Effects of temperature, hormone and vegetation period on the germination of Isatis tinctoria L. and Isatis buschiana Schischkin Seeds and relationship between seed maturity and oil quality

Öz

In this study, effects of different temperature values (5, 10, 15, 20 and 25 ˚C) on the germination of I. tinctoria and I. buschiana seeds, which have different vegetation periods, were investigated. Effects of vegetation periods on the ratio and components of seed oil were also analyzed by using GC-MS. While different vegetation periods were not effected the germination of I. tinctoria seeds, germination of I. buschiana seeds were differed according to vegetation periods. Late germination was observed in the seeds of both species at 5 ^oC, therefore germination ratio was found to be low in this temperature value. Effects of different concentrations of GA₃, Putresin and ALA on the germination ratio at 5 ^oC was investigated. Germination of I. buschiana and I. tinctoria seeds were increased by GA₃ with concentrations of 50 ppm and 75 ppm, respectively, at 5 ^oC. The ratio and components of seed oil were found to be similar in different vegetation periods.

Anahtar Kelimeler

• Isatis, oil, germination, GA3, ALA, Putrescine

Sıcaklık, Hormon ve Vejetasyon Süresinin Isatis tinctoria L. ve Isatis buschiana Schischkin tohumlarının Çimlenmesi Üzerine Etkisi ve Tohum Olgunluğunun Yağ Kalitesi ile İlişkisi

Öz

Bu çalışmada farklı vejetasyon sürelerine sahip I. tinctoria ve I. buschiana tohumlarının çimlenmeleri üzerine farklı sıcaklıkların (5, 10, 15, 20 ve 25 ˚C) etkisi incelenmiştir. Ayrıca vejetasyon süresinin tohumların yağ oranı ve içeriği üzerine etkileri GC-MS yardımıyla analiz edilmiştir. I. tinctoria tohumlarının çimlenmesi üzerine farklı vejetasyon sürelerinin etkisi önemsizken, I. bushiana’da önemli olmuştur. Her iki türün tohumlarının çimlenmesi 5°C'de daha geç başlamış, bu nedenle çimlenme oranının bu sıcaklıkta daha düşük olduğu belirlenmiştir. Tohumların 5 ^oC’de çimlenmesi üzerine GA₃, Putresin ve ALA hormonlarının farklı konsantrasyonlarının etkileri incelenmiştir. I. buschiana ve I. tinctoria tohumlarının 5 ^oC’de GA₃'ün sırasıyla 50 ppm ve 75 ppm konsantrasyonlarında çimlenmelerinin arttığı gözlenmiştir. Her iki türün tohumlarının yağ oranı ve içeriğinin farklı vejetasyon sürelerinde benzer olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Isatis, yağ, çimlenme, GA3, ALA, Putresin

Kaynakça

1. Akıncı, İ. E. ve Çalışkan, Ü., 2010. Kurşunun Bazı Yazlık Sebzelerde Tohum Çimlenmesi ve Tolerans Düzeyleri Üzerine Etkisi. Ekoloji, 19(74): 164-172
2. Al-Gendy A. A., El-Gindi O. D., Hafez A. S., and Ateya A. M., 2010. Glucosinolates, volatile constituents and biological activities of Erysimum corinthium Boiss. (Brassicaceae). Food Chemistry, 118(3): 519-524
3. Atalay E., Sade B. ve Soylu S., 2011. Farklı Priming Uygulamalarının Ekmeklik Buğday’da (Triticum aestivum L.) Çimlenme ve Çıkışa Etkileri ile Fide Dönemi Su Stresine Fizyolojik Tepkilerin Belirlenmesi. TÜBİTAK Proje Sonuç Raporu. Proje No: TOVAG-110O490, sf: 113 (Erişim Tarihi: 26.12.2013)
4. Azimova S.S., Glushenkova A.I. and Vinogradova V.I., 2011. Lipids, lipophilic components and essential oils from plant sources (Vol. 1). Springer Science & Business Media. p:983, London
5. Bağcı E. ve Özçelik H., 2009. Fatty acid and tocochromanol patterns of some Isatis L. (Brassicaceae) species from Turkey. Pakistan Journal Botany, 41(2): 639-646
6. Blatger S., 1993. Rev. Fr. Corps Gras., 40: 241. In: K. Aitzetmuller, B Matthaus and H. Friedrich. 2003. A new database for seed oil fatty acids- The Database SOFA. Eur. J. Lipid Sci. Tech., 105: 92-103.
7. Bondioli P., Folegatti L., Lazzeri L. and Palmieri S., 1998. Native Crambe abyssinica oil and its derivatives as renewable lubricants: an approach to improve its quality by chemical and biotechnological processes. Industrial Crops and products, 7: 231-238
8. Ceylan A., 1994. Tıbbi Bitkiler I. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, 312 s. 136, İzmir

