Farklı Putresin ve Salisilik Asit Uygulamalarının Tuzlu Şartlarda Marulun (Lactuca sativa L.) Çimlenme, Bitki Gelişimi, Kalite Özellikleri ve Besin Elementi İçeriği Üzerine Etkileri

Öz

Amaç: Bu çalışma, marulda tuzlu şartlarda farklı dozlarda putresin ve salisilik asit uygulamalarının çimlenme, bitki gelişimi, kalite özellikleri ve besin elementi içeriği üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Materyal ve Yöntem: İklim odası koşullarında yürütülen çalışmada 2 farklı tuz seviyesi (100 ve 200 mM), 2 farklı putresin dozu (0.5 ve 1.0 mM) ve 2 farklı salisilik asit dozunun (0.5 ve 1.0 mM) kullanıldığı toplam 15 farklı uygulama ele alınmıştır. Putresin ve salisilik asidin tek başına ve tuzla birlikte etkileri incelenmiştir. Araştırma Bulguları: Araştırmadan elde edilen bulgulara göre tuzluluğun marulda çimlenme, bitki gelişimi, kalite özellikleri ve besin elementi içeriğini olumsuz etkilediği belirlenmiştir. Genel olarak tuzlu şartlarda putresin uygulamalarının çimlenme ve bitki gelişim parametrelerinde artış sağladığı ve tuz stresinin meydana getirdiği olumsuz etkileri önemli ölçüde azalttığı tespit edilmiştir. Ayrıca tuz ve putresinin birlikte kullanıldığı 1.0 mM Putresin+200 mM NaCl uygulamasının 200 mM NaCl uygulamasına göre çimlenme oranını %75.57, bitki boyunu %42.49, bitki yaş ağırlığını %58.89 ve pazarlanabilir yaprak sayısını %43.20 oranında artırdığı saptanmıştır. Sonuç: Çalışmada ele alınan uygulamalar arasında 0.5 mM Putresin+100 mM NaCl, 1.0 mM Putresin+100 mM NaCl ve 1.0 mM Putresin+200 mM NaCl uygulamalarının marulda tuz stresine karşı en etkili uygulamalar olduğu ve bu uygulamaların tuzluluk sorunu olan alanlarda marul yetiştiriciliğinde alternatif bir uygulama yöntemi olarak önerilebileceği sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Tuz stresi
• Putresin
• Salisilik asit
• Çimlenme
• Büyüme
• Lactuca sativa

Effects of Different Putrescine and Salicylic Acid Applications on Germination, Plant Growth, Quality Properties and Nutrient Content of Lettuce (Lactuca sativa L.) under Saline Conditions

Abstract

Objective: This study was conducted to determine the effects of putrescine and salicylic acid applications at different doses on germination, plant growth, quality properties and nutrient contents of lettuce under saline conditions. Materials and Methods: In the study carried out in climatic chamber conditions, a total of 15 different applications using two different salt levels (100 and 200 mM), two different putrescine doses (0.5 and 1.0 mM) and two different salicylic acid doses (0.5 and 1.0 mM) were investigated. The effects of putrescine and salicylic acid separately and together with salt were examined. Results: According to the findings obtained from the research, it was detected that salinity negatively affected the germination, plant growth, quality properties and nutrient contents of lettuce. In general, it was determined that putrescine applications under saline conditions increased germination and plant growth parameters and significantly reduced the negative effects of salt stress. Furthermore, it was found that the 1.0 mM Putrescine+200 mM NaCl application, in which salt and putrescine were used together, increased germination rate by 75.57%, plant height by 42.49%, plant fresh weight by 58.89% and number of marketable leaves by 43.20% compared to the 200 mM NaCl application. Conclusion: It was concluded that 0.5 mM Putrescine+100 mM NaCl, 1.0 mM Putrescine+100 mM NaCl and 1.0 mM Putrescine+200 mM NaCl applications were the most effective applications against salt stress in lettuce among the applications examined in the study, and these applications could be recommended as an alternative application method for lettuce cultivation in areas with salinity problems.

