Salinity-Induced Changes in Germination and Early Seedling Growth of Triticale (xTriticosecale Wittmack) Genotypes

Öz

Soil salinity is a major constraint limiting cereal production worldwide, particularly during early developmental stages. This study evaluated the effects of increasing NaCl concentrations (0, 50, 100, 150, and 200 mM) on germination and early seedling growth of five triticale (×Triticosecale Wittmack) genotypes under controlled conditions. Significant reductions were observed in germination percentage, coleoptile length, root length, seedling length, and fresh and dry biomass as salinity levels increased. Severe inhibition occurred at 150 and 200 mM NaCl, indicating pronounced osmotic and ionic stress effects. Genotypic variation was evident, particularly under moderate and high salinity, with DZ9-09 and Vardem maintaining relatively greater root development and biomass accumulation, whereas genotype 44 exhibited higher sensitivity. Root length and seedling dry weight emerged as reliable and discriminative traits for early-stage salinity screening. The results demonstrate substantial genetic variability in salt tolerance among triticale genotypes and highlight the value of early morphological traits as practical selection criteria. These findings provide a framework for improving salinity tolerance in triticale breeding programs targeting salt-affected agroecosystems.

Anahtar Kelimeler

• Germination
• Early Seedling Development
• NaCl Stress
• Triticale
• Salinity Tolerance

Destekleyen Kurum

This research was financially supported by Mardin Artuklu University Research Project Council

Proje Numarası

MAÜ.BAP.24.FBE.056

Triticale (xTriticosecale Wittmack) Genotiplerinin Çimlenmesinde ve Erken Fide Gelişiminde Tuzluluğun Neden Olduğu Değişiklikler

Öz

Toprak tuzluluğu, özellikle erken gelişim dönemlerinde tahıl üretimini dünya genelinde sınırlayan başlıca stres faktörlerinden biridir. Bu çalışmada, kontrollü koşullar altında beş tritikale (×Triticosecale Wittmack) genotipinin çimlenme ve erken fide gelişimi üzerine artan NaCl konsantrasyonlarının (0, 50, 100, 150 ve 200 mM) etkileri değerlendirilmiştir. Tuzluluk düzeyi arttıkça çimlenme yüzdesi, koleoptil uzunluğu, kök uzunluğu, fide uzunluğu ile yaş ve kuru biyokütlede önemli azalmalar gözlenmiştir. Özellikle 150 ve 200 mM NaCl uygulamalarında şiddetli inhibisyon meydana gelmiş olup, bu durum belirgin ozmotik ve iyonik stres etkilerini göstermektedir. Orta ve yüksek tuzluluk düzeylerinde genotipler arasında farklılıklar belirginleşmiş; DZ9-09 ve Vardem genotipleri kök gelişimi ve biyokütle birikimi açısından göreceli olarak daha yüksek performans sergilerken, 44 numaralı genotip daha duyarlı bulunmuştur. Kök uzunluğu ve fide kuru ağırlığı, erken dönemde tuzluluğa dayanıklılık taraması için güvenilir ve ayırt edici özellikler olarak öne çıkmıştır. Sonuçlar, tritikale genotipleri arasında tuzluluğa dayanıklılık bakımından önemli genetik varyasyon bulunduğunu göstermekte ve erken dönem morfolojik özelliklerin pratik seleksiyon kriterleri olarak değerini ortaya koymaktadır. Bu bulgular, tuzdan etkilenmiş agroekosistemler için tritikale ıslah programlarında tuzluluğa dayanıklılığın geliştirilmesine yönelik bir çerçeve sunmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Çimlenme
• Erken Fide Gelişimi
• NaCl Stresi
• Tritikale
• Tuzluluğa Dayanıklılık

