Alkali Stresinin Mürdümük (Lathyrus sativus L.) Genotiplerinin Fide Gelişimi ve Kalitesi Üzerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, mürdümük (Lathyrus sativus L.) bitkisinin fide gelişimi üzerinde alkali stresinin etkileri incelenmiştir. Bitki materyali olarak iki adet yerel populasyon (1603 ve 4403) ile İptaş ve GAP Mavisi çeşitleri kullanılmıştır. Çalışmada alkali çözeltisi olarak sodyum karbonat (Na2CO3)’ın 5 farklı konsantrasyonu (0, 25, 50, 100 ve 150 mM) uygulanmıştır. Çalışma tesadüf bloklarında bölünmüş parseller deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Çimlenme ve fide gelişim özellikleri saksı ortamında 25 °C sabit sıcaklık, 10 saat aydınlık-14 saat karanlık koşullarda ve % 70 nem içeren iklim odasında belirlenmiştir. Yetişme ortamı olarak bölgedeki tarım alanlarından alınan toprak kullanılmıştır. Denemede çimlenme hızı, çimlenme oranı, sürgün uzunluğu, kök uzunluğu, sürgün ve kök kuru ağırlıkları, ham protein ve ß-N-oxalyl-L- a, ßdiaminopropionic acid (ODAP) içeriği incelenmiştir. Sonuç olarak, alkali stresine karşı vermiş oldukları tepkiler bakımından genotipler arasında farklıklar olduğu belirlenmiştir. Alkali dozları kıyaslandığında ise, genotipler 50 mM alkali dozuna kadar olumlu cevap vermiş, 100 mM alkali dozu ile birlikte tüm özelliklerin olumsuz etkilendiği belirlenmiştir. Buna göre, çalışmada kullanılan tüm mürdümük genotipleri 50 mM alkali içeriğine sahip alanlarda yetişebileceğini göstermiştir.

Keywords

• Mürdümük
• genotip
• alkali stresi
• fide gelişimi
• ODAP

The Effect of Alkali Stress on Seedling Development and Quality of Grasspea (Lathyrus sativus L.) Genotypes

Abstract

In this study, the effects of alkaline stress on germination and seedling development of grasspea (Lathyrus sativus L.) were investigated. Two landraces (1603 and 4403) and cultivated varieties “İptaş” and “GAP Blue” were used as plant material. Five different concentrations of sodium carbonate (Na2CO3) (0, 25, 50, 100, and 150 mM) were applied as alkali solution in the study. The study was arranged as split plots in randomized complete blocks design with 3 replications. Germination and seedling growth characteristics were determined in pots under climate chamber conditions with a 25 °C constant temperature, 10 hours of light-14 hours of darkness, and 70% humidity. Soil taken from the agricultural areas in the region was used as a growth environment. Germination speed, germination rate, root length, shoot length, root and shoot dry weights, crude protein, and ODAP contents were examined in the study. As a result, it was determined that there were differences between genotypes in terms of their responses to alkaline stress. When alkaline doses were compared, the genotypes responded positively up to 50 mM alkaline dose, and it was determined that all properties were negatively affected with 100 mM alkaline dose. Accordingly, it was exhibited that all grass pea genotypes used in this study can grow in alkaline areas up to 50 mM.

Keywords

• Grasspea
• genotype
• alkali stress
• seedling development
• ODAP

References

1. Abd El-Moneim, A.M., Nakkoul, H., Masri, S.and Ryan, J., 2010. Implications of zinc fertilization for ameliorating toxicity (Neurotoxin) in Grasspea (Lathyrus sativus L.). Journal of Agricultural Science and Technology, 12(1): 69-78.
2. Açıkbaş, S., Özyazıcı, M.A., 2021a. Yem bitkilerinde bulunan toksik maddelerin kaba yem kalitesi açısından değerlendirilmesi. II. International Hazar Scientific Researches Conference, Bildiriler Kitabı, 10-12 April, Baku, s. 853-864.
3. Açıkbaş, S., Özyazıcı, M.A., 2021b. Silisyum tohum ön uygulamasının tuz stresine maruz bırakılan yem bezelyesi [Pisum sativum ssp. arvense L. (Poir.)]’nin çimlenme gelişimine etkisi. Middle East International Conference on Contemporary Scientific Studies-V, Bildiriler Kitabı, 27-28 March, Ankara, s. 148-158.
4. Arslan, M., Aydınoğlu, B., 2019. Tuzluluk (NaCl) stresinin mürdümükte (Lathyrus sativus L.) çimlenme ve erken fide gelişme özelliklerine etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 7(1): 49-54.
5. Bernstein, L., Hayward, H.E., 1958. Physiology of salt tolerance. Annual Review of Plant Physiology, 9(1): 25-46.
6. Czabator, F.J., 1962. Germination value: An index combining speed and completeness of pine seed germination. Forest Science, 8(4): 386-395.
7. Day, S., Kaya, M.D., Kolsarıcı, Ö., 2008. Bazı çerezlik ayçiçeği (Helianthus annuus L.) genotiplerinin çimlenmesi üzerine NaCl konsantrasyonlarının etkileri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 14(3); 230-236.
8. Duan, D., Liu, X., Khan, M.A., Gul, B., 2004. Effects of salt and water stress on the seed germination of Chenopodium glaucum L. Pakistan Journal of Botany, 36(4): 793-800.