9. Çömlekcioğlu N., 2011. Kahramanmaraş’ta yayılış gösteren bazı Isatis spp. (Çivitotu) türlerinde farklı ekim zamanlarının verim unsurlarına etkisi ile boyama özelliklerinin ve boyarmadde miktarının saptanması. Doktora Tezi, KSÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü (Basılmamış), Kahramanmaraş
10. Çömlekcioğlu N., Efe L. and Karaman S., 2015. Extraction of Indigo from Some Isatis species and Dyeing Standardization Using Low-technology Methods. Brazilian Archives of Biology and Technology, 58(1): 96-102
11. Dhanda S.S., Sethi G.S. and Behl R.K., 2004. Indices of drought tolerance in wheat genotypes at early stages of plant growth. J. Agron.ve Crop Sci, 190: 6-12
12. Duman, İ., Eser, B., ve Tozan, M. 2007. Soğan tohumlarında ozmotik koşullandırma amacı ile kullanılan havalandırılmiş kolon tekniğinin ticari boyutlarda geliştirilmesi. Ege Üniv. Zir. Fak. Der, 44(1): 1-14
13. Elkoca E., 2007. Priming: Ekim Öncesi Tohum Uygulamaları. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 38 (1): 113-120.
14. Erdoğan G., 2008. Değişik Kimyasal Uygulamalarının Farklı İskenderiye Üçgül (Trifolium alexandrinum L.) Çeşidi Tohumlarının Düşük Sıcaklıktaki Çimlenme ve Çıkış Performansları Üzerine Etkileri. Yüksek lisans Tezi, KSÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü (Basılmamış), Kahramanmaraş
15. Fontana F., Lazzeri L., Malaguti L. and Galletti S., 1998. Agronomic characterization of some Crambe abyssinica genotypes in a locality of the Po Valley, European Journal of Agronomy, 9: 117-126
16. Galletti S., Barillari J., Iori R. and Venturi G., 2006. Glucobrassicin enhancement in woad (Isatis tinctoria) leaves by chemical and physical treatments. Journal of the Science of Food and Agriculture, 86:1833-1838.
17. Gilbert K.G. and Cooke D.T., 2001. Dyes from plants: Past usage, present understanding and potential. Plant Growth Regulation, 34: 57-69
18. Iqbal M. and Ashraf M., 2005. Changes in Growth, Photosyntetic and Ionic Relations in Spring Wheat (Triticum aestivum L.) Due to Pre-sowing Seed Treatment with Polyamines. Plant Growth Regulation, 46:19-30
19. Anonim, 1996. International rules for seed testing. Seed Science Technology, 24: 335
20. Karagüzel O. ve Taşçıoğlu S.G., 2005. Isatis tinctoria L.’da çimlenme özellikleri üzerine tohum yaşı ve sıcaklığın etkisi. Türküye II. Tohumculuk Kongresi, 9-11 Kasım 2005, Adana s. 265-270
21. Karaman S., Diraz E., Çömlekçioğlu N., İlçim A., Durdu H. and Tansi S., 2015. High yielding indigo sources in native Isatis (Brassicaceae) taxa from Turkey. Genetic Resources and Crop Evolution, 1-13.
22. Kaya G., 2008. Tohum Uygulamaları (Priming)’nın Tohum Yağ Asitleri Kompozisyonuna Etkisi ve Tohum Kalitesi ile İlişkisi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 17(1-2)
23. Kaya G., Demir İ., Tekin A., Yaşar F. and Demir K., 2010. Priming Uygulamasının Biber Tohumlarının Stres Sıcaklıklarında Çimlenme, Yağ Asitleri, Şeker Kapsamı ve Enzim Aktivitesi Üzerine Etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 16: 9-16
24. Kenanoğlu B.B., Demir I., Mavi K., Yetişir H. and Keleş D., 2007. Effect of priming on germination of Lagenaria siceraria genotypes at low temperatures. Tarım Bilimleri Dergisi, 13(3): 169-175