Proje Numarası

MAÜ.BAP.24.FBE.056

Kaynakça

1. Atak, M., Ertekin, İ., Atış, İ. (2023). Screening For Salt Tolerance of 12 Turkish Triticale Cultivars during Germination and Early Seedling Stage. Black Sea Journal of Agriculture, 6(5), 500-510.
2. Blum, A. (2014). The abiotic stress response and adaptation of triticale-A review. Cereal research communications, 42(3), 359-375.
3. El Sabagh, A., Islam, M. S., Skalicky, M., Ali Raza, M., Singh, K., Anwar Hossain, M., Arshad, A. (2021). Salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.) in the changing climate: Adaptation and management strategies. Frontiers in Agronomy, 3, 661932.
4. Fellahi, Z. E. A., Boubellouta, T., Bentouati, I., Safsaf, H., Hannachi, A., Utkina, A. O., Rebouh, N. Y. (2024). Hydroponic screening at early seedling stage identified sources of salinity tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) crop. Agronomy, 14(5), 984.
5. García-Caparros, P., Al-Dakheel, A. J., Serret, M. D., Araus, J. L. (2025). Optimization of cereal productivity and physiological performance under desert conditions: varying irrigation, salinity and planting density levels. Frontiers in Plant Science, 16, 1488576.
6. Hasanuzzaman, M. D., Shabala, L., Zhou, M., Brodribb, T. J., Corkrey, R., Shabala, S. (2018). Factors determining stomatal and non-stomatal (residual) transpiration and their contribution towards salinity tolerance in contrasting barley genotypes. Environmental and Experimental Botany, 153, 10-20.
7. Kaur, R., Gupta, P. (2020). Responses of oat varieties to different salt concentrations. Crop Science Journal, 17(4), 175–184.
8. Kızılgeçi, F. (2021). Diallel analysis of salinity tolerance at germination and the early seedling stage in bread wheat (Triticum aestivum). Harran Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 25(1), 23-29. Kizilgeci, F., Mokhtari, N. E. P., Hossain, A. (2020). Growth and physiological traits of five bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes are influenced by different levels of salinity and drought stress. Fresenius Environ. Bull, 29, 8592-8599.

9. Köseoğlu, S. T., Doğru, A. (2021). Farklı NaCl Konsantrasyonlarının Bazı Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Genotiplerinin Çimlenme Dönemindeki Etkileri. Environmental Toxicology and Ecology, 1(1), 33-42.
10. Kutlu, İ., Ayter, N. G., Budak, Z. (2009). Genetic variations of triticale genotypes in different NaCl concentrations. Journal of Applied Biological Sciences, 3(3), 21-27.
11. Mohammadi Alagoz, S., Hadi, H., Toorchi, M., Pawłowski, T. A., Asgari Lajayer, B., Price, G. W., Astatkie, T. (2023). Morpho-physiological responses and growth indices of triticale to drought and salt stresses. Scientific Reports, 13(1), 8896.
12. Munns, R., Tester, M. (2008). Mechanisms of salinity tolerance. Annu. Rev. Plant Biol., 59(1), 651-681.
13. Ramadan, E., Freeg, H. A., Shalaby, N., Rizk, M. S., Ma, J., Du, W., El-Tahan, A. M. (2023). Response of nine triticale genotypes to different salt concentrations at the germination and early seedling stages. PeerJ, 11, e16256.
14. Rasouli, F., Yun, P., Kiani-Pouya, A., Movahedi, A., Rasouli, M., Salehi, M., Shabala, S. (2024). One size does not fit all: Different strategies employed by triticale and barley plants to deal with soil salinity. Environmental and Experimental Botany, 218, 105585.
15. Saddiq, M. S., Iqbal, S., Afzal, I., Ibrahim, A. M., Bakhtavar, M. A., Hafeez, M. B., Maqbool, M. M. (2019). Mitigation of salinity stress in wheat (Triticum aestivum L.) seedlings through physiological seed enhancements. Journal of Plant Nutrition, 42(10), 1192-1204.
16. Wang, W., Zou, J., Zhang, Y., Niu, L., Yu, L., Wang, Z., Yang, X. (2025). Salinity stress phenotyping of wheat germplasm under multiple growth conditions and transcriptomic analysis of two wheat varieties contrasting in their salinity stress tolerance. Plant Growth Regulation, 105(3), 739-757.
17. Yılmaz, M., Kızılgeçi, F., Tazebay, N., Asan, U., Iqbal, A., Iqbal, M. A. (2022). Determination of the effect of salicylic acid application on salinity stress at germination stage of bread wheat. Yuzuncu Yıl University Journal Of Agricultural Sciences, 32(2), 223-236.
18. Zhu, J. K., Chung, J. S., Bressan, R. A., Hasegawa, P. M., Shi, H. (2008). Reactive oxygen species mediate Na+‐induced SOS1 mRNA stability in Arabidopsis. The Plant Journal, 53(3), 554-565.