Tuzluluk stresi koşullarında yetiştirilen soya (Glycine max L.) bitkisinde bazı fizyolojik ve biyokimyasal değişimler üzerine salisilik asit uygulamalarının etkileri

Year 2023, Volume: 60 Issue: 1, 91 - 101, 01.04.2023

Cemre Havva Kurt , Murat Tunçtürk , Rüveyde Tunçtürk

https://doi.org/10.20289/zfdergi.1053742

Cited By: 2

Abstract

Amaç: Bu çalışmanın amacı, tuzluluk stresi altında yetiştirilen soya fasulyesinde salisilik asidin morfolojik ve biyokimyasal değişimlerini gözlemlemektir.
Materyal ve Yöntem: Çalışma 2019 yılında Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü iklim odasında gerçekleştirilmiştir. Araştırmada, “İlksoy” soya çeşidi kullanılmış, dört farklı salisilik asit dozu (0, 0.5, 1, 1.5 mM) ve 3 farklı NaCl tuz dozu (0, 150 ve 300 mM) uygulanmıştır. Çalışmada soyada kök - gövde uzunluğu, kök - gövde yaş ağırlığı, kök - gövde kuru ağırlığı, yaprak alanı, klorofil oranı, yaprak dokularında iyon sızıntısı (YDİS), lipid peroksidasyon düzeyi (MDA), yaprak dokularında bağıl su içeriği (YDBSİ) ve membran dayanıklılık indeksi (YDMDİ) gibi bitki ile ilgili özellikler belirlenmiştir.
Araştırma Bulguları ve Sonuç: Tuz dozları arttıkça gövde yaş ağırlığının azaldığı, en düşük değerin, 1.26 g ile 300 mM tuz konsantrasyonundan elde edildiği gözlemlenmiştir. En yüksek MDA miktarı (0.75 nmol/g TA) ve en düşük klorofil içeriği (39.46 SPAD) 300 mM NaCl dozu uygulandığında elde edilmiştir. Yapılan çalışmada, tuz stresi uygulamaları ile gövde uzunluğu, kök, gövde yaş ve kuru ağırlıklarını, YDBSİ, YDMDİ, yaprak alanını, ve klorofil oranı azalırken, MDA ve YDİS değerleri artmıştır. Ayrıca en uzun kökler kontrol ile kıyaslandığında 150 mM tuz uygulamalarından tespit edilmiştir.

Keywords

Fizyolojik ve biyokimyasal özellikler, Glycine max L., salisilik asit, tuz stresi

The effects of salicylic acid on some physiological and biochemical changes in soybean (Glycine max L.) plant under salinity stress conditions

Abstract

Objective: The objective of this study was to observe the morphological and biochemical changes of salicylic acid in soybean grown under salinity stress.
Material and Methods: The study was carried out in climate room of Van Yuzuncu Yil University, Faculty of Agriculture, Department of Field Crops in 2019. The “Ilksoy” soybean variety was used in the study. Four different salisilic acid doses (0, 0.5, 1 and 1.5 mM) and 3 different NaCl salt doses (0, 150 and 300 mM) were applied. Plant releated properties such as root - stem length, root -stem fresh weight, root - stem dry weight, leaf area, chlorophyll content, ion leakage in leaf tissues (ILLT), lipid peroxidation level (MDA), relative water content (RWC) and membrane resistance in leaf tissues (MRLT) were determined.
Results and Conclusions:It was observed that as the salt doses increased, the stem fresh weight of the soybean plants decreased, and the lowest value was obtained from 1.26 g and 300 mM salt concentration. The highest MDA content (0.75 nmolg-1 FW) and the lowest chlorophyll content (39.46 SPAD) were obtained when the 300 mM NaCl dose was applied. From the study conducted, the stem length, root, stem fresh and dry weights, RWC, MRLT, leaf area and chlorophyll ratio decreased with salt stress applications while the MDA and ILLT values increased. In addition, the longest roots were detected in 150 mM salt applications as compared to the control.

