Kuraklık Stresinde Yetiştirilen Çilek Çeşitlerinde, Prolinin Bitki Büyüme ve Gelişmesi ile Verim ve Kalite Üzerine Etkileri

Abstract

Bu araştırmada, kuraklık stresinde yetiştirilen çilek çeşitlerinde, prolinin bitki büyüme ve gelişmesi ile verim ve kalite üzerine etkileri incelenmiştir. Araştırmada materyal olarak Festival (kuraklığa toleranslı) ve Osmanlı (kuraklığa hassas) çeşitleri; prolin uygulamaları olarak ise üç farklı konsantrasyon (0, 10, 20 mM) iki kere kullanılmıştır. Örtüaltı koşullarında Ekim ayı sonunda kokopit torbalarına (2 L/bitki) dikilen fidelere, Kasım ayı ortası kuraklık (%15 drenaj), kontrol (%30 drenaj) uygulamaları başlatılmış ve belirtilen dozlarda prolin (dikim ve dikimden 30 gün sonra) uygulanmıştır. Araştırma sonucunda, kuraklık koşullarında kardeşlenme sayısı kontrole göre %21.87; yaprak sayısı %41.85; klorofil indeksi %22.79, meyve ağırlığı %68.60, SÇKM %21.72, bitki başına düşen verim %76.65 oranında düşüş göstermiş olup, yaprak sıcaklığı %8.78, toplam fenolik madde içeriği %113.34, toplam antosiyanin %17.13 ve antioksidan aktivite %27.56 oranında artış göstermiştir. Kuraklık stresine bağlı olarak bitkilerde yaprak uç yanıklığı zararı artmış olup, bu zarar Osmanlı çeşidinde daha fazla göze çarpmıştır. Artan prolin konsantrasyonları ise özellikle kardeşlenme sayısını artırırken, yaprak uç yanıklığı zararını da önemli ölçüde azaltmıştır. Stres şartlarında, verim ve kalite bakımından prolin konsantrasyonları arasında önemli fark belirlenmemiş olup, Festival çeşidi verim, erkencilik ve meyve ağırlığı bakımından ön plana çıkmıştır.

Keywords

• Uç yanıklığı
• amino asit
• çeşit
• abiyotik stres
• topraksız yetiştiricilik

The Effects Of Proline On Plant Growth And Development, And On Yield And Quality In Strawberry Cultivars Grown Under Drought Stress

Abstract

In this research, the effect of proline on plant growth and development and yield and quality in strawberry cultivars grown under drought stress was studied. In the research, the cultivars of Festival (drought tolerant) and Osmanli (drought sensitive) as cultivar, and three different concentrations (0, 10, 20 mM) as proline concentration were used twice. Drought (15% drainage) and control (30% drainage) in the middle of November were started to be applied to seedlings planted in coco peat bags (2 L/plant) at the end of October under greenhouse conditions; and the proline was applied at the specified doses (in planting and 30 days after planting). In the research, with compared to the control under drought conditions, the crown number was observed to decrease by 21.87%, leaf number by 41.85%, chlorophyll index by 22.79%, fruit weight by 68.60%, total soluble solid by 21.72%, yield per plant by 76.65%; leaf temperature was observed to increase by 8.78%, total phenolic compound content by 113.34%, total anthocyanin by 17.13% and antioxidant activity by 27.56%. Depending on the drought stress, leaf tip burn damage in plants increased; this damage was more obvious in the Osmanli cultivar. With increasing proline concentrations, whereas especially the crown number increased, the tip burn damage reduced significantly. Under stress conditions, no significant difference was found between proline concentrations with respect to yield and quality; the Festival cultivar stood out with respect to yield, earliness and fruit weight.

Keywords

• Tip burn
• amino acid
• cultivar
• abiotic stress
• soilless culture

References

1. Adak, N., 2009. Topraksız Kültürde Yetiştirilen Çileklerin Verim ve Kalitesi Üzerine Değişik Yetiştirme Ortamlarının Etkileri (Doktora Tezi). Akdeniz Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Antalya, 232s.
2. Adak, N., A. Nasırcılar ve K. Ulukapı, 2016. Çilekte Kuraklık Stresine Toleransın Belirlenmesinde Bazı Fizyolojik ve Biyokimyasal Özelliklerin in vitro ve in vivo Olarak İncelenmesi. Akdeniz Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri, Araştırma Projesi Ara Raporu, Antalya.
3. Ashraf, M. and M.R. Foolad, 2007. Roles of Glycine Betaine and Proline in Improving Plant Abiotic Stress Resistance. Environmental and Experimental Botany 59, 2:206–216.
4. Awang, M. and J.G. Atherton, 1994. Salinity and Shading Effects on Leaf Water Relations and Ionic Composition of Strawberry Plants Grown on Rockwool. J. Hort. Sci. 69:377–383.
5. Baran, A., 2011. Bitkilerin Tuz Stresine Toleransında Salisilik Asit ve Prolin’in Fizyolojik Rolünün Araştırılması (Yüksek Lisans Tezi). Harran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalı, Şanlıurfa, 83s.
6. Bayat, R., Ş. Kuşvuran, A.S. Üstün ve Ş. Ellialtıoğlu, 2012. Tuza Tolerans Özelliği Farklı İki Kabak Genotipine Ait Fidelere Yapılan Dışsal Prolin Uygulamalarının Etkileri Üzerinde Araştırmalar. 9. Ulusal Sebze Tarımı Sempozyumu, 12–14 Eylül 2012, Konya, s:456–460.
7. Büyük, İ., S.S. Aydın ve S. Aras, 2012. Bitkilerin Stres Koşullarında Verdiği Moleküler Cevaplar. Türk Hijyen ve Deneysel Biyoloji Dergisi 69(2):97–110.
8. Gadow, A.V., E. Joubert ve C.F. Hansmann, 1997. Comparison of the Antioxidant Activity of Rooibos Tea (Aspalathus linearis) with Green, Oolong and Black Tea. Food Chemistry, 60, 73–77.