Keywords

• Salt stress
• Putrescine
• Salicylic acid
• Germination
• Growth
• Lactuca sativa

References

1. Akbıyık, C. (2019). Salisilik ve asetil salisilik asit solüsyonlarında ön çimlendirmenin havuç tohumlarının tuz stresi altında çimlenme ve çıkışı üzerine etkileri. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Isparta.
2. Allakhverdiev, S. I., Sakamoto, A., Nishiyama, Y., Inaba, M., & Murata, N. (2000). Ionic and osmotic effects of NaCl-induced inactivation of photosystems I and II in Synechococcus sp. Plant Physiology, 123(3), 1047-1056.
3. AOAC, (1990). Official methods of analysis In: Association of Official Analytical Chemists (15th ed.), Washington, DC, USA.
4. Biçer, A. (2016). Putresinin tuzlu koşullarda yetişen mısır bitkisinin gelişimine ve bazı fizyoloik parametreleri üzerine etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa.
5. Bukhat, S., Manzoor, H., Athar, H. U. R., Zafar, Z. U., Azeem, F., & Rasul, S. (2020). Salicylic acid induced photosynthetic adaptability of Raphanus sativus to salt stress is associated with antioxidant capacity. Journal of Plant Growth Regulation, 39(2), 809-822.
6. Çulha, Ş., & Çakırlar, H. (2011). Tuzluluğun bitkiler üzerine etkileri ve tuz tolerans mekanizmaları. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11, 11-34.
7. Dadaşoğlu, E., & Ekinci, M. (2013). Farklı sıcaklık dereceleri, tuz ve salisilik asit uygulamalarının fasulye (Phaseolus vulgaris L.) tohumlarında çimlenme üzerine etkisi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 44(2), 145-150.
8. Dölarslan, M., & Gül, E. (2012). Toprak bitki ilişkileri açısından tuzluluk. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi, 5(2), 56-59.

