The Effect of Salt Stress on Some Physiological Properties and Mineral Ratios in Cowpea

Year 2021, Volume: 7 Issue: 2, 297 - 305, 25.08.2021

Özlem Önal Aşcı , Mualla Altun Saral , Yeliz Kaşko Arıcı

https://doi.org/10.24180/ijaws.921187

Abstract

In order to determine the effect of different salt stress (0, 25, 50 ,75, 100, 125, 150, 175 and 200 mM NaCl) on some stress parameters in cowpea cv. Karagoz and Ulkem, this study, which was conducted as a pot experiment, was established in 4 replications according to the factorial design with randomized plots. In this study, proline, chlorophyll (a, b and total), carotenoid, phenolic content, relative water content and electrical conductivity of leaf, Na, Ca, K, P contents and K Na-1 and Ca Na-1 ratio of the above ground parts of plants were determined. As a result of the analysis of variance, it was determined that salt stress and varieties had no effect on chlorophyll b, total chlorophyll and carotenoid contents, while the other traits examined were affected by salt stress. As a result of the research, it was determined that as the salt dose increased in both cultivars, proline synthesis an Na accumulation increased and the K Na-1 ratio decreased. In the study, it was determined that cell membrane stability deteriorated from 125 mM in cv. Karagoz and 150mM in cv. Ulkem. The first significant decrease in the K Na-1 ratio occured at the 25 mM.

Keywords

Cowpea, NaCl, photosynthetic pigment, tolerance

Supporting Institution

ODÜ BAP birimi

Project Number

TF 1531

Tuz Stresinin Börülcede Bazı Fizyolojik Özellikler ve Mineral Madde Oranlarına Etkisi

Abstract

Karagöz ve Ülkem börülce çeşitlerinde farklı tuz stresinin (0, 25, 50,75, 100, 125, 150, 175 ve 200 mM NaCl) bazı stres parametreleri üzerine etkisini belirlemek amacıyla saksı denemesi olarak yürütülen bu çalışma, tesadüf parsellerinde faktöriyel deneme desenine göre 4 tekrarlamalı olarak kurulmuştur. Araştırmada yaprak dokularında prolin, klorofil (a, b ve toplam), karotenoid, fenolik madde miktarı, yaprağın oransal su içeriği ve yaprak dokusunun elektriksel iletkenliği, toprak üstü aksamın Na, Ca, K, P içerikleri ile K Na-1 ve Ca Na-1 oranı belirlenmiştir. Yapılan varyans analizi sonucunda, klorofil b, toplam klorofil ve karotenoid içerikleri üzerine tuz stresi ve çeşitlerin etkisi bulunmazken, incelenen diğer özelliklerin tuz stresinden etkilendiği belirlenmiştir. Araştırma sonucunda her iki çeşitte de tuz dozu arttıkça prolin sentezinin ve Na birikiminin arttığı, K Na-1 oranının azaldığı belirlenmiştir. Araştırmada hücre zarı stabilitesinin Karagöz çeşidinde 125 mM, Ülkem çeşidinde ise 150 mM’dan itibaren bozulduğu belirlenmiştir. K Na-1 oranında ilk önemli azalış 25 mM dozunda gerçekleşmiştir.

