Effects of Different Treatments on Germination Capacity of Hawthorn (Crataegus spp.) Seeds

Abstract

Hawthorn (Crataegus spp.), one of the wild fruit species that stands out with its various uses, is used as a medicinal plant and is important in the pharmaceutical field because its flowers and fruits have blood pressure reducing, heart regulating and strengthening effects. In addition, in recent years, it has become one of the most desired fruits for fresh consumption and orchards have started to be established in Türkiye. The material of the study consisted of the genotypes of three different hawthorn species (Crataegus pseudoheterophylla, Crataegus × sinaica and Crataegus rhipidophylla var. rhipidophylla), which are naturally found in Sivas, Bolu, Kütahya and Karabük provinces and are known to be very difficult to propagate by vegetative methods. The aim of the study is to investigate the effects of different treatments on seed germination in the seeds of these species. Crataegus monogyna species was used as a control in the study. In terms of thousand seed weight, Crataegus monogyna with 160.25 g, Crataegus pseudoheterophylla with 120.30 g and Crataegus rhipidophylla var. rhipidophylla with 85.89 g showed the highest values. In terms of seed occupancy rate, Crataegus rhipidophylla var. rhipidophylla (93.33%) and Crataegus monogyna (63.33%) genotypes stood out. The highest germination rates were obtained from Crataegus monogyna (51.66%) and Crataegus rhipidophylla var. rhipidophyll (43.33%) with lye + seaweed soaking treatment. In Crataegus × sinaica, 31.66% germination rate was obtained with gibberellic acid treatment. It is predicted that the results obtained will contribute to the selection of appropriate methods according to the species to overcome germination difficulties in hawthorn, to expand the commercial cultivation and utilization areas of hawthorn and to the conservation of these important genetic resources.

Keywords

• Hawthorn (Crataegus spp.) species
• seed priming
• germination rate

Alıç (Crataegus spp.) Tohumlarının Çimlenme Kapasitesi Üzerine Farklı Uygulamaların Etkisi

Öz

Farklı kullanım alanlarıyla öne çıkan yabani meyve türlerinden birisi olan alıç (Crataegus spp.), çiçek ve meyveleri, tansiyon düşürücü, kalp düzenleyici ve kuvvetlendirici etkiye sahip olması nedeniyle tıbbi bitki olarak kullanılmakta ve farmasotik alanda önem taşımaktadır. Ayrıca son yıllarda taze tüketim için en çok aranan meyvelerden biri haline gelmiş ve Türkiye'de meyve bahçeleri kurulmaya başlamıştır. Araştırmanın materyalini, Sivas, Bolu, Kütahya ve Karabük illerinde doğal olarak bulunan ve vejetatif yöntemler ile çoğaltılmasının oldukça zor olduğu bilinen üç farklı alıç türünün (Crataegus pseudoheterophylla, Crataegus × sinaica ve Crataegus rhipidophylla var. rhipidophylla) genotipleri oluşturmuştur. Bitkisel yöntemlerle yayılır. Araştırmanın amacı bu türlere ait tohumlarda farklı uygulamaların tohum çimlenmesi üzerine etkilerini araştırmaktır. Araştırmada kontrol olarak Crataegus monogyna türü kullanılmıştır. Bin tane ağırlığı yönünden 160.25 g ile C. monogyna, 120.30 g ile C. pseudoheterophylla ve 85.89 g ile C. rhipidophylla var. rhipidophylla en yüksek değerleri vermişlerdir. Çekirdek doluluk oranı yönünden ise C. rhipidophylla var. rhipidophylla (%93.33) ve C. monogyna (%63.33) genotipleri ön plana çıkmıştır. En yüksek çimlenme oranları küllü su + deniz yosununda bekletme uygulaması ile C. monogyna (%51.66) ve C. rhipidophylla var. rhipidophyll (%43.33) türlerinden elde edilmiştir. Crataegus × sinaica türünde gibberellik asit uygulaması ile %31.66 çimlenme oranı elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, alıçta çimlenme engellerinin aşılması için türe göre uygun yöntem seçilmesine, alıcın ticari yetiştiriciliği ve kullanım alanlarının genişletilmesine ve bu önemli genetik kaynakların korunmasına katkıda bulunacağı öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Alıç (Crataegus spp.) türü
• tohum uygulamaları
• çimlenme oranı