9. Ghaderi, N., S. Normohammadi and T. Javadi, 2015. Morpho–physiological Responses of Strawberry (Fragaria × ananassa) to Exogenous Salicylic Acid Application under Drought Stress. Journal of Agricultural Science and Technology, 17(1):167–178.
10. Gine Bordonaba, J. and L.A. Terry, 2008. Biochemical Profiling and Chemometric Analysis of Seventeen UK–Grown Black Currant (Ribes nigrum L.) Cultivars. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56(16):7422–7430.
11. Giusti, M.M. and R.E. Wrolstad, 2001. Characterization and Measurement of Anthocyanins by UV–Visible Spectroscopy. In R.E. Wrolstad (Ed.), Current Protocols in Food Analytical Chemistry, New York: John Wiley & Sons Inc. [Unit F1.2.1–Unit F1.2.13].
12. Grant, O.M., A.W. Johnson, M.J. Davies, C.M. James and D.W. Simpson, 2010. Physiological and Morphological Diversity of Cultivated Strawberry (Fragaria × ananassa) in Response to Water Deficit. Environmental and Experimental Botany, 68:264–272.
13. Kaya, C., A.L. Tuna, M. Ashraf and H. Altunlu, 2007. Improved Salt Tolerance of Melon (Cucumis melo L.) by the Addition of Proline and Potassium Nitrate. Environmental and Experimental Botany, 60(3):397–403.
14. Khalil, S.E. and A.A. El–Noemani, 2012. Effect of Irrigation Intervals and Exogeous Proline Application in Improving Tolerance of Garden Cress Plant (Lepidium sativum L.) to Water Stress. Journal of Applied Sciences Research, 8(1):157–167.
15. Klamkowski, K. and W. Treder, 2008. Response to Drought Stress of Three Strawberry Cultivars Grown under Greenhouse Conditions. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 16:179–188.
16. Lieten, P., 1999. Guideline for Nutrient Solutions, Peat Substrate and Leaf Values of “Elsanta” Strawberries, Communication Cost Action 836 Integrated Research in Berries, 2th Meeting Wg4. Nutrition and Soilless Culture. Versailles. 16–18 December 1999.
17. Liu, F., S. Savic, C.R. Jensen, A. Shahnazari, S.E. Jacobsen, R. Stikic and M.N. Andersen, 2007. Water Relations and Yield of Lysimeter Grown Strawberries under Limited Irrigation. Scientia Horticulturae, 111, 128–132.
18. Maisuthisakul, P., M. Suttajit and R. Pongsawatmanit, 2007. Assessment of Phenolic Content and Free Radical–Scavenging Capacity of Some Thai Indigenous Plants. Food Chemistry, 100, 1409–1418.
19. Nezhadahmadi, A., G. Faruq and K. Rashid, 2015. The Impact of Drought Stress on Morphological and Physiological Parameters of Three Strawberry Varieties in Different Growing Conditions. Pakistan Journal of Agricultural Sciences 52(1):79–92.
20. Rajashekar, C.B., H. Zhou, K.B. and O. Marcum Prakash, 1999. Glycine Betain Accumulation and Induction of Cold Tolerance in Strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) Plants. Plant Sci. 148, 175–183.
21. Sanchez, E., G. Avila–Quezada, A. A. Gardea, J.M. Ruiz and L. Romero, 2007. Biosynthesis of Proline in Fruits of Green Bean Plants: Deficiency Versus Toxicity of Nitrogen. Phyton 76, 143–152.
22. Schröder, F.G. and J.H. Lieth, 2002. Irrigation Control in Hydroponics. In: Savvas D, Passam P. (eds) Hydroponic Production of Vegetables and Ornamentals. Embryo Publications. Athens, Greece, pp:263–269.
23. Schwarz, M. and J. Gale, 1981. Maintenance Respiration and Carbon Balance of Plant at Low Levels of Sodium Chloride Salinity. J. Exp. Bot. 32:933–941.
24. Skerget, M., P. Kotnik, M. Hadolin, A. R. Hras, M. Simonic and Z. Knez, 2005. Phenols, Proanthocyanidins, Flavones and Flavonols in Some Plant Materials and their Antioxidant Activities. Food Chemistry, 89:191–198.
25. Terry, L. A., G. A. Chop and J. Gine Bordonaba, 2007. Effect of Water Deficit Irrigation and Inoculation with Botrytis Cinerea on Strawberry (Fragaria × ananassa) Fruit Quality. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(26):10812–10819.
26. Tulipani, S., B. Mezzetti, F. Capocasa, S. Bompadre, J. Beekwilder, C. H. Ric de Vos, E. Capanoglu, A. Bovy and M. Battino, 2008. Antioxidants, Phenolic Compounds, and Nutritional Quality of Different Strawberry Genotypes. Journal of Agricultural and Food Chemistry 56:696–704.
27. Walker, R. P., E. Trokfalvy, N. S. Scott and E. P. Kriedeman, 1981. An Analysis of Photosynthetic Response to Salt Treatment in Vitis vinifera. Aust. J. Plant Physiol. 8:359–374.