In vitro Determination of Salt Stress Responses of OH×F 333 and OH×F 97 Pear Clonal Rootstocks

Elif Uyduran; Bekir Şan

doi:10.18016/ksutarimdoga.vi.1354060

TR EN

OH×F 333 ve OH×F 97 Armut Klon Anaçlarının Tuz Stresine Tepkilerinin in vitro Koşullarda Belirlenmesi

Öz

Bu çalışmada OH×F 333 ve OH×F 97 armut klon anaçlarının tuz stresine gösterdiği tepkiler araştırılmıştır. Bu amaçla OH×F 333 ve OH×F 97 armut klon anaçlarının in vitro bitkileri kademeli olarak artırılan farklı konsantrasyonlarda tuz (0, 50, 100, 150 ve 200 mM NaCl) içeren ½ MS ortamında kültüre alınmıştır. Denemede in vitro koşullarda tuz konsantrasyonları arttıkça, rejenerasyon oranı ve sürgün sayısı değerleri azalmış, zararlanma derecesi ise önemli derecede artmıştır. 200 mM NaCl uygulamasında çoğu sürgünün canlılıklarını yitirdikleri tespit edilmiştir. Farklı tuz konsantrasyonlarının biyokimyasal parametreler üzerindeki etkisi incelendiğinde toplam fenolik madde, toplam flavonoid madde, prolin ve çözünebilir protein içeriklerinin azaldığı, lipid peroksidasyon içeriğinin ise tuz konsantrasyonlarına paralel şekilde arttığı belirlenmiştir. Ancak toplam fenolik ve flavonoid madde içeriklerinde 150 mM NaCl uygulamasında tekrar bir yükselişin olduğu tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

In vitro Determination of Salt Stress Responses of OH×F 333 and OH×F 97 Pear Clonal Rootstocks

Abstract

In this study, the responses of OH×F 333 and OH×F 97 pear clonal rootstocks to salt stress were investigated. For this purpose, in vitro, plants of OH×F 333 and OH×F 97 pear clonal rootstocks were cultured in ½ MS medium containing different concentrations of salt (0, 50, 100, 150, and 200 mM NaCl). To adapt the plants to salt stress, the doses of NaCl added to the medium were gradually increased at weekly intervals. In the experiment, in parallel with the increasing salt stress, the regeneration rate and shoot number values decreased, while the degree of damage increased significantly. It was determined that most of the shoots died in the application of 200 mM NaCl. When the effects of different salt concentrations on biochemical parameters were examined, it was determined that total phenolics, total flavonoids, proline, and soluble protein contents decreased, while lipid peroxidation increased in parallel with salt concentrations. However, it was determined that there was an increase in the total phenolic and flavonoid contents in 150 mM NaCl application.

Keywords

Destekleyen Kurum

Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Yönetim Birimi

Proje Numarası

2021-YL1-0123

Etik Beyan

Araştırma etik kurul onayı gerektirmemektedir.

Kaynakça

Aydınlı, M. (2021). Armut Yetiştiriciliğinde Kullanılan Farklı Anaçların Tuzluluğa Toleranslarının Morfolojik, Fizyolojik ve Biyokimyasal Parametreler ile İncelenmesi (Tez no 700258). [Doktora Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Bekheet, S. A., Taha, H. S., & Solliman, M. E. (2006). Salt tolerance in tissue culture of onion (Allium cepa L.). Arab Journal Biotechnology, 9(3), 467-476.
Ben Ahmed, C., Rouina, B. B., & Boukhris, M. (2008). Changes in water relations, photosynthetic activity, and proline accumulation in one-year-old olive trees (Olea europaea L. cv. Chemlali) in response to NaCl salinity. Acta Physiologiae Plantarum, 30(4), 553-560. DOI: 10.1007/s11738-008-0154-6
Bourgou, S., Ksouri, R., Bellila, A., Skandrani, I., Falleh, H., & Marzouk, B. (2008). Phenolic composition and biological activities of Tunisian Nigella sativa L. shoots and roots. Comptes, Rendus Biologies, 331(1), 48-55. https://doi.org/10.1016/ j.crvi.2007.11.001
Çalhan, G. (2020). Mersin (Myrtus communis L.) Genotiplerinin Tuz Stresine Tolerans Seviyelerinin In Vitro Koşullarda Belirlenmesi (Tez no 633153). [Yüksek Lisans Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Dajic, Z. (2006). Salt stress. In K.V Madhava Rao, A.S. Raghavendra, K. Janardhan Reddy (Eds.), Physiology and Molecular Biology of Stress Tolerance in Plants, Springer Link Publishing.
Ertürk, U., Sivritepe, N., Yerlikaya, C., Bor, M., Özdemir, F., & Türkan, İ. (2007). Responses of the cherry rootstock to salinity in vitro. Biologia Plantarum, 51(3), 597-600. https://doi.org/10.1007/ s10535-007-0132-7
Gengmao, Z., Yu, H., Xing, S., Shihui, L., Quanmei, S., & Changhai, W. (2015). Salinity stress increases secondary metabolites and enzyme activity in safflower. Industrial Crops and Products, 64, 175-181. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2014.10.058

