine bağlı olarak çeşit ve anaçların

önerilebilecekleri bölge ve alanların doğru bir şekilde saptanması da mümkün

olabilecektir.