Patlıcanda Türler Arası Melezlemeden Geliştirilen Açılım Popülasyonunda Kuraklığa Tolerant Bireylerin Seçimi

Year 2022, Volume: 51 Issue: (Özel Sayı 1) 13. Sebze Tarımı Sempozyumu, 35 - 42, 19.12.2022

Esra Cebeci , Hatice Filiz Boyacı , Sevinç Kıran , Şeküre Şebnem Ellialtıoğlu

Abstract

Kuraklık stresi diğer bitki türlerinde olduğu gibi patlıcan üretiminde de önemli verim ve kalite kayıplarına sebep olmaktadır. Tolerant çeşitlerin geliştirilmesi ve yaygınlaştırılması kalıcı bir çözüm olarak görülmektedir. Kuraklığa tolerant çeşitlerin geliştirilmesi için yabani akraba türler önemli genetik kaynaklardır. Bu çalışmada patlıcanın yabani akrabalarından kuraklığa tolerant olarak belirlenen Solanum incanum L. ile BATEM tarafından kültür formundan (Solanum melongena L.) geliştirilen agronomik özellikler bakımından üstün bir saf hattın (BATEM-TDC47) melezlenmesinden geliştirilen F₃ popülasyonuna ait 256 bitki, 3-4 yapraklı fide aşamasında kuraklık stresine tabi tutulmuştur. Bunun için 1:1 oranında torf, perlit karışımı ile doldurulmuş üç litrelik saksılarda bitkilere %75 kısıtlı sulama uygulanmıştır. Kontrol uygulamasındaki bitkilerde sulama düzenli olarak gerçekleştirilmiştir. Denemenin 25. gününde bitki boyları ölçülmüş ve 0-5 skalasına göre görsel değerlendirme yapılmıştır. Test edilen bitkiler seraya aktarılmış, bitki, yaprak ve meyve özelliklerini belirlemek amacıyla morfolojik gözlemleri yapılmıştır. Skala değeri ‘1’ olan bireyler arasından seçilen 50 adet bitkinin lipid peroksidasyonu düzeyi ve prolin içeriği belirlenerek kuraklığa tolerans düzeyleri teyit edilmiştir. Bu bitkilerde kuraklığa tolerant saf hat oluşturmak üzere kendileme yapılarak kademe ilerletilmesi sağlanmıştır.

Keywords

Abiyotik stres , MDA , Solanum incanum , prolin , tolerans

Selection of Drought Tolerant Individuals in Segregating Populations Generated by Interspecific Cross in Eggplant

Abstract

Drought stress causes significant yield and quality losses in eggplant production, as in other plant species, and the development and dissemination of tolerant varieties may be a permanent solution. Wild related species are important genetic resources for the development of drought tolerant varieties. In this study, 256 plants belonging to the F₃ population developed by crossing Solanum incanum L., which is known as drought tolerant, one of the wild relatives of eggplant, and a pure line (BATEM-TDC47) developed by BATEM from its culture form (Solanum melongena L.) in terms of agronomic characteristics, seedlings with 3-4 leaves were subjected to drought stress test. For this, 75% limited irrigation was applied to the plants in three-liter pots filled with a 1:1 mixture of peat and perlite. Irrigation was carried out regularly in the plants in the control application. Plant heights were measured on the 25th day of the experiment and visual evaluation was made according to the 0-5 scale. The tested plants were transferred to the greenhouse and morphological observations were made to determine plant, leaf and fruit characteristics. MDA (malondialdehyde) and proline analysis of 50 plants selected from individuals with a scale value of ‘1’ were performed to confirm their drought tolerance levels. In these plants, it was ensured to progress step by step by selfing to form a drought tolerant pure line.