Gong, Z. (2021). Plant abiotic stress: New insights into the factors that activate and modulate plant responses. Journal Integrative Plant Biology., 63, 429. https://doi.org/10.1111/jipb.13079
Hacıkamiloğlu, M. S. (2023). Karadeniz Bölgesindeki Bazı Aspir (Carthamus spp.) Türlerinin Taksonomik, Fenolojik, Ekolojik ve Tarımsal Özelliklerinin Belirlenmesi (Tez no 798386). [Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Harborne, J. B., & Williams, C. A. (2000). Advances in flavonoid research since 1992. Phytochemistry, 55, 481-504. https://doi.org/10.1016/S0031-9422(00) 00235-1
Hartree, E. F. (1972). Determination of protein: A modification of the Lowry method that gives a linear photometric response. Analytical Biochemistry, 48(2), 422-427. https://doi.org/ 10.1016/0003-2697 (72) 90094-2
Hasanuzzaman, M., Nahar, K., Alam, M. M., Roychowdhury, R., & Fujita, M. (2013). Physiological, biochemical, and molecular mechanisms of heat stress tolerance in plants. International Journal of Molecular Sciences, 14(5), 9643- 9684. https://doi.org/10.3390/ijms14059643
Hayaloğlu, P. (2018). İklim değişikliğinin tarım sektörü ve ekonomik büyüme üzerindeki etkileri. Gümüşhane Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 9(25), 51-62.
Javadisaber, J., Dumanoğlu, H., Şahin, Ö., Sarıkamış, G., Ergül, A., Çakır Aydemir, B. (2024). Salt stress tolerance of Pyrus spp. and Cydonia oblonga genotypes assessed by morphological, biochemical, and dehydrin gene expression analysis. Journal of Plant Growth Regulation, 43, 165–177. https://doi.org/10.1007/s00344-023-11071-3
Jiang, T., Jahangir, M. M., Jiang, Z., Lu, X., & Ying, T. (2010). Influence of UV-C treatment on antioxidant capacity, antioxidant enzyme activity, and texture of postharvest shiitake (Lentinus edodes) mushrooms during storage. Postharvest Biology and Technology, 56(3), 209-215. https://doi.org/ 10.1016/j.postharvbio.2010.01.011
Khalid, K., Jaime, A., & Teixeira da, S. (2010). Yield, essential oil, and pigment content of Calendula officinalis L. flower heads cultivated under salt stress conditions. Scientia Horticulturae, 126(2), 297-305. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2010.07. 023
Kim, J., Liu, Y., Zhang, X., Zhao, X., & Childs, K. L. (2016). Analysis of salt-induced physiological and proline changes in 46 switchgrass (Panicum virgatum) lines indicates multiple response modes. Plant Physiology and Biochemistry, 105, 203-212. https://doi.org/10.1016/j.plaphy.2016.04.020
Koç, A., & Yakupoğlu, T. (2022). The effect of farm manure on yield and some soil properties in a pear garden in Yozgat. KSU J. Agric Nat 25 (Suppl 1), 180-191. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi. 959149
Krasensky, J. & Jonak, C. (2012). Drought, salt, and temperature stress-induced metabolic rearrangements and regulatory networks. Journal of experimental botany, 63(4), 1593-1608. https:// doi.org/10.1093/jxb/err460
Kuşvuran, S., Yasar, F., Abak, K., & Ellialtıoğlu, S. (2008). Tuz stresi altında yetiştirilen tuza tolerant ve duyarlı Cucumis sp.’nin bazı genotiplerinde lipid peroksidasyonu, klorofil ve iyon miktarlarında meydana gelen değişimler. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi, 18 (1), 13-20.
Li, Z. Zhou, M. Hu, Q. Reighard, S. Yuan, S., Yuan, N., San, B., Li, D. Jia, H., & Luo, H. (2012). Manipulating expression of tonoplast transporters. In S. Shabala & T. A. Cuin (Eds.), Plant Salt Tolerance: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, vol. 913. Humana Press, Totowa, New Jersey, USA
Mansour, M. M. F., & Ali, E. F. (2017). Evaluation of proline functions in saline conditions. Phytochemistry, 140, 52-68. https://doi.org/10.1016/ j.phytochem.2017.04.016
Mathews, P. G. (2004). Design of experiments with MINITAB. American Society for Quality, Quality Press, Milwaukee, Wisconsin, USA
Matsumoto, K., Chun, J. P., Tamura, F., Kamamoto, Y., & Tanabe, K. (2006a). Salt tolerance in Pyrus species is linked to levels of Na and Cl translocation from roots to leaves. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science, 75 (5): 385–391.
Matsumoto, K., Tamura, F., Chun, J. P., & Tanabe, K. (2006b). Native Mediterranean Pyrus rootstock, P. amygdaliformis, and P. elaeagrifolia present higher tolerance to salinity stress compared with Asian natives. Journal of the Japanese Society for Horticultural Science, 75 (6), 450–457.
Öztürk, K. (2002). Küresel iklim değişikliği ve Türkiye’ye olası etkileri. Gazi Üniversitesi Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 22(1), 47-65
Parlak, M. & Özaslan Parlak, A. (2006), Sulama suyu tuzluluk düzeylerinin silajlık sorgumun (Sorghum bicolor L. Moench) verimine ve toprak tuzluluğuna etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi, 12(1), 8-13. https://doi.org/10.1501/Tarimbil_0000000428
Petridis, A., Therios, I., Samouris, G., & Tananaki, C. (2012). Salinity-induced changes in phenolic compounds in leaves and roots of four olive cultivars (Olea europaea L.) and their relationship to antioxidant activity. Environmental and Experimental Botany, 79, 37-43. https://doi.org/ 10.1016/j.envexpbot.2012.01.007