9. Ekinci, M., Yıldırım, E., & Dursun, A. (2011). Farklı salisilik asit ve sıcaklık uygulamalarının bazı serin iklim sebze türlerinde tohum çimlenmesi üzerine etkileri. Türkiye IV. Tohumculuk Kongresi, 14-17 Haziran 2011, s.154-160. Samsun, Türkiye.
10. Ekinci, M., Yıldırım, E., Dursun, A., & Mohamedsrajaden, N. (2019). Putrescine, spermine and spermidine mitigated the salt stress damage on pepper (Capsicum annum L.) seedling. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 29(2), 290-299.
11. Ellis, R. H., & Roberts, E. T. (1981). The quantification of ageing and survival in orthodox seeds. Seed Science and Technology, 9, 373-409.
12. El-Tayeb, M. A. (2005). Response of barley grains to the interactive effect of salinity and salicylic acid. Plant Growth Regulation, 45, 215-224.
13. Entesari, M., Sharif-Zadeh, F., Zare, S., Farhangfar, M., & Dashtaki, M. (2012). Effect of seed priming on mung been (Vigna radiata) cultivars with salicylic acid and potassium nitrate under salinity stress. International Journal of Agriculture: Research and Review, 2, 926-932.
14. Eraslan, F., Inal, A., Savasturk, O., & Gunes, A., (2007). Changes in antioxidative system and membrane damage of lettuce in response to salinity and boron toxicity. Scientia Horticulturae, 114(1), 5-10.
15. Esechie, H. A. (1994). Interaction of salinity and temperature on the germination of sorghum. Journal of Agronomy and Crop Science, 172, 194-199.
16. Farsaraei, S., Mehdizadeh, L., & Moghaddam, M. (2021). Seed priming with putrescine alleviated salinity stress during germination and seedling growth of medicinal pumpkin. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 21(3), 1782-1792.
17. Gupta, K., Dey, A., & Gupta, B. (2013). Plant polyamines in abiotic stress responses. Acta Physiologiae Plantarum, 35, 2015-2036.
18. Güneş, A., İnal, A., Alpaslan, M., Eraslan, F., Bağcı, E. G., & Çiçek, N. (2007). Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stres and mineral nutrition in maize (Zea mays L.). Journal of Plant Physiology, 164, 728-736.
19. Güneş, A., Alpaslan, M., & İnal, A. (2010). Bitki besleme ve gübreleme. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, Yayın No: 1581, Ankara.
20. Hayat, Q., Hayat, S., Irfan, M., & Ahmad, A. (2010). Effect of exogenous salicylic acid under changing environment: A review. Environmental and Experimental Botany, 68, 14-25.
21. Kacar, B., & İnal, A. (2008). Bitki analizleri. Nobel Yayınları, Yayın No: 1241, Ankara, 912 s.
22. Kalac, P., & Krausova, P. (2005). A review of dietary polyamines: Formation, implications for growth and health and occurrence in foods. Food Chemistry, 90(1-2), 219-230.
23. Karasakal, İ. (2020). Marulda farklı azot dozları ve salisilik asit uygulamalarının agro-morfolojik özellikler üzerine etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Ordu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ordu.
24. Khan, H., Ziaf, K., Amjad, M., & Iqbal, Q. (2012). Exogenous application of polyamines improves germination and early seedling growth of hot pepper. Chilean Journal of Agricultural Research, 72(3), 429-433.
25. Kibar, B., Şahin, B., & Kiemde, Q. (2020). Fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) farklı tuz ve putresin uygulamalarının çimlenme ve fide gelişimi üzerine etkileri. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(4), 2315-2327.
26. Koç, E., Üstün, A. S., İşlek, C., & Kaşko Arıcı, Y. (2014). Effect of exogenously applied spermine and putrescine on germination and in vitro growth of pepper (Capsicum annuum L.) seeds under salt stress. Bilim ve Teknoloji Dergisi C–Yaşam Bilimleri ve Biyoteknoloji, 3(2), 63-71.
27. Kreps, J. A., Wu, Y., Chang, H., Zhu, T., Wang, X., & Harper, J.F. (2002). Transcriptome changes for Arabidopsis in response to salt, osmotic, and cold stress. Plant Physiology, 130, 2129-2141.
28. Kusano, T., Berberich, T., Tateda, C., & Takahashi, Y. (2008). Polyamines: Essential factors for growth and survival. Planta, 228(3), 367-381.
29. Mena, E., Leiva-Mora, M., Jayawardana, E. K. D., García, L., Veitía, N., Bermúdez-Caraballoso, I., & Ortíz, R. C. (2015). Effect of salt stress on seed germination and seedlings growth of Phaseolus vulgaris L. Cultivos Tropicales, 36(3), 71-74.
30. Miura, K., & Tada, Y. (2014). Regulation of water, salinity and cold stress responses by salicylic acid. Frontiers in Plant Science, 5(4), 1-12.
