Farklı bölgelerden selekte edilen bazı kestane çeşit/genotiplerin azot özümleme kapasitesinin değerlendirilmesi

Year 2023, Volume: 38 Issue: 3, 459 - 472, 26.10.2023

Başak Müftüoğlu , Aysegul Akpınar , Cevriye Mert

https://doi.org/10.7161/omuanajas.1241777

Abstract

Azot metabolizması bitkilerin temel fizyolojik süreçlerinden biridir ve büyüme ile doğrudan ilişkilidir. Bitkiler tarafından nitrojen asimilasyonu, topraktan nitratın (NO3–) alınmasını ve nitrite (NO2–) indirgenmesini ve ardından NO2–'nin amonyuma (NH4+) dönüştürülmesini gerektirir. Bunu NH4+’nın organik bileşiklere dahil edilmesi izler. Azot asimilasyonunda anahtar enzim olan nitrat redüktazın (NR) aktivitesi, azot metabolizmasının bir göstergesi olarak kabul edilir. Bitkiler azotu hem nitrat (NO3-) hem de amonyum (NH4+) olarak alabilir, ancak her azot kaynağının absorpsiyon özellikleri bitki türleri arasında farklılık gösterir. Kestane tür ve çeşitlerinin azot özümleme kapasitesi ile ilgili yeterli bilgi bulunmamaktadır. Bu makalede aynı ekolojik koşullar altında yetiştiriciliği yapılan farklı bölgelerde seleksiyon çalışmaları ile öne çıkan dört kestane çeşit/genotipin (‘Alimolla’, ‘Sarıkestane’, ‘N-23-1’ ve ‘Erfelek’) azot özümleme kapasitesindeki vejetasyon döneminde görülen değişimleri değerlendirilmiştir. Çeşit/genotiplerden Mayıs-Ekim ayları arasında aylık alınan yaprak örneklerinde nitrat redüktaz aktivitesi (NRA), toplam nitrojen (N), klorofil ve biyokütle parametreleri saptanmıştır. Örneklerin NRA'sı in vivo teste göre belirlenmiştir. Bu spektrofotometrik yöntem, inkübasyon ortamında nitratın indirgenmesi ile oluşan nitritin (NO2-) absorbansının belirlenmesine dayanır. Sonuçlarımız kestane çeşit/geonotiplerin azot özümseme yeteneğinin birbirinden farklı olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar aynı zamanda klorofil içeriği ve biyokütle gibi diğer parametrelerle de yakından ilişkilidir. Kestane çeşitlerinin fizyolojik özelliklerinin ortaya çıkarılması ve işleyişinin öğrenilmesi açısından bulgularımız önemlidir.

Keywords

Azot asimilasyonu, Biyokütle, Kestane, Nitrat redüktaz aktivitesi (NRA)

Evaluation of nitrogen assimilation capacity of some chestnut cultivars/genotypes selected from different regions

Abstract

Nitrogen metabolism is one of the basic physiological processes of plants and is directly related to growth. Nitrogen assimilation (N) by plants requires the absorption of nitrate (NO3–) from the soil and the reduction to nitrite (NO2–), and then the conversion of NO2– to ammonium (NH4+). This is followed by the inclusion of NH4+ into organic compounds. The activity of nitrate reductase (NR), the essential enzyme for nitrogen assimilation, is regarded as an indication of nitrogen metabolism Plants can take up nitrogen as both nitrate (NO3-) and ammonium (NH4+), but the absorption characteristics of each nitrogen source differ between plant types. There is insufficient information regarding chestnut cultivars and variants’ nitrogen assimilation capability. In this article, the changes seen during the vegetation period in the capacity of nitrogen assimilation were evaluated in four chestnut cultivars/genotypes (‘Alimolla’, ‘Sarıkestane’, ‘N-23-1’ and ‘Erfelek’), which are prominent in different areas where they are cultivated under the same ecological conditions. In the leaf samples which are taken up monthly from cultivars/genotypes between May and October, nitrate reduction activity (NRA), total nitrogen (N), chlorophyll, and biomass parameters were detected. The NRA of the samples was determined according to the in vivo test. This spectrophotometric method is based on the determination of the absorbance of nitrite (NO2-) formed by the reduction of nitrate in the incubation medium. The results of the study showed that the nitrogen assimilation ability of chestnut cultivars/genotypes differed from each other. These results are also closely related to other parameters such as chlorophyll content and biomass. The findings are important in terms of revealing the physiological characteristics of chestnut cultivars and learning their functioning.

