Effects of Pre-Germination in Acetyl Salicylic Acid Solutions on Germination and Emergence of Carrot Seeds Under Salt Stress

Abstract

In this study, the effects of pre-germination at different doses of acetyl salicylic acid (ASA) solution on the germination and emergence performance of “Nantes” carrot cultivar (Daucus corata L.) seeds under salt stress were investigated in the laboratory conditions. Seeds were pre-germinated in a climate cabinet for 24 hours in 0, 50, 100 and 150 mg L-1 ASA solutions in hydropiriming at 15oC. After this process, they were divided into two groups as pre-germination and control groups. Both groups were exposed to the stress of 0, 50, 100 and 150 mM NaCl, and the response of ASA application to salt salt ster was investigated. As a result of the research, it was determined that high salt concentration (150 mM NaCl) decreased the germination of carrot seeds, and high dose ASA pre-applications affected the germination and emergence parameters of the seeds. According to the results, the highest germination rate was determined with 93% in the 0 and 50 mM NaCl interaction in the 150 mg/L ASA application in dose x salt interaction. It has been predicted that ASA applications increase the germination rate of seeds in low and high salinity growing environments and can be used successfully.

Keywords

• Acetyl salicylic acid (ASA)
• Priming
• Carrot seed
• Salt stress
• Asetil salisilik asit (ASA)
• Ön çimlendirme
• Havuç tohumu
• Tuz stresi

Asetil Salisilik Asit Solüsyonlarında Ön Çimlendirmenin Havuç Tohumlarının Tuz Stresi Altında Çimlenme ve Çıkışı Üzerine Etkileri

Abstract

Bu araştırmada asetil salisik asit (ASA) solüsyonun farklı dozlarında ön çimlendirmenin “Nantes” havuç çeşidi (Daucus corata L.) tohumlarının tuz stresi altında çimlenme ve çıkış performansları üzerine etkileri laboratuar koşullarında araştırılmıştır. Tohumlar, ASA solüsyonları içerisinde 24 saat süreyle iklim dolabında ön çimlendirme işlemine tabi tutulmuştur. Bu işlemden sonra ön çimlendirme ve kontrol grubu olarak iki gruba ayrılmıştır. Her iki grup 0, 50, 100 ve 150 mM NaCl stresine maruz bırakılarak, ASA uygulamasının tuzluk sterine tepkileri incelenmiştir. Araştırma sonucunda yüksek tuz konsantrasyonunun (150 mM NaCl) havuç tohumlarının çimlenmesini azalttığı, yüksek dozdaki ASA ön uygulamalarının tohumların çimlenme ve çıkış parametrelerini etkilediği belirlenmiştir. Sonuçlara göre ön uygulamalar arasında doz x tuz interaksiyonunda 150 mg/L ASA uygulmasında 0 ve 50 mM NaCl interaksiyonunda %93 ile en yüksek çimlenme oranı belirlenmiştir. ASA uygulamalarının, düşük ve yüksek tuzluluğa sahip yetiştirme ortamlarında tohumların çimlenme oranında artış sağladığı ve başarılı bir şekilde kullanılabileceği ön görülmüştür.

Keywords

• Asetil salisilik asit (ASA)
• Ön çimlendirme
• Havuç tohumu
• Tuz stresi

References

1. Ahmad J, Bano M. 1992. The effect of sodium chloride on physiology of cotyledon sand mobilization of reserved food in Cicerarietinum. Pakistan Journal of Botany. 24: 40–48.
2. Bozcuk S. 1991. Bazı kültür bitkilerinde tuzluluğun çimlenme üzerine etkisi ve tuz toleransı sınırlarının saptanması. Doğa-Biyoloji Dergisi. 15:144-151.
3. Brocklehurst PA, Dearman JA. 1984. Comparison of different chemical for osmotic treatment of vegetable seed. Annals of Applied Biology. 105:391–398.
4. Brocklehurst PA, Dearman JA, Drew RLK. 1987a. Recent developments in osmotic treatment of vegetable seeds. Acta Horticulture. 215:193–200.
5. Brocklehurst PA, Dearman J, Drew RLK. 1987b. Improving establishment of vegetable crops by osmotic seed treatments. Acta Horticulture. 198:73–80.
6. Blumwald B. 2003. Engineering salt tolerance in plants, Biotechnology and Genetic Engineering Reviews, 20:1, 261-276. DOI:10.1080/02648725.2003.10648046
7. Coopland OL, McDonald MB. 1995. Seed science and technology. 3rd Edn. Chapman and Hall. 240p, New York.
8. Çavuşoğlu D, Tabur S. 2015. Tuz stresi altında çimlendirilen arpa tohumlarında borik asit uygulamasının sitogenetik etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 19(2):142-150.