Keywords

Physiological and biochemical properties, Glycine max L., salicylic acid, salt stress

References

• Ahmed, B., H. Abidi, F. Manaa, A.M. Hajer & Z. Ezzeddine, 2009. “Salicylic acid induced changes on some physiological parameters in tomato grown under salinity, 1-8”.The Proceedings of International Plant Nutrition Colloquium XVI UC Davis (12 Nisan 2009, Tunus), 111 pp.
• Altıncı, N.T, R. Cangi & D. Üstün, 2020. Narince üzüm çeşidinde salisilik asit uygulamalarının yüksek sıcaklık stresine karşı etkilerinin belirlenmesi. Türk Tarım - Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8 (5): 1227-1231. Doi: 10.24925/turjaf.v8i5.1227-1231.
• Arıoğlu, H., 1994. Yağ Bitkileri (Soya ve Yerfıstığı). Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Kitabı No:35, 354 s.
• Arora, A., R. Sairam & G. Srivastava, 2002. Oxidative stress and antioxidative system in plants. Current Science, 82 (10): 1227-1238.
• Bagautdinova, Z.Z., N. Omelyanchuk, A.V. Tyapkin, V.V. Kovrizhnykh, V.V. Lavrekha & E.V. Zemlyanskaya, 2022. Salicylic acid in root growth and development. International Journal of Molecular Sciences, 23 (4): 2228.
• Bahrani, A. & J. Pourreza, 2012. Gibberellic acid and salicylic acid effects on seed germination and seedlings growth of wheat (Triticum aestivum L.) under salt stress condition. World Applied Science Journal, 18 (5): 633-641.
• Bak, Z.D., 2009. Tuz Stresine Maruz Bırakılan İki Kabak Çeşidinde (Cucurbita pepo L.) Salisilik Asit Uygulamasıyla Gelişen Fizyolojik ve Biyokimyasal Değişimler. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Basılmamış) Yüksek Lisans Tezi, Trabzon, 89 s.
• Baran, A. & M. Doğan, 2014. Tuz stresi uygulanan soyada (Glycine max L.) salisilik asidin fizyolojik etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 18 (1): 78-84.
• Bilkis, A., M.R. Islam, M.H.R. Hafiz & M.A. Hasan, 2016. Effect of NaCl induced salinity on some physiological ve agronomic traits of wheat. Pakistan Journal of Botany, 48 (2): 455-460.
• Canakci, S. & O. Munzuroglu, 2006. Effects of acetylsalicylic acid on growth and transpiration rate of corn (Zea mays L.) seedlings. Science and Engineering Journal of Firat University, 4: 479-484.
• Catinot, J., A. Buchala, E. Abou-Mansour & J.P. Métraux, 2008. Salicylic acid production in response to biotic and abiotic stress depends on isochorismate in Nicotiana ben- thamiana. FEBS Letters, 582: 473-478. https://doi.org/10.1016/j.febslet.2007.12.039.
• Cochrane, F.C., L.B. Davin & N.G. Lewis, 2004. The Arabidopsis phenylalanine ammonia lyase gene family: kinetic characterization of the four PAL isoforms. Phytochemistry, 65: 1557-1564. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2004.05.006.
• Delavari, M., S. Enteshari & K. Manoochehri Kalantari, 2014. Effects of response of ocimum basilicum to the interactive effect of salicylic acid and salinity stres. Iranian Journal of Plant Physiology, 4 (2): 983-990.
• Dionisio-S, M.L. & S. Tobita, 1998. Antioxidant responses of rice seedlings to salinity stres.Plant Science, 135 (1): 1-9. https://doi.org/10.1016/S0168-9452 (98)00025-9.
• Dura, O., İ. Sönmez & K.C. Yıldırım, 2016. Biberde (Capsicum annuum L.) salisilik asit uygulamalarının kök-ur nematodu (Meloidogyne incognita)’na ve bazı büyüme parametreleri üzerine etkileri. Bahçe, 45 (1): 31-39.
• Essa, T.A., 2002. Effect of salinity stress on growth and nutrient composition of three soybean (Glycine max L. merill) cultivaris. Journal Agronomy Crop Science, 188 (2): 65-140. https://doi.org/10.1046/j.1439-037X.2002.00537.x.
