Tuz stresinin Melastomataceae'nin fizyolojik göstergeleri, uçucu yağ içeriği ve bileşimi üzerine etkisi
Son yıllarda giderek daha ciddi bir sorun haline gelen toprak tuzlanması nedeniyle toprakta aşırı miktarda Na+veya CL - bulunmaktadır. Dünya genelinde ekilebilir arazilerin 20%'den fazlası tuz stresinden etkilenmektedir. Toprak tuzlanması bitki tohumlarının çimlenmesini ve büyümesini, fotosentezi, iyon dengesini ve besin dengesini etkileyerek bitkilerin normal şekilde büyüyememesine yol açabilir. Bu nedenle, tuza toleranslı bitkilerin ekilmesi sadece tuzlu alkali arazinin ekolojik ortamını iyileştirmek için etkili bir yol değildir, aynı zamanda hayvancılığın gelişmesini teşvik edebilir ve tuzlu alkali arazinin ekonomik faydalarını artırabilir. Yao ve arkadaşları, bileşik tuz formülünün belirli bir konsantrasyonunun Ocimum basilicum L.'nin uçucu yağ üretimini artırabildiğini, ancak altı ana uçucu yağ bileşeni üzerinde önemli bir etkisi olmadığını bulmuştur. Feng ve arkadaşları, tuz stresinin Rosa rugosa Thunb. uçucu yağındaki aroma bileşenlerinin içeriğinde bir azalmaya yol açabilmesine rağmen, uçucu yağdaki aroma bileşenlerinin miktarını da artırabildiğini bulmuştur. Uygun tuz stresi uygulamasının aromatik bitkilerin uçucu yağ içeriği ve bileşimi üzerinde farklı derecelerde etkiye sahip olabileceği görülebilir.
Melaleuca bracteata F. Muell, Mersingiller familyasına aittir ve Melaleuca cinsinden yaprak dökmeyen bir ağaçtır. Sadece geniş bir hayatta kalma adaptasyonu, kuraklığa dayanıklılık ve tuz alkali toleransına sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda Hainan Eyaletinden Yangtze Nehri Havzasının güneyine ve hatta kuzeyine kadar olan bölgelere de dikilebilir. Aynı zamanda yüksek süs değerine sahiptir ve genellikle kıyı bölgelerinde kentsel yol yeşillendirmesi için kullanılır. Melaleuca bracteata yaprakları güçlü bir aromaya sahip bitki uçucu yağları bakımından zengindir. Ana bileşenler arasında eterler, esterler, hidrokarbonlar, fenoller, alkoller, aldehitler vb. bulunur. En yüksek uçucu yağ içeriği, önemli uçucu yağ aktivitesine sahip olan ve akarları öldürebilen ve Drosophila cinsi böcekleri çekebilen metil öjenoldür. Aynı zamanda Drosophila, Staphylococcus aureus, Pseudomonas, vb. çekme işlevine de sahiptir. Yedi patojenin tümü önemli inhibitör etkilere sahiptir. Şu anda, tuz alkali stresi, kesme fide yetiştiriciliği, su stresi ve Qiancengjin'in diğer yönleri hakkında hem yurt içinde hem de yurt dışında ilgili çalışmalar yapılmıştır. Dunn ve arkadaşları Avustralya'nın Queensland eyaletinin güneydoğusundaki tuzlu alkali arazide ağaç türlerinin dikim performansını araştırmıştır. Çalışma, Qiancengjin'in 1,5 dS/m tuzluluğa kadar tolerans göstererek yüksek tuz toleransına sahip olduğunu ortaya koymuştur. Qiu ve arkadaşlarının araştırması, kesme substratı vermikülit olduğunda, Qiancengjin dalları 3 saat boyunca 200mg/L köklendirme maddesi ile muamele edildiğinde Qiancengjin'in kesme etkisinin en iyi olduğunu göstermektedir. Hou ve arkadaşları, Qiancengjin'in güçlü kuraklık toleransına sahip olduğunu, kuraklık stresi altında klorofil içeriğini artırarak kuraklık hasarını hafifletebileceğini ve bitkilerin aşırı kuraklık altında ölmeyeceğini bulmuştur. Bununla birlikte, tuzlu alkali arazide ekilen Qiancengjin'in ekolojik uyumluluğu hakkında çok az rapor vardır ve tuz stresinin Qiancengjin uçucu yağının içeriği ve bileşimi üzerindeki etkisi henüz net değildir.
Tuzlu alkali arazide Melastomataceae'nin büyümesini araştırmak için bu çalışma, farklı tuz konsantrasyonu gradyanları belirleyerek Melastomataceae üzerinde tuz stresi uygulaması gerçekleştirmiştir. Amaç, tuz stresi altındaki Melastomataceae bitkilerinin fizyolojik göstergeleri, uçucu yağ içeriği ve bileşimi hakkında daha derin bir anlayış kazanmak ve tuzlu alkali arazide Melastomataceae'nin ekimi ve gelişimi için referans sağlamaktı.

Çin'deki tuzlu alkali arazi alanı yaklaşık 99 milyon hektardır. Toprakta büyük miktarda tuz biriktiğinde, toprakta bir dizi fiziksel bozulmaya neden olacak ve böylece ekolojik çevreye zarar verecektir. Topraktaki aşırı tuz iyonları bitki hücre yapısına zarar vererek ozmotik stres etkilerine yol açabilir. Bazı iyonlar bitkileri doğrudan zehirleyebilir, bitki morfolojisi ve yapısında değişikliklere neden olarak anormal bitki büyümesine yol açabilir. Normal büyüme koşulları altında, zararlı maddelerin bitki gövdesinde birikmesi ve savunma sistemi arasında nispeten dengeli bir durumun korunması nedeniyle, bitki daha sağlam büyür.
