Effects of ascorbic acid applications on salt stress in sesame (Sesamum indicum L.) plant

Abstract

This study was conducted to determine the effects of different ascorbic acid (AA) concentrations (0, 100, 200, 300 ppm) applied under various salt stress levels (0, 100, 200, 300 mM NaCl) on certain biochemical parameters of sesame plants (Sesamum indicum L.). As part of the research, the following parameters were evaluated: NBI (20.63–28.17 dx), chlorophyll (19.03–31.60 dx), flavonol (0.91–1.32 dx), anthocyanin (0.02–0.06 dx), phenolic content (65.61–174.54 mg GAE -1g), and ascorbic acid content (13.51–21.55 mg -1g TA).At the end of the study, decreases were observed in NBI and chlorophyll contents, while phenolic and ascorbic acid levels increased significantly (p<0.05; p<0.01). However, differences in flavonol and anthocyanin contents were found to be statistically insignificant. In conclusion, the application of ascorbic acid exhibited regulatory and positive effects on certain biochemical traits of sesame plants under salt stress. These findings suggest that ascorbic acid could be a promising agent for enhancing plant tolerance to salinity stress and may contribute to future studies in this field.

Keywords

• Ascorbic asit
• biochemical properties
• sesame
• salt stress

Susam (Sesamum indicum L.) bitkisinde askorbik asit uygulamalarının tuz stresi üzerine etkileri

Abstract

Bu çalışma, susam bitkisi (Sesamum indicum L.) üzerinde farklı tuz dozları (0, 100, 200, 300 mM NaCl) altında uygulanan çeşitli askorbik asit (AA) konsantrasyonlarının (0, 100, 200, 300 ppm), bitkide bazı biyokimyasal özellikler üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla yürütülmüştür. Araştırma kapsamında, uygulamalar sonucunda aşağıdaki parametreler değerlendirilmiştir. Bitkilerde NBI (20.63-28.17 dx), klorofil (19.03-31.60 dx), flavonol (0.91-1.32 dx), antosiyanin (0.02-0.06 dx), fenolik (65.61- 174.54 mg GAE/g) ve askorbik asit (13.51-21.55 mg/g TA) içerikleri araştırılmıştır. Araştırma sonunda, NBI ve klorofil içeriklerinde azalma, fenolik ve askorbik asit içeriklerinde artış tespit edilmiştir (p<0.05; p<0.01). Flavonol ve antosiyanin içeriklerindeki farklılıklar ise istatistiksek olarak önemsiz olduğu görülmüştür. Sonuç olarak, askorbik asit uygulamalarının, tuz stresi altında susam bitkisinin bazı biyokimyasal özellikleri üzerinde düzenleyici ve olumlu etkiler sağladığı belirlenmiştir. Bu bulgular, askorbik asidin tuz stresine karşı bitkisel dayanıklılığı artırmada potansiyel bir uygulama aracı olabileceği yönündeki çalışmalara katkı sağlayacaktır.

Keywords

• Askorbik asit
• biyokimysal özellikler
• susam
• tuz stresi

References

1. Athar, H. R. & Ashraf, M. (2009). Strategies for crop improvement against salinity and drought stress:An overview. In M. Ashraf, M. Ozturk, & H. R. Athar (Eds.), Salinity and water stress. Springer, 44, 1 16. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9065-3_1.
2. Bruke, J. J. (1990). High temperature stress and adaptation in crops. In R. G. Alscher & J. R. Cummings (Eds.), Stress responses in plants: Adaptation and acclimation mechanisms, 1, 295–309.
3. Doğru, A. & Çakırlar, H. (2020). Is leaf age a predictor for cold tolerance in winter oilseed rape plants? Functional Plant Biology, 47(3), 250–262.
4. Doğru, A. ve Torlak, E. (2020). Tuz stresi altındaki mısır bitkilerinde eksojen askorbik asit uygulama etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 30(Ek Sayı), 919–927.
5. Düzgüneş, O., Kesici, T., Kavuncu, O. & Gürbüz, F. (1987). Araştırma ve deneme metotları II: İstatistik metotlar (Yayın No: 1021). Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi.Ders Kitabı, 295.
6. Erkoyuncu, T. E. & Yorgancılar, M. (2020). Tuz stresine maruz bırakılan kanola (Brassica napus L.)’da priming uygulamalarının (salisilik asit ve askorbik asit) çimlenme üzerine etkisi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(4), 3109–3121.
7. FAO. (2024).FAOSTAT:Production-Crops Primary Production Reached Agriculture Industry Reports http://faostat.fao.org/faostat/form?collection=Production.Crops.Primary (ErişimTarihi:12.04.2025)
8. Hasanuzzaman, M., Nahar, K. & Fujita, M. (2013). Plant response to salt stress and role of exogenous protectants to mitigate salt-induced damages. In P. Ahmad, M. M. Azooz, & M. N. V. Prasad (Eds.), Ecophysiology and responses of plants under salt stress,Springer. 1,25–87.