References

1. Ahmadloo, F., Kouchaksaraei, M. T., Goodarzi, G. R., and Salehi, A., 2017. Effects of gibberellic acid and storage temperature on the germination of hawthorn seeds. Journal of forest science, 63(9), 417-424.
2. Balta, M. F., Karakaya, O., and Kaptan Ekici, G., 2015. Çorum’da yetişen alıçların (Crataegus spp.) fiziksel özellikleri. Ordu Üniv. Bil. Tek. Derg., 5 (2): 35-41.
3. Bektaş, M., Bükücü, Ş. B., Özcan, A., and Sütyemez, M., 2017. Akçadağ ve Hekimhan ilçelerinde yetişen alıç (Crataeugus spp.) genotiplerinin bitki ve pomolojik özellikleri. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences, 4 (4): 484-490.
4. Bujarska-Borkowska B., 2006. Seed dormancy breaking in Crataegus laevigata. Dendrobiology vol. 56, 3–11 Can, Ö. D., Özkay, Ü. D., Öztürk, N., and Öztürk, Y. 2010. Effects of hawthorn seed and pulp extracts on the central nervous system, Pharmaceutical Biology, 8, 924-931.
5. Caliskan, O., Bayazit, S., and Gunduz, K., 2016. Hawthorn species from turkey and potential usage for horticulture. VII International Scientific Agriculture Symposium. 06-09, 2016, Jahorina. pp. 330-336.
6. Caliskan, O., and Karaman, H., 2018. Effects of different graft-ing methods and times on grafting success and plant development in Sarı Alıç hawthorn genotype (Crataegus azarolus L.). J Agric Food Environ Sci 72: 198-202.
7. Çalışkan, O., Bayazıt, S., and Gündüz, K., 2018. Sarı alıç genotipinin (Crataegus azarolus L.) farklı olgunlaşma dönemlerinde meyve kalite özelliklerindeki değişimler. Bahçe, 47: 13-17.
8. Çalışkan, O., Mavi, K., Bayazıt, S., and Kılıç, D., 2020. Alıç (Crataegus azarolus L.) tohumlarının çıkış oranları üzerine bazı uygulamaların etkileri. Bahçe, 49: 139-143.