Keywords

Biomass, Chestnut, Nitrogen assimilation, Nitrate reduction activity (NRA), Azot asimilasyonu, Biyokütle, Kestane, Nitrat redüktaz aktivitesi (NRA)

References

• Anonim, 2022. Nutrient Management. Available at https://www.canr.msu.edu/chestnuts/horticultural_care/nutrient-management (Erişim tarihi: 02 Ocak 2023).
• Argaç, A., 2021. Ceviz fidanlarında farklı budama uygulamalarının ağaç gelişimi ve verimlilik üzerine etkiler. Yüksek Lisans Tezi. Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 43 s, Bursa.
• Bielczynski, L.W., Łącki, M.K., Hoefnagels, I., Gambin, A., Croce, R., 2017. Leaf and plant age affects photosynthetic performance and photoprotective capacity. Plant Physiology, 175(4): 1634-1648. https://doi.org/10.1104/pp.17.00904.
• Bremner, J.M., 1965. Total nitrogen. In: Norman, A.G. (Ed.). Methods of Soil Analysis: Part 2 Chemical and Microbiological Properties, American Society of Agronomy, Wisconsin, pp.1149-1178.
• Croft, H., Chen, J. M. Luo, X., Bartlett, P., Chen, B., Staebler, R. M., 2017. Leaf chlorophyll content as a proxy for leaf photosynthetic capacity. Global Change Biology, 23(9):3513-3524. https://doi.org/10.1111/gcb.13599.
• El-Darier, S., Hemada, M., Sadek, L., 2002. Dry matter distribution and growth analysis in soybeans under natural agricultural conditions. Pakistan Journal of Biological Sciences 5(5): 545-549. https://scialert.net/abstract/?doi=pjbs.2002.545.549.
• Ertan, E., Kılınç, S.S., 2005. Seleksiyon ile belirlenmiş kestane genotiplerinin morfolojik, fenolojik ve biyokimyasal özellikleri. ADÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 2(2): 67-77.
• Eser, H., 2019. Bursa ekolojik koşullarında yetiştirilen kestane çeşit ve genotiplerin meyvelerinde morfolojik karakterizasyon ve kimyasal içeriğin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 76s, Bursa.
• Fernandez-Escobara, R., Ortiz-Urquiza, A., Prado, M., Rapoport, H.F., 2008. Nitrogen status influence on olive tree flower quality and ovule longevity. Environmental and Experimental Botany 64(2), 113-119. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2008.04.007.
• Foyer, CH., Noctor, G., Lealandais, M., Lescure, JC., Valadier, MH., Boutin, JP., 1994. Short term effects of nitrate, nitrite and ammonium assimilation on photosynthesis, carbon partitioning and protein phosphorylation in maize. Planta 192(2): 211–220. https://www.jstor.org/stable/23382558.
• Gebauer, G., Melzer, A., Rehder, H., 1984. Nitrate content and nitrate reductase activity in Rumex obtusifolius L.. Oecologia 63, 136-142. https://doi.org/10.1007/BF00379795.
• Hageman, R.H., Huck lesby, D.P., 1971. Nitrate reductase. Methods Enzymol., 23: 497-503.
• Jaworski, E.K., 1971. Nitrate reductase assay in ıntact plant tissues. Biochemical and Biophysical Research Communications, 43: 1274-1279. https://doi.org/10.1016/S0006-291X(71)80010-4.
• Karthika, K.S., Rashmi, I., Parvathi, M.S., 2018. Biological functions, uptake and transport of essential nutrients in relation to plant growth. In: Hasanuzzaman, M., Fujita, M., Oku, H., Nahar, K., Hawrylak-Nowak, B. (Eds) Plant Nutrients and Abiotic Stress Tolerance. Springer, Singapore. pp.1-49. https://doi.org/10.1007/978-981-10-9044-8_1.
• Khaosumain, Y., Sritontip, C., Changjeraja, S., 2013. Effects of different nitrogen fertilization doses on growth, leaf nutrient concentration, flowering and fruit quality in off-season logan. Acta Horticulturae, 984:271-274. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2013.984.31.
