Assessment of Two Grass Pea (Lathyrus sativus L.) Varieties in term of Tolerance to Drought Stress

Year 2018, Volume: 5 Issue: 3, 261 - 267, 26.07.2018

Mehmet Arslan , Elçin Aksu Emine Doğan

https://doi.org/10.30910/turkjans.448349

Cited By: 3

Abstract

This research was carried out to determine the
tolerance of two different varieties of grass pea (Latyhrus sativus L.) against drought stress in the Laboratory of
Field Crops Department of the Faculty of Agriculture, Akdeniz University. A
local landrace, which has been grown for many years in Yumrutaş village of
Acıpayam district in Denizli province and the registered Ceora variety with the
low ODAP content was used as plant materials. In the study, six different
drought stresses were formed with solutions, which have 0, -2, -4, -6, -8, -9.8
bar water holding power respectively using polyethylene glycol-6000 (PEG 6000).
The trial was established according to 2-factorial and 4-replicate randomized
trial design. As a result of the study, germination was not observed at -8 and
-9.8 bar drought level, while successful germination was observed in other
levels. According to the results obtained, germination rate, root length, stalk
length, rootlet fresh weight and stalk fresh weight ranged from %90-100,
30.05-67.87 mm, 32.60-9.07 mm, 170.25-918.65 mg and 13.00-792.10 mg
respectively. As a result, while there was no difference in germination rate
between 2 genotypes, it was found to be significant difference in seedling
growth and local landrace was seen to be more tolerant.

Keywords

Grass pea, Lathyrus sativus L., germination, PEG-6000, drought stres.

Kuraklık Stresine Tolerans Bakımından İki Mürdümük (Latyhrus sativus L.) Genotipinin Değerlendirilmesi

Abstract

Bu araştırma, iki farklı mürdümük
çeşidinin kuraklık stresine karşı toleransını belirlemek amacıyla Akdeniz
Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü Laboratuarında
yürütülmüştür. Bitkisel materyal olarak, Denizli ili, Acıpayam ilçesi, Yumrutaş
köyünde uzun yıllardır yetiştirilen yerel bir populasyon ile düşük ODAP
içeriğine sahip bir çeşit olarak tescil edilen Ceora çeşidi kullanılmıştır.
Araştırmada, polietilen glikol-6000 (PEG 6000) kullanılarak 0, -2, -4, -6, -8,
-9,8 bar su tutma gücüne sahip solüsyonlar ile 6 farklı kuraklık stresi
oluşturulmuştur. Deneme 2 faktörlü ve 4 tekerrürlü tesadüf parselleri deneme
desenine göre kurulmuştur. Çalışma sonucunda -8 ve -9,8 bar kuraklık
seviyesinde çimlenme sağlanamamış, diğer seviyelerde başarılı çimlenme
sağlanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, çimlenme oranı %90-100, kökçük
uzunluğu 30.05-67.87 mm, sapçık uzunluğu 9.07-32.60mm, kökçük yaş ağırlığı
170.25-918.65 mg ve sapçık yaş ağırlığı 113.00-792.10 mg arasında değişmiştir.
Sonuçta, 2 genotip arasında çimlenme oranı bakımından fark oluşmazken, fide
gelişimi yönünde önemli fark bulunmuş ve yerel populasyonun kuraklığa daha
toleranslı olduğu görülmüştür.

 

Keywords

Mürdümük, Lathyrus sativus L., çimlenme, PEG-6000, kuraklık stresi.