Keywords

Abiotic stress , MDA , Solanum incanum , proline , tolerance

References

• Ajayi, A.T., Gbadamosi, A.E., Olumekun, V.O., 2018. Screening for drought tolerance in cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) at seedling stage under screen house condition. International Journal of BioSciences & Technology 11(1).
• Athar, H.R., Ashraf, M., 2009. Strategies for crop improvement against salinity and drought stress:an overview. Salinity and Water Stress, pp:1-16.
• Bates, L.S., Waldren, R.P., Teare, I.D., 1973. Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil 39(1):205-207.
• Boyacı, H.F., Oğuz, A., Ünlü, M., Eren, A., Topçu, V., Erkal, S., 2009. Partenokarp ve partenokarp olmayan patlıcanların bazı vejetatif ve generatif gelişme parametreleri arasında ilişkiler. Derim 26(2):28-39, ISSN:1300-3496.
• Boyacı, H., Topçu, V., 2014. Development of eggplant hybrid cultivar ‘Batem Filizi’ and determination of yield performance. Derim 31(2):11-22.
• Cao, G.H., Sofic, E., Prior, R.L., 1996. Antioxidant capacity of tea and common vegetables. J. Agric. Food Chem 44:3426-3431.
• Çolak, Y.B., Yazar, A., Gönen, E., Eroğlu, E., 2018. Yield and quality response of surface and subsurface drip-irrigated eggplant and comparison of net returns. Agric. Water Manag. 206:165-175.
• Daunay, M.C., 2008. Eggplant. In Prohens J, Nuez F, editors. Handbook of Plant Breeding-Vegetables II. New York:Springer. pp:163-220.
• Diaz-Perez, J.C., Eaton, T.E., 2015. Eggplant (Solanum melongena L.) plant growth and fruit yield as affected by drip irrigation rate. HortScience 50(11):1709-1714.
• Fita Fernández, A.M., Fioruci, F., Plazas Ávila, M.D.L.O., Rodríguez Burruezo, A., Prohens Tomás, J., 2015. Drought tolerance among accessions of eggplant and related species. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca:Horticulture, 72(2):461-462.
• Gaufichon, L., Prioul, J.L., Bachelier, B., 2010. What are the prospects for genetic improvement in drought-tolerant crops? Fondation Farm press 52p.
• Gramazio, P., Prohens, J., Plazas, M., Mangino, G., Herraiz, F.J., Vilanova, S., 2017. Development and genetic characterization of advanced backcross materials and an introgression line population of Solanum incanum in a S.melongena back ground. Frontiers in Plant Science 8:1477.
• Hoagland, D.R., Arnon, D.I., 1950. The water culture method for growing plants without soil. Calif. Agric. Exp. Stn.Circ. 347, 39p., New York.
• Kandemir, D., Balkaya, A., Taşan, M., Kobal Bekar, N., Cemek, B., Teksöz, E., 2018. Nitelikli taze fasulye hatlarının kuraklığa dayanım düzeylerinin belirlenmesi ve kuraklık stresinde geliştirdikleri savunma mekanizmalarının incelenmesi. TÜBİTAK TOVAG 116O881 no.lu Proje Raporu, 142s.
• Karam, F., Saliba, R., Skaf, S., Breidy, J., Rouphael, Y., Balendonck, J., 2011. Yield and water use of eggplants (Solanum melongena L.) under full and deficit irrigation regimes. Agricultural Water Management 98(8):1307-1316.
• Kıran, S., Kuşvuran, Ş., Özkay, F., Ellialtıoğlu, Ş.Ş., 2015. Domates, patlıcan ve kavun genotiplerinin kuraklığa dayanım durumlarını belirlemeye yönelik olarak incelenen özellikler arasındaki ilişkiler. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi 4(2):9-25.
• Kıran, S., Kuşvuran, Ş., Özkay, F., Ellialtıoğlu, Ş.Ş., 2016. Tuza tolerant ve hassas patlıcan genotiplerinin kuraklık stresi koşullarında bazı morfolojik özelliklerinde meydana gelen değişimler. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 21(2):130-138.
• Kıran, S., Kuşvuran, Ş., Özkay F., Ellialtioglu, Ş.Ş., 2019. Change of physiological and biochemical parameters under drought stress in salt-tolerant and salt-susceptible eggplant genotypes. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 43(6):593-602.
• Kouassi, B., Prohens, J., Gramazio, P., Kouassi, A.B., Vilanova, S., Galán-Ávila, A., Plazas, M., 2016. Development of backcross generations and new interspecific hybrid combinations for introgression breeding in eggplant (Solanum melongena). Scientia Horticulturae 213:199-207. doi:10.1016/j.scienta.2016.10.039.
• Kouassi, A.B., Kouassi, K.B.A., Sylla, Z., Plazas, M., Fonseka, R.M., Kouassi, A., Prohens, J., 2021. Genetic parameters of drought tolerance for agromorphological traits in eggplant, wild relatives, and interspecific hybrids. Crop Science 61(1):55-68.