• Kumar, R., Taware, R., Gaur, VS., Guru, SK., Kumar, A., 2009. Influence of N on the expression of TaDof1 transcription factor in wheat and its relationship with photosynthetic and ammonium assimilating efficiency. Molecular Biology Reports, 36:2209–2220. https://doi.org/10.1007/s11033-008-9436-8.
• Kumru, A., 2019. Bazı kestane (Castanea sativa Mill.) çeşit ve genotiplerin bursa koşullarında bitki gelişim kuvveti ve morfolojik özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 52 s, Bursa.
• Okan, T., Köse, C., Aksoy, E., Köse, N., Wall, J., 2017. Türkiye’de kestane (Castanea sativa Mill.) ve kullanımı üzerine geleneksel terimler. Avrasya Terim Dergisi, 5(1): 19-27. https://dergipark.org.tr/tr/pub/ejatd/issue/37232/429718
• Pereira-Lorenzo, S., Ballester, A., Corredoira, E., Vieitez, A.M., Agnanostakis, S., Costa, R., Bounous, G., Botta, R., Beccaro, G.L., Kubisiak, T.L., Conedera, M., Krebs, P., Yamamoto, T., Sawamura, Y., Takada, N., Gomes-Laranjo, J. & Ramos-Cabrer, A.M. 2012. Chestnut. p. 729–769. In: Badenes, M.L. and D.H. Byrne (eds.). Fruit breeding. Springer, New York, NY
• Ribeiro, S. L., Fonseca, T. F., Pires, A.L., 2019. Influence of fertilization on growth of young chestnut trees (Castanea sativa Mill.) managed for wood production. CERNE, 25(4): 357-364. https://doi.org/10.1590/01047760201925042660.
• Serdar, Ü., Akyüz, B., Ceyhan, V., Hazneci, K., Mert, C., Er, E., Ertan, E., Savaş, K.S.Ç, Uylaşer, V., 2018. Horticultural Characteristics of Chestnut Growing in Turkey. Erwerbs-Obstbau 60: 239–245. https://doi.org/10.1007/s10341-017-0364-4
• Serdar, Ü., Bilginer, Ş., 1995. Sinop’un Erfelek İlçesinde kestanenin (Castanea sativa Mill) seleksiyon yoluyla ıslahı, Türkiye II. Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, Cilt 1, 510-514, 3- 6 Ekim 1995, Adana.
• Soylu, A., 2004. Kestane yetiştiriciliği ve özellikleri. HASAD Yayıncılık Ltd. Şti., İkinci Baskı, 64 s. İstanbul.
• Toprak, S., 2019. Effect of different nitrogen levels on nut yield and some quality properties of sweet chestnut (Castanea sativa Mill.). Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 29(4): 772-780. https://doi.org/10.29133/yyutbd.567836.
• Vossen, P., 2000. Chestnut Culture in California. Available at http:\\anrcatalog.ucdavis.edu/pdf/8010.pdf (Erişim tarihi: 02 Ocak 2023).
• Wang, X., Peng, F., Li, M., Yang, L., Li, G., 2012. Expression of a heterologous SnRK1 in tomato increases carbon assimilation, nitrogen uptake and modifies fruit development. Journal of Plant Physiology, 169 (12):1173-82. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2012.04.013.
• Warmund, M.R., 2018. Nutrient status and fruiting response of young Chinese chestnut trees following application of nitrogen. Journal of the American Pomological Society 72(1): 12-19. http://www.pubhort.org/aps/72/v72_n1_a2.htm.
• Yang, C.M., Lee, Y.J., 2001. Seasonal changes of chlorophyll content in field-grown rice crops and their relationships with growth. Proceedings of the National Science Council, Republic of China. Part B, Life Sciences, 25(4):233-8.
• Zhu, Z., Kleinn, C., Nölke, N., 2021. Assessing tree crown volüme-a review, Forestry: An International Journal of Forest Research, 94(1): 18–35, https://doi.org/10.1093/forestry/cpaa037.