Bu deneyde, NaCl konsantrasyonunun artmasıyla, Lonicera japonica'nın yapraklarındaki prolin içeriğinin eğilimi, farklı tuz stresi konsantrasyonları altında tuza toleranslı bitki Rhizophora stylosa'nınki ile tutarlıydı. Bu nedenle, uygun tuz içeriğinin aslında katmanlı altının büyümesi için faydalı olduğu tahmin edilmektedir. Bununla birlikte, düşük konsantrasyonlu NaCl uygulaması altında (100-200mmol/L), malondialdehit içeriği Lonicera japonica yapraklarında önemli değişiklikler göstermemiştir, bu da bu konsantrasyonda yaprakların membran lipid peroksidasyonundan daha az zarar gördüğünü ve güçlü stres direncine sahip olduğunu göstermektedir. NaCl konsantrasyonu 300mmol/L olduğunda, malondialdehit içeriği azalmıştır, bu da antioksidan enzim sisteminin düzenlenmesiyle ilgili olabilir. Daha sonra, NaCl konsantrasyonunun artmasıyla, malondialdehit içeriği yükselmeye devam etti, bu da yüksek NaCl konsantrasyonlarının (400-500 mmol/L) Lonicera japonica yapraklarının hücre zarındaki hasar derecesini kademeli olarak artırdığını ve ayrıca Lonicera japonica'nın bu konsantrasyonda tuz stresi altında tolerans sınırına ulaştığını gösterdi. Antioksidan enzimlerin tuz stresi altındaki aktivite değişimleri, bitkinin tuz direncinin önemli göstergeleridir ve POD ve CAT, bitkinin stres direncini incelemek için önemli içeriklerdir. Qiancengjin yapraklarındaki POD ve CAT aktiviteleri, 100-400 mmol/L NaCl ile muamele edildiğinde kontrol grubundakilerden (CK) daha yüksekti ve 300 mmol/L NaCl muamelesi altında maksimum değerlerine ulaştı. Qiancengjin'in tuz stresinin neden olduğu hasara karşı dirençli olduğu ve iki antioksidan enzimi farklı tuz stresi konsantrasyonuna göre ayarlayacağı görülebilir. Genel olarak, tuz stresi koşulları altında Qiancengjin'in kendi kendini düzenleyebildiği ve iyi tuz toleransı ve antioksidan özellikler sergilediği gösterilmiştir.
Bitki uçucu yağları antibakteriyel, antioksidan ve anti-inflamatuar özellikler gibi çeşitli biyolojik aktivitelere sahiptir ve bazı bitkilerde önemli ikincil metabolitlerdir. Araştırmalar, gül (Rosa rugosa Thunb.) bitkilerinin 50mmol/L NaCl ile muamele edildiğinde uçucu yağlarında en yüksek miktarda aromatik bileşene sahip olduğunu; fesleğen bitkilerinin ise uygun bileşik tuz çözeltisi ile muamele edildikten sonra uçucu yağ içeriklerini artırabildiğini göstermiştir. Uygun tuz stresinin gerçekten de aromatik bitki uçucu yağlarının bileşiminde ve içeriğinde değişikliklere neden olabileceği görülebilir. Bu çalışma, farklı konsantrasyonlarda NaCl uygulamasının Lonicera japonica yapraklarında uçucu yağ birikimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. 100-300mmol/L tuz konsantrasyonu uygulaması altında, uçucu yağ içeriği önemli ölçüde artmaktadır. Tuz stresi konsantrasyonu Lonicera japonica'nın tolerans sınırını aştığında, bitkilerin büyümesi ve gelişmesi engellenir, bu da Lonicera japonica yapraklarından dökülen uçucu yağ içeriğinde bir azalmaya neden olur. Bu nedenle, Qiancengjin bitkilerinde uçucu yağ üretimi 100-300mmol/L NaCl ile muamele edilerek artırılabilir. Lonicera japonica yapraklarındaki uçucu yağ içeriğinin 100-300mmol/L konsantrasyonlarda NaC1 uygulaması altında CK'ya kıyasla 22.34%, 22.14% ve 57.83% artmasına rağmen, yaprak uçucu yağındaki bileşenlerin artan tuz stresi konsantrasyonu ile azalması, uçucu yağdaki ana bileşen metil öjenol içeriğinin ise önemli değişiklikler göstermemesi ilginçtir. Tuz stresinin Lonicera japonica japonica yapraklarının uçucu yağındaki bileşenleri azaltmasına rağmen, uçucu yağ kalitesini etkilemediği görülebilir.
Özetle, 100-300mmol/L NaCl uygulaması altında, Qiancengjin güçlü tuz toleransı ve antioksidan aktivite sergilemektedir. Sadece tüm fizyolojik göstergeler normal olmakla kalmaz, aynı zamanda yapraklardaki uçucu yağ içeriği de konsantrasyonla birlikte artar. Bu nedenle, Qiancengjin'in tuzlu topraklarda ekim için tuza toleranslı bir bitki olması beklenmektedir, bu sadece çevreyi güzelleştirmek ve tuzlu toprağın ekolojik ortamını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda uçucu yağ üretimini ve ekonomik değerini de arttırır.