9. Çavuşoğlu K, Kabar K. 2007. The effects of pretreatments of some plant growth regulators on germination and seedling growth of radish seeds under salin conditions. Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 14:27–36.
10. Çavuşoğlu K, Kabar K. 2008. Bazı bitki büyüme düzenleyicilerinin tuzlu koşullar altındaki arpa tohumlarının çimlenmesi üzerindeki etkilerinin karşılastırılması. Science and England Jorunal of Fırat University. 20(1):43-55.
11. De Villiers AJ, Van Rooyen MW, Theron GK, Van De Venter HA. 1994. Germination of three namaqual and pioneer spicies, as influenced by salinity, Temperature and Light, Seed Science Technology. 22:427-433.
12. Duman İ, Eşiyok D. 1998. Ekim öncesiPEG ve KH2PO4 uygulamalarının havuç tohumlarının çimlenme ve çıkış oranı ile verim üzerine etkileri. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 22:445-449.
13. Entasari M, Zadeh FS, Zare S, Farhangfar M, Dashtaki M. 2012. Effect of seed priming on mung bean (Vigna radiate) cultivars with salicylic acid and potassium nitrate under salinity stress. International Journal of Agriculture: Research and Review. 2(5):926-932.
14. Essa TA. 2002. Effect of salinity stress on growth and nutrient composition of three soybean (Glycine max L. Merrill) cultivars. Journal of Agronomy and Crop Science. 188: 86-93.
15. Fahad S, Bano A. 2012. Effect of salicylic acid on physiological and biochemical characterization of maize grown in saline area. Pakistan Journal of Botany. 44:1433–1438.
16. Fayez KA, Bazaid SA (2014). Improving drought and salinity tolerance in barley by application of salicylic acid and potassium nitrate. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences.13:45–55. https://doi.org/10.1016/j.jssas.2013.01.001
17. Flowers TJ, Yeo AR. 1981. Variability in the resistance of sodium chloride salinity within rice (Oryza sativa L.) varieties. New Phytology. 88:363-373.
18. Ghoulam C, Fores K. 2001. Effect of salinity on seed germination and early seedling growth of sugar beet (Beta vulgaris L.). Seed Science Technology. 29:357-364.
19. Gomes Filho E, Sodek L. 1988. Effect of salinity on ribonuclease activity of Vigna unguiculata cotyledons during germination. Journal of Plant Physiology. 132(3):307-311.
20. Gulzar S, Khan Ma. 2002. Alleviation of salinity-induced dormancy in perennial grasses. Biologia Plantarum. 45(4):617-619.
21. Hara M, Furukawa J, Sato A, Mizoguchi T, Miura K. 2012. Abiotic stress and role of salicylic acid in plants, in: A. Parvaiz, M.N.V. Prasad (Eds.). Abiotic Stress Responses in Plants, Springer. New York, U.S.A. pp. 235–251.
22. Heydecker W, Coolbear P. 1977. Seed treatments for ımproved performance. survey and attempted prornosis. Seed Science and Technology. 5:353-425
23. İnal A, Güneş A, Aktaş M. 1995. Effects of chloride and partial substitution of reduced forms of nitrogen for nitrate in nutrient solution of the nitrate, total nitrogen and chlorine contents of onion. Journal of Plant Nutrition. 18:2219- 2227.
24. Kantar F. Elkoca E. 1998. Kültür bitkilerinde tuza dayanıklılık. Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi. 29(1):163-174.
25. Kara B, Akgun İ, Altındal D. 2011. Tritikale genotiplerinde çimlenme ve fide gelişimi üzerine tuzluluğun (NaCl) etkisi. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi. 25(1):1-9.
26. Karni L, Aktas H, Deveturero G, Aloni B. 2010. Involvement of root ethylene and oxidative stress-related activities in pre-conditioning of tomato transplants by increased salinity. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 85(1):23-29.
27. Kaydan D, Yağmur M. 2006. Farklı salisilik asit dozları ve uygulama şekillerinin buğday (Triticum aestivum L.) ve mercimekte (Lens culinaris Medik.) verim ve verim öğeleri üzerine etkileri. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi. 12(3):285-293.
28. Kenanoğlu BB. 2016. Tohumların çimlendirilmesinde farklı organik ön çimlendirme (Ozmotik Koşullandırma) Uygulamalarının Kullanımı. Yüzüncü Yıl Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 21(2):124-134.