9. Kaya, Y., Faten, A. R., Arvas, Y. E. & Durmuş, M. (2018). Domates bitkisi ve in vitro mikro çoğaltımı (Tomato plant and its in vitro micropropagation). Journal of Engineering Technology and Applied Sciences, 3(1), 57–73.
10. Khan, M. I., Gul, K., Khan, M. Z., Shin, J. H. & Kim, J. D. (2022). Therapeutic effects of saponins for the prevention and treatment of cancer by ameliorating inflammation and angiogenesis and inducing antioxidant and apoptotic effects in human cells. International Journal of Molecular Sciences,23, 10665. https://doi.org/10.3390/ijms231810665.
11. Khan, S., Anwar, K., Kalim, K., Saeed, A., Shah, S. Z., Ahmad, Z., Ikram, H. M., Khan, S. & Safirullah. (2014). Nutritional evaluation of some top fodder tree leaves and shrubs of district Dir (Lower), Pakistan as a quality livestock feed. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 3(5), 941–947.
12. Ma, Z., Li, Z., Li, J., Schmit, T. J., Cucurull, L., Atlas, R. & Sun, B. (2021). Enhance low level tempera and moisture profiles through combining NUCAPS, ABI observations, and RTMA analysis. Earth and Space Science, 8(1), e2020EA001402. https://doi.org/10.1029/2020EA001402.
13. Mohamed, M. A., Matter, M. A. &Saker, M. M. (2010). Effect of salt stress on some defense mechanis of transgenic and wild potato clones (Solanum tuberosum L.) grown in vitro. Nature and Science, 12, 181–193.
14. Munger, P., Bleiholder, H., Hack, H., Hes, M., Stauss, R., van den Boom, T., et al. (1998). Phenologicalgrowth stages of the peanut plant (Arachis hypogaea L): Codification and description according to the BBCH scale. Journal of Agronomy and Crop Science, 180(2), 101–107.
15. Oplinger, E. S., Putnam, D. H., Kaminski, A. R., Hanson, C. V., Oelke, E. A., Schulte, E. E. & Doll, J.D. (1990). Sesame. In: Alternative Field Crops Manual, University of Wisconsin-Exension, Cooperative Extension. https://hort.purdue.edu/newcrop/afcm/sesame.html.
16. Oral, E., Tunçtürk, R., Tunçtürk, M., Nohutçu, L. & Şelem, E. (2024). Tuz stresi koşullarında yetişensoya fasulyesi (Glycine max L.)’nde mikoriza uygulamalarının bazı biyokimyasal özellikler üzerine etkisi. ISPEC Journal of Agricultural Sciences, 8(3), 551–559.
17. Perin, E. C., Messias, R. da S., Borowski, J. M., Crizel, R. L., Schott, I. B., Carvalho, I. R., Rombaldi,C. V. & Galli, V. (2019). ABA-dependent salt and drought stress improve strawberry fruit quality. Food Chemistry, 271, 516–526.
18. Rengasamy, P. (2010). Soil processes affecting crop production in salt-affected soils. Functional Plant Biology, 37, 613–620.Taiz, L. & Zeiger, E. (2002). Plant physiology (3rd ed.). Sinauer Associates. Annals of Botany 91(6),750–751. https://doi.org/10.1093/aob/mcg079
19. Tan, A. Ş. &Tan, A. (1996). Türkiye susam (Sesamum indicum L.)’larının merfometrik varyasyon analizi. Anadolu, 6(2), 1–23.Toksoy Köseoğlu, S. & Doğru, A. (2021). Tuz stresi altındaki hıyar bitkilerinde ekzojen askorbik asit uygulamalarının fotosistem II aktivitesi üzerindeki etkileri. KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi, 24(4), 757–765. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.732141
20. Torlak, E. (2019). Tuz stresi altındaki mısır (Zea mays L.) bitkisinde askorbik asit uygulamalarının fizyolojik ve biyokimyasal etkisinin araştırılması (Yüksek lisans tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü).245s
21. TUİK. (2023). TÜİK Tarım Verileri. https://data.tuik.gov.tr/Kategori/GetKategori?p=tarim-111 (Erişim Tarihi: 02.04.2025).
22. Tunçtürk, R., Oral, E., Tunçtürk, M. & Toprak, T. (2024). Kuraklık stresi altında horoz ibiği (Amaranthus albus L.) bitkisinde riboflavin uygulamalarının fizyolojik ve biyokimyasal özellikler üzerine etkisi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 39(3), 495–514.
23. Tunçtürk, R., Oral, E., Tunçtürk, M., Nohutçu, L., Najafi, S., Danesh, Y. R., Farda, B. & Pacei, L. (2024). Ascorbic acid enhances growth and dualex parameters in (Arachis hypogaea L.) under salt stress. Discover Sustainability, 5, 489. https://doi.org/10.1007/s43621-024-00727-zziran