• Fariduddin, Q., S. Hayat & A. Ahmad, 2003. Salicylic acid influences net photosynthetic rate, carboxylation efficiency, nitrate reductase activity and seed yield in Brassica juncea. Photosynthetica, 41 (2): 281-284.
• Gautam, S. & P.K. Singh, 2009. Salicylic acid-induced salinity tolerance in corn grown under NaCl stress. Acta Physiologia Plantarum, 31 (1): 1185-1190.
• Göktaş, Ö. & B. Gıdık, 2019. Tıbbi ve aromatik bitkilerin kullanım alanları. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2 (1): 145-151.
• Greenway, H. & R. Munns,1980. Mechanisms of salt tolerance in nonhallophytes. Annual Review Plant Physiology, 31 (1): 149-190.
• Gutierrez-Coronado, M., C.L. Trejo & A. Larque-Saavedra, 1998. Effects of salicylic acid on the growth of roots and shoots in soybean. Plant Physiology and Biochemistry, 36 (8): 563-565.https://doi.org/10.1016/S0981-9428 (98)80003-X.
• Güneş, A., A. Inal, M. Alpaslan, F. Eraslan, E.G. Bagci & N. Cicek, 2007. Salicylic acid induced changes on some physiological parameters symptomatic for oxidative stress and mineral nutrition in maize (Zea mays L.) grown under salinity. Journal of Plant Physiology, 164 (6): 728-736.https://doi.org/10.1016/j.jplph.2005.12.009.
• Hartwig, E.E. & R.A.S. Kihl, 1979. “Identification and Utilization of Delayed Flowering Character in Soybean for ShortDay Conditions”, Field Crops Researchs, 2: 145-151.
• Hayat, Q., S. Hayat, M. Irfan& A. Ahmad, 2010. Effect of exogenous salicylic acid under changing environment: A review. Environmental and Experimental Botany, 68 (1): 14-25.https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2009.08.005.
• Irshad, M., S. Yamamota, A.E. Enerji, T. Endo & T. Hona, 2002. Urea and manure effect on growth and mineral contens of maize under saline conditions. Journal of Plant Nutrition, 25 (1): 189-200. https://doi.org/10.1081/PLN-100108790.
• Islam, S., A.I. Malik, A.K.M.R. Islam & T.D. Colmer, 2007. Salt tolerance in a Hordeum marinum- Triticum aestivum amphiploid and its parents.Journal of Experimental Botany, 58 (5): 1219-1229. https://doi.org/10.1093/jxb/erl293.
• İlker, E., Ö. Tatar & A. Gökçöl, 2010.Konvansiyonel ve organik tarım koşullarında bazı soya çeşitlerinin performansları. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 47 (1): 87-96.
• Karlıdag, H., E. Yildirim & M. Turan, 2009. Salicylic acid ameliorates the adverse effect of salt stress on strawberry. Scientia Agricola, 66: 180-187.
• Kendal, E.J. & B.D. Mckersie, 1989. Free radical and freezing ınjury to cell membranes of winter wheat.Physiologia Plantarum, 76 (1): 86-94.https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1989.tb05457.x.
• Khan, W., P. Balakrishnan & D.L. Smith, 2003. Photosynthetic fesponses of corn and soybean to foliar application of salicylates. Journal of Plant Physiology, 160 (5): 485-492. https://doi.org/10.1078/0176-1617-00865.
• Kıran, S., Ş. Kuşvuran, F. Özkay, Ö. Özgün, K. Sönmez, H. Özbek, Ş. Şeküre & Ş.Ş. Ellialtıoğlu, 2015. Bazı patlıcan anaçlarının tuzluluk stresi koşullarındaki gelişmelerinin karşılaştırılması. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, 8 (1): 20-30.
• Kim, D.S. & B.K. Hwang, 2011. The pepper receptor-like cytoplasmic protein kinase CaPIK1 is involved in plant signaling of defense and cell-death responses. Plant Journal, 66: 642-655. https://doi.org/10.1111/j.1365-313x.2011.04525.x.