9. Diaz, D. H., and Martin, G. C., 1972. Peach seed dormancy in relation to endogenous inhibitors and applied growth substances. Journal of the American Society for Horticultural Science, 97(5): 651-654.
10. Dönmez, A. A., 2014. Nomenclatural, taxonomic and biogeographic novelties in the Turkish Crataegus L. (Rosaceae-Maleae) taxa, Adansonia, 36(2): 245-253.
11. Ercisli, S., 2004. A short review of the fruit germplasm resources of Turkey. Genetic Resour. Crop Evol., 51: 419- 435.
12. Gardens, R.B., and Kew, U., 2014. Seed Information Database (SID). Version 7.1; Kew Publishing, Royal Botanic Gardens, Kew: London, UK.
13. Ghayyad, M., Kurbysa, M., and Napolsy, G., 2010. Effect of endocarp removal, gibberelline, stratification and sulfuric acid on germination of mahaleb (Prunus mahaleb L.) seeds. American-Eurasian Journal of Agricultural and Environmental Science, 9: 163–168.
14. Gökbunar, L., 2007. Alıç (Crataegus spp.)’ın İn Vitro Mikro Çoğaltımı. Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
15. Göktürk, A., and Yılmaz, S., 2015. Doğu alıcı (Crataegus orientalis Paal. Ex. M. Bieb) tohumlarının çimlenmesi üzerine ekim alanı, ekim zamanı ve bazı önişlemlerin etkilerinin araştırılması. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 16 (2): 203-215.
16. Göktürk, A., and Yıldırım, F., 2020. Determination of Seed Morphologies and Effect of Pretreatments on Germination of Crataegus monogyna (Jac.) and Crataegus azarolus var. Pontica (K. Koch) KI Chr Seeds. Kastamonu University Journal of Forestry Faculty, 20(2), 181-189.
17. Güney, M., Zarifikhosrohahi, M., Çömlekçioğlu, S., Keles, H., Gundesli, M. A., Yaşa Kafkas, N. E., Ercişli, S. 2020. Efficiency of Various Plant Growth Regulators On Micropropagation of Hawthorn (Crataegus spp.). Comptes Rendus De L Academıe Bulgare Des Scıences , 73(1), 58-65.
18. Hartmann, H. T., Kester, D. E., Davies, F. T., and Geneve, R. L., 2002. Plant propagation: principles and practices, Prentice-Hall. Inc. New Jersey. USA.
19. Hartmann, H. T., Kester, D. E., Davies, F. T., and Geneve, R. L., 2010. Propagation methods and rootstocks for important fruit and nut species. In: Hartmann & Kester’s Plant Propagation: Principles and Practices. 8th Ed. Upper Saddle River, Pearson Education: 728–773.
20. ISTA (International Seed Testing Association) 1993 Rules For Testing Seeds: Rules, Seed Sci. and Technol., 21(Supplement), 1-259.
21. Kacal, E., Caliskan, O., Ozturk, G., Gur, I., Kocal, H., Karamursel, O. F., Kılıç, D., and Moreno, M. A., 2022. Early detection of graft-incompatibility in hawthorn (Crataegus azarolus L.) trees on apple, pear, and quince rootstocks. Spanish Journal of Agricultural Research, 20(4), e0903-e0903.
22. Karakurt, H., Aslantaş, R., and Eşitken, A., 2010. Tohum çimlenmesi ve bitki büyümesi üzerinde etkili olan çevresel faktörler ve bazı ön uygulamalar. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 24(2), 115-128. Kaşka, N., and Yılmaz, M., 1987. Bahçe Bitkileri Yetiştirme Tekniği. Çukurova Üni. Zir. Fak. No:52, 497-500, Adana.
23. Khadivi, A., Heidari, P., Rezaei, M., Safari-Khuzani, A., and Sahebi, M., 2019. Morphological variabilities of Crataegus monogyna and Crataegus pentagyna in northeastern areas of Iran. Industrial Crops and Products, 139, 111531.
24. Kheloufi, A., Mansouri, L. M., and Vanbellinghen, C., 2019. Seed germination of Crataegus monogyna – A species with a stony endocarp. Reforesta, (7), 73–80.
25. Kızılaslan, N., 2019. Crataegus pontica (K. Koch.) tohumlarının çimlenmesinde ekim zamanı, küllü su ve sülfürik asitte bekletmenin etkisi Yüksek Lisans Tezi, Artvin Çoruh Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Artvin.
26. Mohammed, A. A., 2023. A Review of Breaking Seed Dormancy in Hawthorns (Crataegus spp.), International Journal of Advanced Research,11(02), 495-500.
27. Muradoğlu, F., Gürsoy, S., and Güler, E., 2021 Multivariate analysis revealed the morphological variability among Crataegus species. YYU J. Agric. Sci. 31(4), 961–972.
28. Nas, M. N., Gokbunar, L., Sevgin, N., Aydemir, M., Dagli, M., and Susluoglu, Z., 2012. Micropropagation of mature Crataegus aronia L., a medicinal and ornamental plant withrootstock potential for pome fruit. Plant Growth Regul 67: 57-63.
29. Özçelik, M. M., 2016. Bitkisel kaynaklı bazı fonksiyonel gıdalar. Biyoloji Bilimleri Araştırma Dergisi, 9(1), 57-68. Peng, Y., Lou, L. L., Liu, S. F., Zhou, L., Huang, X. X., and Song, S. J., 2016. Antioxidant and antiinflammatory neolignans from the seeds of hawthorn, Bioorganic Med. Chem. Lett., 26(22), 5501-5506.
30. Subaşı, Y., 2018. Crataegus orientalis (Pallas Ex. Bieb) tohumlarının çimlenmesi üzerine ekim zamanı ve bazı ön işlemlerin etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Artvin Çoruh Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Artvin.
31. Tabari Kochaksaraei, M., 2015. Improving the germination of Crataegus pseudoheterophylla seed and determining the chemical compositions of fruit and seed. Iranian Journal of Forest, 7(3), 285-297.
32. Tanrıverdi, F., 1975. Ağaç Tohumlarında Dormansiye Sebep Olan Faktörler ve Dormansiyi Önleme Melodları. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Der, 6(1), 93-107.
33. Ünsal, G., 2012. Alıcın (Crataegus orientalis Pallas ex. Bieb. var. Orientalis) odun ve yarı odun çelikleriyle çoğaltılma performansının belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
34. Yahyaoğlu, Z., Ölmez, Z., Göktürk, A., and Temel, F., 2006. Soğuk Katlama ve Sülfürik Asit Önişlemlerinin Alıç (Crataegus Spp.) Tohumlarının Çimlenmesi Üzerine Etkileri. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 8(10), 74-79.
35. Yıldırım, F., 2018. Crataegus monogyna (Pallas ex. bieb) (Kırmızı alıç) ve Crataegus pontica (K. Koch) (Doğu Karadenız alıcı) tohumlarının çimlenme özelliklerinin belirlenmesi Yüksek Lisans Tezi, Artvin Çoruh Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Artvin.
36. Yılmaz, K. U., Yanar, M., Ercisli, S., Sahiner, H., Taskin, T., and Zengin, Y., 2010. Genetic relationships among some hawthorn (Crataegus spp.) species and genotypes. Biochemical genetics, 48, 873-878.