25. Kızıl S., Murat T., Cakmak O., Özgüven M. and Khawar K.M., 2009. Microelement Contents and Fatty Acid Compositions of some Isatis Species Seeds. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 37(1): 175-178
26. Korkmaz A., Tiryaki I., Nas M.N. and Özbay N., 2004. Inclusion of Plant Growth Regulators into Priming Solution Improves Low Temperature Germination and Emergence of Watermelon Seeds. Canadian Journal of Plant Science, 84:1161-1165
27. Korkmaz A., 2005. Inclusion of acetyl salicylic acid and methyl jasmonate into the priming solution improves low temperature germination and emergence of sweet pepper seeds. Hort Science, 40: 197-200
28. Korkmaz A., 2008. Biberde Çimlenme ve Fide Gelişimi Sırasında Üşüme Stresine Karşı Toleransın 5-Aminolevulinik Asit (ALA) Uygulamaları İle Arttırılması. Tübitak Proje Sonuç Raporu, Proje No: 107O611, sf: 48 (Erişim Tarihi: 21.06.2012)
29. Korkmaz A., Korkmaz Y. and Demirkıran A.R., 2010. Enhancing chilling stress tolerance of pepper seedlings by exogenous application of 5-aminolevulinic acid. Environmental and Experimental Botany, 67(3): 495-501
30. Lin L.Z. and Harnly J.M., 2010. Phenolic component profiles of mustard greens, yu choy, and 15 other Brassica vegetables. Journal of agricultural and food chemistry, 58(11): 6850-6857
31. Mastebroek H.D., Wallenburg S.C. and Soest L.J.M., 1994. Variation for agronomic characteristics in Crambe (Crambe abyssinica Hochst. Ex Fries), Industrial Crops and products, 2:129-136
32. Hegarty, T. W. 1971. A relation between field emergence and laboratory germination in carrots. J. Hort. Sci. 46: 299-305.
33. Metcalfe L.D., Schmitz A.A. and Pelka J.R., 1966. Rapid preparation of fatty acid esters from lipids for gas chromatographic analysis. Analytical Chemistry, 38(3): 514-515
34. Moazzeni H., Zarrea S., Al-Shehbaz İ.A. and Mummenhoff K., 2007. Seed-coat microsculpturing and its systematic application in Isatis (Brassicaceae) and allied genera in İran. Flora, 202:447-454
35. Mungan A., 2005. Kahramanmaraş Ekolojik Koşullarında Farklı Ekim Zamanları ve Ekim Sıklıklarının Lesqurella fendleri’ nin Verim ve Kalitesine Etkisi. Doktora tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü (Basılmamış), Adana
36. Murungu F.S., Chiduza C., Nyamugafata P., Clark L.J., Whalley W.R. and Finch-Savage W.E., 2004. Effects of ‘On-farm Seed Priming’ on Consecutive Daily Sowing Occasions on the Emergence and Growth of Maize in Semi-Arid Zimbabwe. Field Crops Research, 89:49-57.
37. Öztürk Ö., 2000. Bazı Kışlık Kolza Çeşitlerinde Farklı Ekim Zamanı ve Sıra Arası Uygulamalarının Verim, Verim Unsurları ve Kalite Üzerine Etkileri. Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (Basılmamış), Konya.
38. Turgut İ. ve Balcı A., 2001. Bursa koşullarında değişik ekim zamanlarının şeker mısırı (Zea mays saccharata Sturt.) siceraria çeşitlerinin taze koçan verimi ile verim öğeleri üzerine etkileri. Tarla Bitkileri Kongresi, Tahıllar ve Yemeklik Tane Baklagiller (I): 195-199
39. Yaniv Z., Elber Y., Zur M. and Schafferman D., 1991. Differences in fatty acid composition of oils of wild cruciferae seed, Phytochemistry, 30:841-843.
40. Yildiz M., Kasap E. ve Konuk M., 2007. Tuzluluk, sıcaklık ve ışığın tohum çimlenmesi üzerine etkileri. Afyon Kocatepe University Journal of Science, 6(1-2):241-260