• Kizilgeci, F., N.E.P. Mokhtari & A. Hossain,2020. Growth and physiological traits of five bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes are influenced by different levels of salinity and drought stress. Fresenius Environmental Bulletin, 29 (9A): 8592-8599.
• Korkmaz, K., M. Akgün, A. Kırlı, M.M. Özcan, Ö. Dede & Ş.M. Kara, 2020. Effects of gibberellic acid and salicylic acid applications on some physical and chemical properties of rapeseed (Brassica napus L.) grown under salt stress. Turkish Journal of Agriculture-Food Science and Technology, 8 (4): 873-881.
• Kök, D. , 2012. Farklı salisilik asit dozlarının asma anaçlarının tuzluluğa dayanımı üzerine etkileri, Journal of Tekirdag Agricultural Faculty, 9 (2): 32-40.
• Kuşvuran, Ş., F. Yaşar, K. Abak & Ş. Ellialtıoğlu, 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 Tarım Bilimleri Dergisi, 18 (1): 13-20.
• Kwiatowskı, J., 1998. Salinity classification, mapping and management in Alberta. (Web sayfası: http://www.agric.gov.ab.ca/sustain/soil/salinity/) (Erişim Tarihi:12.28.2019).
• Li, A., X. Sun & L. Liu, 2022. Aciton of salicylic acid on plant growth. Frontiers Plant Science, 13: 878076. Doi: 10.3389/fpls.2222.878076.
• Lian, B., X. Zhou, M. Miransari & D.L. Smith, 2000. Effects of salicylic acid on the development and root nodulation of soybean seedlings. Journal of Agronomy and Crop Science, 185 (3): 187-192. doi:10.1046/j.1439-037x.2000.00419.x.
• Lutts, S., J.M. Kinet & J. Bouharmont, 1996. NaCl-Induced senesence in leaves of rice (Oryza sativa L.) cultivars differing in salinity resistance. Annals of Botany, 78 (3): 389-398.https://doi.org/10.1006/anbo.1996.0134.
• Mikolajczyk, M., O.S. Awotunde, G. Muszynska, D.F. Klessig & G. Dobrowolska, 2000. Osmotic stress induces rapid activation of a salicylic acid-induced protein kinase and a homolog of protein kinase ASK1 in tobacco cells. Plant Cell, 12 (1): 165-178.https://doi.org/10.1105/tpc.12.1.165.
• Nazlıcan, A.N., 2017. Soya fasulyesi yetiştiriciliği. (Web sayfası: https://arastirma.tarimorman.gov.tr/cukurovataem/Belgeler/Yeti%C5%9Ftiricilik/soya-yetistiriciligi_1.pdf) (Erişim Tarihi: 12.20.2019).
• Özdüven, F.F., 2016. Salisilik Asit Uygulamalarının Farklı Sulama Seviyelerinde Yetiştirilen Yazlık Kabakta (Cucurbita pepo L.) Bitki Gelişimi ve Verime Etkileri. Namık Kemal Üniversitesi, (Basılmamış) Doktora Tezi, Tekirdağ, 203s.
• Romero A,R., T. Soria & J. Cuartero, 2001. Tomato plant- water uptake and plant water relationships under saline growth conditions. Plant Science, 160 (2): 265-272. https://doi.org/10.1016/S0168-9452 (00)00388-5.
• Sadeghi, M., S. Dehghan, R. Fischer, U. Wenzel, A. Vilcinskas, H.R. Kavousi & M. Rahnamaeian, 2013. Isolation and characterization of isochorismate synthase and cinnamate 4-hydroxylase during salinity stress, wounding, and salicylic acid treat- ment in Carthamus tinctorius. Plant Signals of Behaviour, 8: e27335. https://doi.org/10. 4161/psb.27335.
• Sairam, R.K. & D.C. Saxena, 2000. Oxidative stress and antioxidants in wheat genotypes possible mechanism of water stress tolerance. Plant Science 43 (1): 245-251. https://doi.org/10.1046/j.1439-037x.2000.00358.x.
• Sairam, R.K., 1994. Effect of moisture-stress on physiological actives of two contrasting wheat genotypes. İndian Journal of Experimental Biology, 32 (1): 594-597.