Petropoulos, S. A., Levizou, E., Ntatsi, G., Fernandes, Â., Petrotos, K., Akoumianakis, K., Barros, L., & Ferreira, I. C. F. R. (2017). Salinity effect on nutritional value, chemical composition, and bioactive compounds content of Cichorium spinosum L. Food Chemistry, 214, 129-136. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.07.080
Rahman, A. E. M. F., Ansary, A. L., Rizkalla, A. A., & Badr-Elden, A. M. B. (2007). Micropropagation and biochemical genetic markers detection for drought and salt tolerance of pear rootstock. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 1(4), 625-636.
Shaheen, S., Naseer, S., Ashraf, M., & Akram, N. A. (2012). Salt stress affects water relations, photosynthesis, and oxidative defense mechanisms in Solanum melongena L. Journal of Plant Interactions, 8(1), 85-96. https://doi.org/10.1080/ 17429145.2012.718376
Shiyab, S.M., Shibli, R.A., & Mohammad, M.M. (2003). Influence of sodium chloride salt stress on growth and nutrient acquisition of sour orange in vitro. Journal of Plant Nutrition, 26(5), 985–996. https://doi.org/10.1081/PLN-120020070
Singleton, V. L., & Rossi, J. A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3), 144-158. DOI: 10.5344/ajev.1965.16.3.144
Sivritepe, N., Ertürk, U., Yerlikaya, C., Türkan, İ., Bor, M., & Özdemir, F. (2008). Response of the cherry rootstocks to water stress ınduced in vitro. Biologia Plantarum, 52 (3), 573-576. https://doi.org/ 10.1007/s10535-008-0114-4
Sotiropoulos, T.E., Fotopoulos, S., Dimassi, K.N., & Tsirakoglou, V. (2006). Response of the pear rootstock to boron and salinity in vitro. Biologia Plantarum, 50, 779-781. https://doi.org/10.1007/ s10535-006-0130-1
Sotiropoulos, T.E., Therios, I.N., Tsirakoglou, V., & Dimassi, K.N. (2007). Response of the quince genotypes BA 29 and EMA used as pear rootstocks to boron and salinity. International Journal of Fruit Science, 6; 93-101. https://doi.org/10.1300/ J492v06n04_09
Şan, B., Karakurt, Y. & Dönmez, F. (2015). Effects of thidiazuron and activated charcoal on in vitro shoot proliferation and rooting of myrtle (Myrtus communis L.). Tarım Bilimleri Dergisi–Journal of Agricultural Sciences, 21, 177-183. https://doi.org/ 10.1501/Tarimbil_0000001319
Tanou, G., Molassiotis, A., & Diamantidis, G. (2009). Induction of reactive oxygen species and necrotic death-like destruction in strawberry leaves by salinity. Environmental and Experimental Botany, 65, 270–281. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot. 2008.09.005
Tuncel, T.E. & Şan, B. (2023). Micropropagation of pear clone rootstocks OHxF 97 and OHxF 333. Anadolu Journal of Agricultural Sciences, 38 (2), 315-330. https://doi.org/10.7161/omuanajas. 125 2461
Uyar, H. (2016). Hamburg misketi (V. vinifera L.) ve Isabella (V. labrusca) Üzüm Çeşitlerinin Tuz Stresine Toleranslarının Belirlenmesi (Tez no 446993). [Yüksek Lisans Tezi, Ordu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Van Zelm, E., Zhang, Y., & Testerink, C. (2020). Salt tolerance mechanisms of plants. Annu. Rev. Plant Biol., 71, 403–433. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-050718-100005
Wahid, A. & Ghazanfar, A. (2006). Possible involvement of some secondary metabolites in salt tolerance of sugarcane. Journal of Plant Physiology, 163(7), 723-730. https://doi.org/10.1016/j.jplph. 2005.07.007
Wu, Q. S. & Zou, Y. N. (2009). Adaptive Responses of Birch-Leaved Pear (Pyrus betulaefolia) Seedlings to Salinity Stress. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici ClujNapoca, 37(1), 133-138. https://doi.org/10.15835/nbha3713109
Ye, Z., Rodriguez, R., Tran, A., Hoanh, H., Los Santos, D. D., Brown, S., & Vellanoweth. (2000). The developmental transition to flowering represses ascorbate peroxidation activity and reduces enzymatic lipid peroxidation in leaf tissue in Arabidopsis thaliana. Plant Science, 158, 115-127. https://doi.org/10.1016/S0168-9452(00)00316-2
Yıldırım, A.N., Şan, B., Yıldırım, F., Çelik, C., Bayar, B., & Karakurt, Y. (2021). Physiological and biochemical responses of almond rootstocks to drought stress, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 45(4), 12. https://doi.org/10.3906/tar-2010-47
Zambi, H. (2019). Farklı NaCl Konsantrasyonlarının Bazı Bezelye (Pisum sativum) Çeşit ve Genotiplerinin Bitki Gelişimine Etkisi (Tez no 596269). [Yüksek Lisans Tezi, Ordu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı]. Yükseköğretim Kurulu Ulusal Tez Merkezi.
Zhao, S., Zhang, Q., Liu, M., Zhou, H., Ma, C., & Wang, P. (2021). Regulation of plant responses to salt stress. International Journal of Molecular Sciences, 22(9), 4609. https://doi.org/10.3390/ijms22094609
Zhishen, J., Mengcheng, T., & Jianming, W. (1999). The determination of flavonoid contents in mulberry and their scavenging effects on superoxide radicals. Food Chemistry, 64(4), 555-559. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(98)00102-2
Zhu, J. K. (2001). Plant salt tolerance. Trends in Plant Science, 6(2), 66-71. https://doi.org/10.1016/S1360-1385(00)01838-0