29. Korkmaz A. 2005. Inclusion of acetylsalicylic acid and methyl jasmonate into the priming solution improves low-temperature germination and emergence of sweet pepper. HortScience. 40(1):197-200.
30. Mansour MMF. 1994. Changes in growth, osmotic potential and cell permeability of wheat cultivars under salt stress. Biological Plant. 36:429-434.
31. Miura K, Tada Y (2014). Regulation of water, salinity, and cold stress responses by salicylic acid. Frontiers in Plant Science. 5:747. doi:10.3389/fpls.2014.00004.
32. Murillo-Amador B, Lopez-Aguilar R., Kaya CJ, Larrinaga-Mayoraland A, Flores-Hernandez A. 2002. Comparative affect of NaCl and polyethylene glycol on germination emergence and seedling growth of cowpea. Journal Agronomy and Crop Science. 188:235–247.
33. Othman Y. 2005. Evaluation of barley cultivars grown in Jordan for salt tolerance. Ph. D Thesis, Jordan University of Science and Technology. Jordan.
34. Öztürk M, Gemici M, Özdemir F, Keyikçi N. 1994. Tohum çimlenmesi olayında bitkisel hormonların ve çimlenme stimülatörünün tuz stresini azaltmadaki rolü. XII. Ulusal Biyoloji Kongresi. 44-48s, Edirne.
35. Öztürk A. 2002. Farklı gelişme dönemlerinde uygulanan tuzlu ve normal suların patlıcan (Solanum melongena L.) bitkisinin bazı özelliklerine ve toprak tuzluluğuna etkisi. Selçuk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi. 16(30):14-20.
36. Pedersen LH, Jorgensen PE, Pulsen I. 1993. Effects of seed vigor and dormancy on field emergence, development and grain yield of winter wheat (Triticum aestivum) and winter barley (Hordeum vulgare). Seed Science and Technology. 21:159-178.
37. Poljakoff-Mayber A, Somers GG, Werker E, Gallagher JL. 1994. Seeds of kosteletzkya virginica (Malvaceae) their structure, germination and salt tolerance, II. Germination and Salt Tolerance. American Journal of Botany. 81:54–59.
38. Rajasekaran LR, Stiles A, Caldwell CD. 2002. Stand establishment in processing carrots- effects of various temperature regimes on germination and the role of salicylates in promoting germination and low temperatures. Canadian Journal of Plant Science. 82: 443-450.
39. Rhoades JD, Kandiah A, Mashali AM. 1992. The use of sahne waters for crop production. FAO kr. and Drain. Paper. 48:1-133, Rome. Rivas-San VM, Plasencia J. 2011. Salicylic acid beyond defense: its role in plant growth and development. Journal of Experimental Botany. 62:3321–3338. https://doi.org/10.1093/jxb/err031 Sadeghian SY, Yavari N. 2004. Effect of water-deficit stress on germination and early seedling growth in sugar beet. Journal of Agronomy and Crop Science. 190:138-144.
40. Shannon MC, Grieve CM. 1999. Tolerance of vegetable crops to salinity. Scientia Horticulturae. 78:5-38.
41. Shokohifard G, Sakagami K, Hamada R, Matsumoto S. 1989. Effect of amending materials on growth of radish plant in salinized soil. Journal of plant nutrition. 12(10):1195-1214.
42. Siegel SM, Siegel BZ, Massey J, Lahne P, Chen J. 1980. Growth of corn in saline waters. Physiologia plantarum. 50(1): 71-73.
43. Tabur S. Demir K. 2008. Tuz stresi (NaCl) altında çimlendirilen arpa tohumlarının mitotik indeks ve kromozom anormallikleri üzerine bazı bitki büyüme düzenleyicisi kombinasyonlarının etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fen Dergisi. 3(2): 162-173.
44. Tabur S, Demir K. 2009. Cytogenetic response of 24-epibrassinolide on the root meristem cells of barley seeds under salinity. Plant Growth Regulation. 58:119–123.
45. Tabur S, Demir K. 2010. Role of some growth regulators on cytogenetic activity of barley under salt stress. Plant Growth Regulation. 60:99–104.
46. Yang Z, Cao S, Zheng Y, Jiang Y. 2012. Combined salicylic acid and ultrasound treatments for reducing the chilling injury on peach fruit. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 60:1209–1212.
47. Yanmaz, R., Özdil, AH. 1992. Domates ve biber tohumlarında ekim öncesi PEG (polyethylene glycol) uygulamalarının çimlenme ve çıkış oranı ile süresi üzerine etkileri. Türkiye I. Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi. 13-16.
48. Yıldız M, Terzi H. 2011. Türkiye ’ de ekimi yapılan bazı arpa çeşitlerinde erken fide evresi tuz toleransının belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi. 17:1-9.