• Shakirova, F.M., A.R. Sakhabutdinova, M.V. Bezrukova, R.A. Fatkhutdinova & D.R. Fatkhutdinova, 2003. Changes in the hormonal status of wheat seedlings induced by salicylic acid and salinity. Plant Science, 164 (3): 317-322.https://doi.org/10.1016/S0168-9452 (02)00415-6.
• Shirasu, K., A. Nakajima, K. Rajshekar, R.A. Dixon & C. Lamb, 1997. Salicylic acid potentiates an agonistdependent gain control that amplifies pathogen signal in the activation of defence mechanism. Plant Cell, 9: 261-270.
• Sönmez, İ. & S. Sönmez, 2007. Tuzluluk ve gübreleme arasındaki ilişkiler. Tarımın Sesi Dergisi, 16: 13-16.
• Sreenivasulu, N., S. Ramanjulu, K. Ramachandra-Kini, H.S. Prakash, H. Shekar-Shetty, H.S. Savithri & C. Sudhakar, 1999. Total peroxidase activity and peroxidase ısoforms as modified by salt stress in two cultivars of fox-tail millet with differential salt tolerance. Plant Science, 141 (1): 1-9. https://doi.org/10.1016/S0168-9452 (98)00204-0.
• Srivastava, M.K. & U.N. Dwivedi, 2000. Delayed ripening of banana fruit by salicylic acid. Plant Science, 158 (1): 87-96. https://doi.org/10.1016/S0168-9452 (00)00304-6.
• Tepe, B., 2011. Tuzlu koşullarda yetiştirilen arpa fidelerinin bazı morfolojik ve anatomic parametresine salisilik asitin etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (Basılmamış) Yüksek Lisans Tezi, Isparta, 48 s.
• Tunçtürk, M., R. Tunçtürk & F. Yaşar, 2008. Changes in micronutrients, dry weight and plant growth of soybean (Glycine max L. Merrill) cultivars under salt stres. African Journal of Biotechnology, 7 (11): 1650-1654. 10.5897/AJB08.248.
• Tunçtürk, M., R. Tunçtürk, B. Yıldırım & V. Çiftçi, 2011. Effect of salinity stress on plant fresh weight and nutrient composition of some Canola (Brassica napus L.) cultivars. African Journal of Biotechnology 10 (10): 1827-1832. DOI: 10.5897/AJB10.1618.
• Türkyılmaz, B., L. Aktaş & A. Güven, 2005. Salicylic acid induced some biochemical and physiological changes in Phaseolus vulgaris L. Science and Engineering Journal of Firat University, 17 (2): 319-326.
• Yakıt, S. & A.L. Tuna 2006.Tuz stresi altındaki mısır bitkisinde (Zea mays L. ) stres parametreleri üzerine Ca, Mg ve K’nın etkileri. Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 19 (1): 59-67.
• Yaşar, F., Ş. Ellialtıoğlu, Ö.Gürbüz Kılıç & Ö. Üzal, 2007. Fasulye genotiplerinin (Phaseolus vulgaris L.) artan tuz konsantrasyonu ve farklı zamanlardaki gelişim performansları. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 12 (1): 54-58.
• Yaşar, F., Ş. Ellialtıoğlu, T. Özpay & Ö. Uzal, 2008. Tuz stresinin karpuzda (Citrullus lanatus (thunb.) Mansf.) antioksidatif enzim (sod, cat, apx ve gr) aktivitesi üzerine etkisi.Yüzüncü Yıl Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi, 18 (1): 61-65.
• Yılmaz, M., 2021. Ekmeklik Buğdaya Salisilik Asit Uygulamasının Çimlenme Döneminde Kuraklık ve Tuzluluk Stresine Etkisinin Belirlenmesi. Mardin Artuklu Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi) Mardin, 91 s.
• Yildirim, E., M. Turan & I. Guvenc, 2008. Effect of foliar salicylic acid applications on growth, chlorophyll, and mineral content of cucumber grown under salt stress. Journal of Plant Nutrition, 31 (3): 593-612.
• Zahra, S., B. Amin, V.S.M. Ali, Y. Ali & Mehdi, Y., 2011. The salicylic acid effect on the tomato (Lycopersicum esculentum Mill.) sugar, protein and proline contents under salinity stress (NaCl). Journal of Biophysics and Structural Biology, 2 (3): 35-41.