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Meyve Yetiştirme ve Islahı

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Elif Uyduran
0009-0003-3781-2205
Türkiye

Bekir Şan ^*
0000-0001-6483-8433
Türkiye

Erken Görünüm Tarihi

23 Nisan 2024

Yayımlanma Tarihi

15 Ağustos 2024

Gönderilme Tarihi

1 Eylül 2023

Kabul Tarihi

3 Aralık 2023

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 27 Sayı: 4

DOI

https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1354060

IZ

https://izlik.org/JA69GR29YH

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Uyduran, E., & Şan, B. (2024). In vitro Determination of Salt Stress Responses of OH×F 333 and OH×F 97 Pear Clonal Rootstocks. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 27(4), 817-827. https://doi.org/10.18016/ksutarimdoga.vi.1354060

OH×F 333 ve OH×F 97 Armut Klon Anaçlarının Tuz Stresine Tepkilerinin in vitro Koşullarda Belirlenmesi

Öz

Anahtar Kelimeler

In vitro Determination of Salt Stress Responses of OH×F 333 and OH×F 97 Pear Clonal Rootstocks

Abstract

Keywords

Destekleyen Kurum

Proje Numarası

Etik Beyan

Kaynakça

Ayrıntılar

Birincil Dil

Konular

Bölüm

Yazarlar

Erken Görünüm Tarihi

Yayımlanma Tarihi

Gönderilme Tarihi

Kabul Tarihi

Yayımlandığı Sayı

DOI

IZ

Kaynak Göster

e-ISSN: 2619-9149