• Kirnak, H., Tas, I., Kaya, C., Higgs, D., 2002. Effects of deficit irrigation on growth, yield and fruit quality of eggplant under semi-arid conditions. Australian Journal of Agricultural Research 53(12):1367-1373.
• Kusvuran, S., Dasgan, H.Y., Küçükkömürcü, S., Abak, K., 2009. Relationship between drought tolerance and stomata density in melon. In IV International Symposium on Cucurbits 871:291-300.
• Kuşvuran, Ş., 2010. Kavunlarda kuraklık ve tuzluluğa toleransın fizyolojik mekanizmaları arasındaki bağlantılar. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Adana.
• Kuşvuran, Ş., 2012. Effects of drought and salt stresses on growth stomatal conductance leaf water and osmotic potentials of melon genotypes (Cucumis melo L.). African Journal of Agricultural Research 7(5):775-781.
• Lovelli, S., Perniola, M., Ferrara, A., Di Tommaso, T., 2007. Yield response factor to water (Ky) and water use efficiency of Carthamus tinctorius L. and Solanum melongena L. Agricultural Water Management 92(1-2):73-80.
• Lum, M.S., Hanafi, M.M., Rafii, Y.M., Akmar A.S.N., 2014. Effect of drought stress on growth, proline and antioxidant enzyme activities of upland rice. J. Animal and Plant Sciences 24(5):1487-1493.
• Lutts, S., Kinet, J.M., Bouharmont, J., 1996. NaCl-induced senescence in leaves of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance. Annals of Botany 78(3):389-398.
• Mutlu, N., Boyaci, F.H., Göçmen, M., Abak, K., 2008. Development of SRAP, SRAP-RGA, RAPD and SCAR markers linked with a Fusarium wilt resistance gene in eggplant. Theoretical and Applied Genetics 117:1303-1312.
• Noori, M., Azar, A.M., Saidi, M., Panahandeh, J., Haghi, D.Z., 2018. Evaluation of water deficiency impacts on antioxidant enzymes activity and lipid peroxidation in some tomato (Solanum lycopersicum L.) lines. Indian Journal of Agricultural Research 52(3):228-235.
• Plazas, M., Rahma, A.F., Rodríguez-Burruezo, A., Prohens, J., Fita, A., 2016. Screening for drought tolerance in eggplant relatives and interspecific hybrids. In Proceedings of 25. Eucarpia Capsicum and Eggplant Working Group Meeting in memoriam Dr. Alain Palloix, 12-14 September 2016, Kecskemét, Hungary (pp:306-310).
• Plazas, M., Nguyen, H.T., González-Orenga, S., Fita, A., Vicente, O., Prohens, J., Boscaiu, M., 2019. Comparative analysis of the responses to water stress in eggplant (Solanum melongena) cultivars. Plant Physiology and Biochemistry, 143:72-82.
• Plazas, M., González-Orenga, S., Nguyen, H.T., Morar, I.M., Fita, A., Boscaiu, M., Vicente, O., 2022. Growth and antioxidant responses triggered by water stress in wild relatives of eggplant. Scientia Horticulturae 293:110685.
• Ranaweera, G.K.M.M.K., Fonseka, R.M., Fonseka, H., 2020. Morpho-physiological and yield characteristics of interspecific hybrids between cultivated eggplant (Solanum melongena L.) and wild relatives in response to drought stress. International Journal of Minor Fruits, Medicinal and Aromatic Plants 6(1):30-37.
• Rotino, G.L., Sala, T., Toppino, L., 2014. Eggplant. In Alien Gene Transfer in Crop Plants (2):381-409. Springer, New York, NY.
• Schwarz, D., Rouphael, Y., Colla, G., Venema, J.H., 2010. Grafting as a tool to improve tolerance of vegetables to abiotic stresses:Thermal stress, water stress and organic pollutants. Scientia Horticulturae 127(2):162-171.
• Semida, W.M., Abdelkhalik, A., Mohamed, G. F., Abd El-Mageed, T.A., Abd El-Mageed, S.A., Rady, M.M., Ali, E.F., 2021. Foliar application of zinc oxide nanoparticles promotes drought stress tolerance in eggplant (Solanum melongena L.). Plants 10(2):421.
• Singh, A.P., Luthria, D., Wilson, T., Vorsa, N., Singh, V., 2009. Polyphenols content and antioxidant capacity of eggplant pulp. Food Chem 114:955-961.
• Türkes, M., 2012. Türkiye’de gözlenen ve öngörülen iklim değişikliği, kuraklık ve çölleşme. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi 4(2):1-32.
• Yekbun, A., Kabay, T., 2017. Kuraklık stresinin yerli ve ticari domates çeşitlerinde bazı fizyolojik parametreler üzerine etkileri. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22(2):86-96.
• Zhong, Y.P., Li, Z., Bai, D.F., Qi, X.J., Chen, J.Y., Wei, C.G., Fang, J.B., 2018. In vitro variation of drought tolerance in five Actinidia species. Journal of the American Society for Horticultural Science 143(3):226-234