References

• Arslan, M. 2016. Importance and current situation of grass pea (Lathyrus sativus L.) in forage crops production of Turkey. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences, 3(1): 17-23.
• Arslan, M. 2017a. Diversity for vitamin and amino acid content in grass pea (Lathyrus sativus L.). Legume Research, 40(5): 803-810. Arslan, M. 2017b. Fatty acid characteristics of grass pea (Lathyrus sativus) in an East Mediterranean environment. Cogent Chemistry, 3: 1296748.
• Arslan, M., Oten, M., Erkaymaz, T., Tongur, T., Kilic, M., Elmasulu, S., Cinar, A. (2017). β-N-oxalyl-L-2,3-diaminopropionic acid, Lhomoarginine and asparagine contents in the seeds of different genotypes Lathyrus sativus L. as determined by UHPLC-MS/M. International Journal of Food Properties, (accepted manuscript), Article DOI: 10.1080/10942912.-2017.1289961.
• Ayan, İ., Başaran, U., Acar, Z., Mut, H. 2005. Doğal olarak yetişen bazı mürdümük (Lathyrus sp.) türlerinde depolama süresi ve mekanik aşındırmanın tohumların çimlenme oranları üzerine etkileri. Türkiye II. Tohumculuk Kongresi, 9-11 Kasım 2005, Adana. s. 230-235.
• Başaran, U., Acar, Z., Aşçı, Ö.Ö., Mut, H., Ayan, I., 2007. Mürdümük (Lathyrus sp.) türlerinin önemi, tarımda kullanım olanakları ve zararlı madde içerikleri. OMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(1): 139-148.
• Campbell, C.G. 1997. Grass Pea (Lathyrus sativus L.) promoting The Conservation and Use of Underutilized and Neglected Crops. Vol. 18. International Plant Genetic Resources Institute, Rome, Italy.
• Campbell, C.G., Mehra, R.B., Agrawal, S.K., Chen, Y.Z., Abd-El-Moneim, A.M., Khawaja, H.I.T., Yadav, C.R., Tay, J.U., Araya, W.A. 1994. Current status and future strategy in breeding grass pea (Lathyrus sativus). Euphytica 73: 167-175.
• Çarpıcı, E.B., Erdel, B. 2015. Bazı yonca çeşitlerinde (Medicago sativa L.) kuraklık stresinin çimlenme özellikleri üzerine etkisi. Derim, 32(2): 201-210.
• Das, N.R. 2000. Lathyrus sativus in Rainfed Multiple Cropping Systems in West Bengal. Indian Review. Lathyrus Lathyrism Newsletter 1: 25-27.
• Fallahi, H.R., Fadaeian, G., Gholami, M., Daneshkhah, O., Hosseini, F.S., Aghhavani-Shajari, M., Samadzadeh, A. 2015. Germination response of grasspea (Lathyrus sativus L.) and arugula (Eruca sativa L.) to osmotic and salinity stresses. Plant Breeding and Seed Science, 71: 97-108.
• Farooq, M., Wahid, A., Kobayashi, N., Fujita, D., Basra, S.M.A. 2009. Plant Drought stress: effects, mechanisms and management. Agron. Sustain. Dev., 29: 185-212.
• Gheidary, S., Akhzari, D., Pessarakli, M. 2017. Effects of salinity, drought, and priming treatments on seed germination and growth parameters of Lathyrus sativus L.. Journal of Plant Nutrition, 40(10): 1507-1514.
• Grela, E.R., Rybinski, W., Klebaniuk, R., Matras, J. 2010. Morphological characteristics of some accessions of grass pea (Lathyrus sativus L.) grown in Europe and nutritional traits of their seeds. Genetic Resource and Crop Evoluation 57: 693.701.
• Gürbüz, A., Kaya, M., Türkan, A.D., Kaya, G., Kaya, M.D., Çiftçi, C.Y. 2009. Bazı Nohut (Cicer arietinum L.) Çeşitlerinde Tane İriliği ve Kuraklık Stresinin Çimlenme Özelliklerine Etkisi. Akdeniz Üniv. Ziraat Fak. Derg., 22(1): 69-74.
• Hanbury, C.D., White, C.L., Mullan, B.P., Siddique, K.H.M. 2000. A review of the use and potential of Lathyrus sativus L. and L. cicera L. grain for animal feed. Animal Feed Science and Technology 87: 1-27.