9. Dumlupınar, Z., 2005. Elektrik akımı ve tuz konsantrasyonlarının makarnalık buğdayda çimlenmeye etkisi. Yüksek lisans tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
10. Ekmekçi, E., Apan, M., Kara, T., 2005. Tuzluluğun bitki gelişimine etkisi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(3): 118-125.
11. El-Bastawisy, Z.M., El-Katony, T.M., El-Fatah, S.N.A., 2018. Genotypic variability in salt tolerance of Vicia faba during germination and early seedling growth. Journal of King Saud University-Science, 30(2): 270-277.
12. Ertekin, E., Yılmaz Ş., Atak, M., Can, E., Çeliktaş, N., 2017. Tuz stresinin bazı yaygın fiğ (Vicia sativa L.) çeşitlerinin çimlenmesi üzerine etkileri. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(2): 10-18.
13. Geda, A., Briggs, C.J., Venkataram, S., 1993. Determination of the neurolathyrogen b-N-oxalyl-L-a,bdiaminopropionic acid using highperformance liquid chromatography with fluorometric detection. Journal of Chromatography A, 635(2): 338-341.
14. Haque, R.M., Kuo, Y.H., Lambein, F., Hussain, M., 2011. Effect of environmental factors on the biosynthesis of the neuro-excitatory amino acid β-ODAP (β-N-oxalyl-lα,β-diaminopropionic acid) in callus tissue of Lathyrus sativus. Food and Chemical Toxicology, 49(3): 583-588.
15. Hanbury, C.D., White, C.L., Mullan, B.P., Siddique, K.H.M., 2000. A review of the potential of Lathyrus sativus L. and L. cicera L. grain for use as animal feed. Animal Feed Science and Technology, 87(1-2): 1-27.
16. Hayward, HE., Bernstein, L., 1958. Plant-growth relations on salt-affected soils. The Botanical Review, 24: 584-635.
17. Kacar, B., Katkat, V., Öztürk, Ş., 2009. Bitki Fizyolojisi. Nobel Yayın Dağıtım, Ankara.
18. Karaoğlu, M., Yalçın, A.M., 2018. Toprak tuzluluğu ve Iğdır Ovası örneği. Journal of Agriculture, 1(1): 27-41.
19. Kaya, M.D., İpek, A., 2003. Effects of different soil salinity levels on germination and seedling growth of safflower (Carthamus tinctorius L.). Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 27: 221-227.
20. Kayaçetin, F., Efeoğlu, B., Alizadeh, B., 2018. Effect of NaCl and PEG-induced osmotic stress on germination and seedling growth properties in wild mustard (Sinapis arvensis L.). Anadolu Ege Tarımsal Araştırma Enstitüsü Dergisi, 28(1): 62-68.
21. Kaymak, G., Acar, Z., 2020. Orman üçgülü (Bituminaria bituminosa L.) genotiplerinin tuzluluğa dayanıklılık düzeylerinin belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 35(1): 51-58.
22. Koca, H., 2007. Tuz stresinin farklı susam çeşitlerinin fizyolojik ve biyokimyasal özellikleri üzerine etkisi. Doktora tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir.
23. Kuşvuran, A., 2015. The effects of salt stress on the germination and antioxidative enzyme activity of Hungarian vetch (Vicia pannonica Crantz.) varieties. Legume Research, 38(1): 51-59.
24. Mahajan, S., Tuteja, N., 2005. Cold, salinity and drought stresses: An overview. Archives of Biochemistry and Biophysics, 444(2): 139-158.
25. Mahdavi, B., Sanavy, S.A.M.M., 2007. Germiantion and seedling growth in grasspea (Lathyrus sativus) cultivars under salininty conditions. Pakistan Journal of Biological Sciences, 10(2): 273-279.
26. Malathi, K.A., Padmanaban, G., Sarma, P.S., 1970. Biosnthesis of β-N-oxalyl-La, β-diaminopropionic acid, the Lathyrus sativus neurotoxin. Phytochem, 9(7): 1603-1610.
