Melatonin ile Endofitik Bakteri Uygulanmasının Gazal Boynuzu (Lotus Corniculatus) Bitkisinde Tuz Stresi Toleransı Üzerine Etkisinin İn Vitro Şartlarda Araştırılması

Abstract

Bitkisel stres yanıtlarının iyileştirilmesinde melatonin gibi doğal antioksidanların ve bitki büyümesini teşvik eden endofitik bakterilerin kullanımı, sürdürülebilir tarım için umut verici stratejiler arasında yer almaktadır. Melatonin ve endofitik bakterilerin birlikte uygulanmasının, Lotus corniculatus (gazal boynuzu) bitkisinde tuz stresi toleransı üzerine etkilerini in vitro şartlarda araştırmak amaçlanmıştır. Steril koşullarda yetiştirilen L. corniculatus bitkileri, 1 ve 5 mM melatonin, 75 ve 100 mM NaCl ile birlikte kaktüslerden izole edilen endofitik bakteri uygulamaları ve bunların kombinasyonlarına tabi tutulmuştur. Bitkilerde morfolojik-fizyolojik parametreler (kök ve gövde uzunluğu, taze ve kuru biyokütle) ve biyokimyasal yanıtlar (malondialdehid, indirgen şeker, H2O2 ve prolin düzeyleri) analiz edilmiştir. Buna ek olarak, stres yanıtıyla ilişkili NAC ve SOS1 genlerinin ekspresyon düzeyleri, gerçek zamanlı PCR (RT-PCR) yöntemiyle belirlenmiştir. Melatonin ve endofitik bakteri kombinasyon uygulaması, bitkisel büyümeyi ve antioksidan savunma mekanizmalarını güçlendirmiştir. Elde edilen bulgular, melatonin ve endofitik bakteri kombinasyonunun, L. corniculatus gibi yem bitkilerinde tuz stresine karşı etkili bir biyolojik koruma stratejisi olabileceğini ortaya koymaktadır.

The use of natural antioxidants such as melatonin and plant growth-promoting endophytic bacteria in improving plant stress responses is among the promising strategies for sustainable agriculture. This study aimed to investigate the effects of combined application of melatonin and endophytic bacteria on salt (NaCl) stress tolerance in Lotus corniculatus (bird's-foot trefoil) under in vitro conditions. L. corniculatus plants, grown under sterile conditions, were subjected to treatments including 1 and 5 mM melatonin, 75 and 100 mM NaCl, endophytic bacteria isolated from cacti, and combinations of these treatments. Morphological and physiological parameters (root and shoot length, fresh and dry biomass) as well as biochemical responses (malondialdehyde, reducing sugar, H₂O₂, and proline levels) were analyzed. In addition, the expression levels of stress-related NAC and SOS genes were determined using real-time PCR (RT-PCR). The combined application of melatonin and endophytic bacteria enhanced plant growth and strengthened antioxidant defense mechanisms. The findings suggest that the combination of melatonin and endophytic bacteria may serve as an effective biological protection strategy against salt stress in forage crops such as L. corniculatus.