Keywords

Börülce, NaCl, fotosentetik pigment, tolerans

Project Number

TF 1531

References

• Abeer, H., Abd_Allah, E. F., Alqarawi, A. A., & Egamberdieva, D. (2015). Induction of salt stress tolerance in cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] by arbuscular mycorrhizal fungi. Legume Research, 38(5), 579 -588.
• Akgün, M. (2015). Yerel mısır (Zea mays L.) genotiplerinin fosfor kullanım etkinliğinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ordu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ordu.
• Ashraf, M., & Ali, Q. (2008). Relative membrane permeability and activities of some antioxidant enzymes as the key determinants of salt tolerance in canola (Brassica napus L.). Environmental and Experimental Botany, 63, 266–273.
• Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39, 205–207
• Beyhan, Ö., Elmastaş, M., & Gedikli, F. (2010). Total phenolic compounds and antioxidant capacity of leaf, dry fruit and fresh fruit of feijoa (Acca sellowiana, Myrtaceae). Journal of Medicinal Plants Research, 4(11), 1065-1072.
• Emirzeoğlu, C, & Başak, H . (2020). Orta Anadolu biber genotiplerinin farklı tuz konsantrasyonlarına tolerans düzeylerinin belirlenmesi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6(2) , 129-140 .
• Çulha, Ş., & Çakırlar, H. (2011). Tuzluluğun bitkiler üzerine etkileri ve tuz tolerans mekanizmaları. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 11, 11-34.
• Çulha, G., & Bozoğlu, H. (2016). Farklı kültürel uygulamalarla yetiştirilen amazon ve sırma börülce çeşitlerinin verim ve verim özellikleri. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 25, 177-183.
• Çullu, M. A., Kılıç, Ş., Şenol, S., Ağca, N., Kurucu, Y., Akça, E., Özcan, H., Aydın, G., Aksoy, E., Bilgili, A. V., Şahin, Y., Küsek, G., Sarı, M., Bayramin, İ., Dinç, U., Kapur, S., & Kanber, R. (2015). Türkiye’de toprak tuzlulaşmasından etkilenen alanlar ve haritalanması. Türkiye Ziraat Mühendisliği VIII. Teknik Kongresi, Ankara.
• Dasgan, H. Y., Aktas, H., Abak, K., & Cakmak, I. (2002). Determination of screening techniques to salinity tolerance in tomatoes ve investigation of genotype responses. Plant Science, 163, 695-703. Deveci, M., & Tuğrul, B. (2017). Ispanakta tuz stresinin yaprak fizyolojik özelliklerine etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 6, 89-98.
• Doğru, A., & Canavar, S., (2020). Bitkilerde tuz toleransının fizyolojik ve biyokimyasal bileşenleri. Academic Platform Journal of Engineering and Science, 8(1), 155-174.
• Eker, S., Cömertpay, G., Konuşkan, Ö., Ülger, A. C., Öztürk, L., & Çakmak, İ. (2006). Effect of salinity stress on dry matter production and ion accumulation in hiybrid maize varietes. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 30(5), 365-373.
• Karakullukçu, E., & Adak, M. S. (2008). Bazı nohut (Cicer arietinum L.) çeşitlerinin tuza toleranslarının belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 14(4), 313-319.
• El-Mashad, A. A. A., & Mohamed, H. I. (2012). Brassinolide alleviates salt stress and increases antioxidant activity of cowpea plants (Vigna sinensis). Protoplasma, 249, 625–635. Hadi, M. R., & Karimi, N. (2012). The role of Ca in plants' salt tolerance. Journal of Plant Nutrition, 35(13), 2037-2054.
• Hniličková, H., Hnilička, F., Orsák, M., & Hejnák, V. (2019): Effect of salt stress on growth, electrolyte leakage, Na+ and K+ content in selected plant species. Plant Soil and Environment, 65, 90-96.
• Kaymak, G., & Acar, A. (2020). Orman üçgülü (Bituminaria bituminosa L.) genotiplerinin tuzluluğa dayanıklılık düzeylerinin belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 35(1), 51-58.
• Korkmaz, K., 2015. Sözlü görüşme. Ordu Üniversitesi Ziraat Fakültesi Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Bölümü.
• Kuşvuran, Ş., Yaşar, F., Abak, K., & Ellialtıoğlu, Ş. (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.
• Kuşvuran, Ş. (2010). Kavunlarda kuraklık ve tuzluluğa toleransın fizyolojik mekanizmaları arasındaki bağlantılar. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Kuşvuran, Ş., (2011). Bamya (Abelmoschus esculentus L.)da tuz stresine tolerans bakımından genotipsel farklılıklar ve tarama parametrelerinin araştırılması. Batı Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü Derim Dergisi, 28(2), 55-70.
• Lichtenthaler, H. K. (1987). Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In L.
• Packer, & R. Douce (Eds.), Methods in Enzymology, 148, Plant Cell Membranes, Newyork. USA: Academic Press
• Manaf, H. H., & Zayed, M. S. (2015). Productivity of cowpea as affected by salt stress in presence of endomycorrhizae and Pseudomonas fluorescens. Annals of Agricultural Sciences, 60(2), 219–226. Minitab. (2010). Minitab 17. State College, Pennsylvania.
• Özgen, A. M., Adak, M. S., Ulukan, H., Benlioğlu, B., Peşkircioğlu, M., Koyuncu, N., Yıldız, A., & Tuna, D. E. (2015). İklim değişikliği ve bitkisel gen kaynakları. Türkiye Ziraat Mühendisliği VIII. Teknik Kongresi, Ankara.
• Patel, P. R., Kajal, S. S., Patel, V. R., Patel, V. J., & Khristi, S. M. (2010). Impact of salt stress on nutrient uptake and growth of cowpea. Brazilian Journal of Plant Physiology, 22(1), 43-48.
• Rahneshan, Z., Nasibi, F., & Moghadam, A. A. (2018). Effects of salinity stress on some growth, physiological, biochemical parameters and nutrients in two pistachio (Pistacia vera L.) rootstocks. Journal of Plant Interactions, 13(1), 73-82.
• Tetiktabanlar, İ. (2011). Tuz stresinin bezelyede (Pisum sativum L.) fenolik bileşikler üzerine etkisi. Yüksek Lisans Tezi, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tokat.
• Toplaoğlu, K. (2010). Tuz stresinin chili biberlerinin pigment ve kapsaisinoid değişimi ile peroksidaz aktivitesi arasındaki ilişki. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
• Tuna, A., & Eroğlu, B. (2017). Tuz stresi altındaki biber (Capsicum annuum L.) bitkisinde bazı organik ve inorganik bileşiklerin antioksidatif sisteme etkileri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 32(1), 121-131.
• Turan, M. A., Elkarim, A. H. A., Taban, N., & Taban, S. (2010). Effect of salt stress on growth and ion distribution and accumulation in shoot and root of maize plant. African journal of Agricultural Research, 5(7), 584-588.
• Turan, Ö. (2012). Nohut çeşitlerinde düşük sıcaklığa dayanıklılığın fizyolojik, biyokimyasal ve moleküler düzeyde incelenmesi. Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• TÜİK. (2021). Bitkisel üretim istatistikleri. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1001. Erişim tarihi: 19 Nisan 2021.
• Yağmur, M., Kaydan, D., & Okut, N. (2006). Potasyum uygulamasının tuz stresindeki arpanın fotosentetik pigment içeriği, ozmotik potansiyel, K+ /Na+ oranı ile bitki büyümesine etkileri. Tarım Bilimleri Dergisi, 12(2), 188-194.
• Zambi, H., & Önal Aşcı, Ö. (2020). NaCl stresinin yem bezelyesinin klorofil ve mineral içeriğine etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6(3), 562-569.