27. Önal Aşçı, Ö., Üney, H., 2016. Farklı tuz yoğunluklarının Macar fiğinde (Vicia pannonica Crantz) çimlenme ve bitki gelişimine etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 5(1): 29-34.
28. Öz, M., Karasu, A., 2007. Pamuğun çimlenmesi ve erken fide gelişimi üzerine tuz stresinin etkisi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 21(1): 9-21.
29. Özyazıcı, M.A., Açıkbaş, S., 2019. Yaygın mürdümük (Lathyrus sativus L.) genotiplerinin yarı kurak iklim koşullarında bazı tarımsal özellikleri ile verim performanslarının belirlenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 17: 1058-1068.
30. Özyazıcı, G., Açıkbaş, S., 2021. Çemen (Trigonella foenum- graecum L.) bitkisinin tuz stresi altında çimlenme özelliklerinin belirlenmesi. II. International Hazar Scientific Researches Conference, Bildiriler Kitabı, 10-12 April, Baku, s. 347-353.
31. Rao, S.L.N., 1978. A sensitive and specific colorimetric method for determination of a,bdiaminopropionic acid and Lathyrus sativus neurotoxin. Analytical Biochemistry, 86(2): 386-396.
32. Sayar, S.M., 2014. Mürdümük Tarımı ve Yeni Geliştirilen GAP Mavisi Mürdümük Çeşidi. (file:///C:/Users/User/Downloads/29-MARDNMRD MK.pdf.), (Erişim tarihi: 07.02.2021).
33. Steppuhn, H., Volkmar, K.M., Miller, P.R., 2001. Comparing canola, field pea, dry bean, and durum wheat crops grown in saline media. Crop Science, 41(6): 1827-1833.
34. Şen, A., 2019. Alkali stresinin mürdümüğün (Lathyrus sativus L.) çimlenme ve fide gelişimine etkisi. Yüksek lisans tezi, Yozgat Bozok Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yozgat.
35. Şimşek Soysal, A.Ö., Demirkol, G., Önal Aşçı, Ö., Kaşko Arıcı, Y., Acar, Z., Yılmaz, N., 2018. Tuz stresinin sorgumxsudanotu melezinde çimlenme ve fide gelişim özelliklerine etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 4(2): 247-252.
36. Tepe, D.H., Aydemir, T., 2016. Farklı konsantrasyonlarda tuz stresi uygulanmış mercimek bitkilerine (Lens culinaris) bor ilavesinin bitki mineral değişimi üzerindeki etkileri. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 13(3): 769-775.
37. Tan, M., Koç, A., Erkovan, İ.H., 2002. Dumlu Yöresi (Erzurum) tuzlu-alkali topraklarında yetişebilecek yembitkisi türlerinin belirlenmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 33(3): 277-281.
38. Tokarz, B., Wójtowicz, T., Makowski, W., Jędrzejczyk, R.J., Tokarz, K.M., 2020. What is the difference between the response of grass pea (Lathyrus sativus L.) to salinity and drought stress?-A physiological study. Agronomy, 10(6): 833.
39. Yakıt, S., Tuna, L.A., 2006. Tuz stresi altındaki mısır bitkisinde (Zea mays L.) stres parametreleri üzerine Ca, Mg ve K’nın etkileri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19(1): 59-67.
40. Yakupoğlu, T., 2018. Bozok yöresinde araştırma amaçlı kullanılan tarım arazilerinin bazı toprak özellikleri ve bölgesel kalkınmaya katkı sağlayacak araştırmalar açısından çeşitli öneriler. III. Uluslararası Bozok Sempozyumu, Bildiriler Kitabı, 3-5 Mayıs, Yozgat, s. 1344-1349.
41. Yakupoğlu, T., Özdemir, N., 2007. Tuzluluk ve alkaliliğin toprağın bazı fiziksel özellikleri üzerine etkileri. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(1): 132-138.
42. Yılmaz, E., Tuna, A.L., Bürün, B., 2011. Bitkilerin tuz stresi etkilerine karsı geliştirdikleri tolerans stratejileri. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 7(1): 47-66.