31. Mohamedsrajaden, N. S. (2019). Poliaminlerin tuzlu şartlarda domateste çimlenme, fide gelişimi, antioksidan enzim aktivitesi ve mineral madde içeriği üzerine etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
32. Munns, R. (2003). Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell & Environmental, 25, 239-250.
33. Okur, B., & Örçen, N. (2020). Soil salinization and climate change. In: Climate Change and Soil Interactions. Eds: Prasad, M. N. V and Pietrzykowski, M., Elsevier, ISBN 9780128180327, pp. 331-350.
34. Qingmao, S., Shiqing, S., & Zhigang, Z. (2007). Physiological mechanisms of salicylic acid enhancing the salt tolerance of cucumber seedling. Scientia Agricultura Sininca, 40(1), 147-152.
35. Rivas-San Vicente, M., & Plasencia, J. (2011). Salicylic acid beyond defence: Its role in plant growth and development. Journal of Experimental Botany, 62(10), 3321-3338.
36. Salem, S. M. A. (2021). Effects of salicylic acid applications on plant growth criteria and nutrient uptake of lettuce (Lactuca sativa) under some abiotic stress conditions. (Unpublished Ph.D. Thesis). Van Yuzuncu Yıl University Institute of Natural and Applied Sciences, Van.
37. Senaratna, T., Touchell, D., Bunn, E., & Dixon, K. (2000). Acetyl salicylic acid (Aspirin) and salicylic acid induce multiple stress tolerance in bean and tomato plants. Plant Growth Regulation, 30(2), 157-161.
38. Serrano, R., & Rodriguez, P. L. (2002). Plants, genes and ions. EMBO Reports, 31(21), 116-119.
39. Shama, M. A., Moussa, S. A. M., & Abo El Fadel, N. I. (2016). Salicylic acid efficacy on resistance of garlic plants (Allium sativum, L.) to water salinity stress on growth, yield and its quality. Alexandria Science Exchange Journal, 37(2), 165-174.
40. Shu, S., Guo, S. R., Sun, J., & Yuan, L. Y. (2012). Effects of salt stress on the structure and function of the photosynthetic apparatus in Cucumis sativus and its protection by exogenous putrescine. Physiologia Plantarum, 146(3), 285-296.
41. Singh, P., & Gautam, S. (2013). Role of salicylic acid on physiological and biochemical mechanism of salinity stress tolerance in plants. Acta Physiologiae Plantarum, 35, 2345-2353.
42. Takahashi, T., & Kakehi, J. (2010). Polyamines: Ubiquitous polycations with unique roles in growth and stress responses. Annals of Botany, 105, 1-6.
43. TÜİK, (2022). Türkiye İstatistik Kurumu. Bitkisel üretim istatistikleri. http://www.tuik.gov.tr. (Erişim tarihi: 10.12.2022).
44. Ulukapı, K., Nasırcılar, A. G., & Kurt, Z. (2020). Determination of salt tolerance levels of some radish cultivars and evaluation of the effectiveness of salicylic acid on germination in saline conditions. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 8(3), 632-637.
45. Xu, X., Shi, G., Ding, C., & Xu, Y. (2011). Regulation of exogenous spermidine on the reactive oxygen species level and polyamine metabolism in Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb under copper stress. Plant Growth Regulation, 63, 251-258.
46. Yıldırım, E., & Dursun, A. (2009). Effect of foliar salicylic acid applications on plant growth and yield of tomato under greenhouse conditions. Acta Horticulturae, 807, 395-400.
47. Yıldırım, E., Turan, M., & Güvenç, İ. (2008). Effect of foliar salicylic acid applications on growth, chlorophyll and mineral content of cucumber grown under salt stress. Journal of Plant Nutrition, 31(3), 593-61.
48. Yılmaz, E., Tuna, A. L., & Bürün, B. (2011). Bitkilerin tuz stresi etkilerine karşı geliştirdikleri tolerans stratejileri. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7(1), 47-66.
49. Zeid, I. M. (2004). Responses of been (Phaseolus vulgaris) to exogenous putrescine treatment under salinity stress. Pakistan Journal of Biological Sciences, 7(2), 219-225.
50. Zhao, H. Z., & Yang, H. Q. (2008). Exogenous polyamines alleviate the lipid peroxidation induced by cadmium chloride stress in Malus hupehensis Rehd. Scientia Horticulturae, 116, 442-447.
51. Zhu, J. K. (2001). Plant salt tolerance. Trends Plant Science, 6, 66-71.
52. Zhu, J. K. (2003). Salt and drought stress signal transduction in plants. Annual Review of Plant Biology, 53, 247-273.
53. Zurnacı, K. (2019). Tuz stresi koşullarında salisilik asit uygulamasının marul (Lactuca sativa) bitkisinin gelişimi ve bitki besin elementi içeriğine etkisi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi). Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Çanakkale.