• Katerji, N., Van Hoorn, J.W., Hamdy, A., Mastrorilli, M., Karam, F. 1998. Salinity and drought, a comparison of their effects on the relationship between yield and evapotranspiration. Agricultural Water Management, 36(1998): 45-54.
• Kaya, M.D., Okçu, G., Atak, M., Çıkılı, Y., Kolsarıcı, Ö. 2006. Seed treatments to overcome salt and drought stress during germination in sunflower (Helianthus annuus L.). Europ. J. Agronomy, 24: 291-295.
• Kumar, S., Bejiga, G., Ahmed, S., Nakkoul, H., Sarker, A. 2011. Genetic improvement of grass pea for low neurotoxin (β-ODAP) content. Food and Chemical Toxicology 49: 589-600.
• Michel, B.E., Kaufmann, M.R. 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, 51: 914-16.
• Murillo-Amador, B., Lopez-Aguilar, R., Kaya, C., Larrinaga-Mayoral, J., Flores-Hernandez, A. 2002. Comparative effects of NaCl and Polyethylene glycol on germination, emergence and seedling growth of cowpea. J. Agronomy and Crop Science, 188: 235-247.
• Noto, F., Poma, I., Gristina, L., Venezia, G., Ferrotti, F. 2001. Bioagronomic and qualitative characteristics in Lathyrus sativus lines. In: Proceedings 4th European Conference on Grain Legumes (eds. AEP), 8-12 July 2001, Cracow, Poland. p.183.
• Okçu, G., Kaya, M.D., Atak, M. 2005. Effects of Salt and drought stresses on germination and seedling growth of pea (Pisum sativum L.), Turk. J. Agr. For. 29: 237-242.
• Öztürk, N.Z. 2015. Bitkilerin kuraklık stresine tepkilerinde bilinenler ve yeni yaklaşımlar. Türk Tarım-Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3(5): 307-315.
• Rosenzweig, C., Iglesias, A., Yang, X.B., Epstein, P.R., Chivian, E. 2001. Climate change and extreme weather events: implications for food production, plant diseases, and pests. Global Change and Human Health, 2 (2): 90-104.
• Safi, S., Şimşek, H., Ünlükara, A. 2013. Su ve tuzluluk stresinin Mürdümük’te (Lathyrus sativus L.) bitki büyüme, gelişme, verim ve su tüketimi üzerine etkilerinin belirlenmesi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(1): 1-12.
• Sayar, M.S., Han, Y. 2015. Mürdümük (Lathyrus sativus L.) hatlarının tohum verimi ve verim komponentlerinin belirlenmesi ve GGE BİPLOT analiz yöntemiyle değerlendirilmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 21: 78-92.
• Saxena, N.P., Johansen, C., Saxena, M.C., Silim, S.N. 1993. Selection for drought and salinity tolerance in cool-season food legumes. In: K.B. Singh and M.C. Saxena Eds. Breeding for stress tolerance in cool-season food legumes. United Kingdom, p.245-270.
• Scott, S.J., Jones, R.A., Williams, W.A. 1984. Review of data analysis methods for seed germination. Crop Science, 24: 1192-1199. Siddique, K.H.M., Hanbury, C.L., Sarker, A. 2006. Registration of ‘Ceora’ grass pea. Crop Science, 46: 986.
• Talukdar, D. 2011. Morpho-Physiological responses of grass pea (Lathyrus sativus) genotypes to salt stress at germination and seedling stages. Legume Research, 34 (4): 232-241.
• Yan, Z.Y., Spencer, P.S., Li, Z.X., Liang, Y.M., Wang, Y.F., Wang, C.Y., Li, F.M. 2006. Lathyrus sativus (grass pea) and its neurotoxin ODAP. Phtytochemistry 67: 107-121.
• Vaz Patto, M.C., Skiba, B., Pang, E.C.K., Ochatt S.J., Lambein, F., Rubiales, D. 2006. Lathyrus improvement for resistance against biotic and abiotic stresses: From classical breeding to marker assisted selection. Euphytica (2006) 147: 133-147.
• Xu, Q., Liu, F., Jez, J.M., Krishnan, H.B. 2017. β-N-oxalyl-L-2,3-diaminopropionic acid (β-ODAP) Content in Lathyrus sativus: the integration of nitrogen and sulfur metabolism through β-cyanoalanine synthase. Int. J. Mol. Sci.,18: 526.