Kuraklık ve tuz stresine toleransı yüksek patlıcan ıslah hatlarında ağır metal (Pb) toleransının belirlenmesine yönelik olarak ticari anaçlarla mukayeseli bir çalışma

A comparative study with commercial rootstocks to determine the tolerance to heavy metal (Pb) in the drought and salt stress tolerant eggplant breeding lines

Mevlüde Nur TOPAL,Sevinç KIRAN,Çağla ATEŞ,MURAT EKİCİ,ŞEKÜRE ŞEBNEM ELLİALTIOĞLU,RUKİYE TIPIRDAMAZ,GÖKÇEN BAYSAL FURTANA,KENAN SÖNMEZ

Özet

Bitkilerde ağır metallerin olumsuz etkileri, hücre membranlarındaki lipitlerin peroksidasyonu, serbest oksijen radikallerinin üretimi, fotosentezde bozukluk, DNA hasarı ve sonuç olarak hücre ölümüdür. En toksik ağır metallerden birisi olan kurşun (Pb) stresine maruz kalan bitkilerde bitki gelişimi, meyve verim ve kalitesi azalmaktadır. Ağır metal stresinin de aralarında yer aldığı abiyotik streslerin etkisini hafifletmek amacıyla, esasen kullanım amaçları biyotik stres etkenlerine dayanım sağlamak olan ‘anaç kullanımı’ bir çözüm olarak değerlendirilebilir görünmektedir. Patlıcan üretiminde toprak kökenli patojenler ve nematoda karşı, anaç olarak yabani türler ve hibritler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, anaç ıslahına yönelik olarak yerel gen kaynaklarından geliştirilen ıslah hatlarının, abiyotik streslerden biri olan ağır metal stresine karşı olan tepkileri belirlenmiştir. Kurşun (Pb) stresine karşı dayanım durumlarının belirlenmesinde ticari olarak kullanılan patlıcan anaçları ile karşılaştırma yapılmıştır. Kuraklık ve tuz streslerine dayanım potansiyelleri daha önce ortaya konmuş olan 4 kültür patlıcanı (S. melongena: Burdur Bucak, Mardin Kızıltepe, Artvin Hopa ıslah hatları ve Kemer çeşidi) ile; 6 adet yabani patlıcan türleri veya hibritlerinden oluşan anaçlar (AGR-703, Doyran, Hawk, Hikyaku, Köksal-F1 ve Vista306) Pb stresi bakımından test edilmiştir. Patlıcan fideleri 4-5 gerçek yaprak aşamasında 0, 150 ve 300 ppm Pb çözeltisi (Pb(NO3)2) uygulamasına tabi tutulmuştur. Uygulamadan 20 gün sonra bitkilerde yeşil aksam yaş ve kuru ağırlığı, kök yaş ve kuru ağırlığı, gövde ve kök uzunluğu, yaprak alanı belirlenmiştir. Köksal F1 ve AGR703 anaçlarının Pb toleransı diğer ticari anaçlara göre daha üstün bulunmuştur. Abiyotik stres toleransı yüksek Mardin Kızıltepe ve Burdur Merkez genotiplerinin Pb stresi altında yeşil aksam yaş ağırlığı ve gövde yüksekliği gibi stres belirtilerinin kontrole göre azalma oranları, hassas genotipler olan Artvin Hopa ve Kemer’e ve aynı zamanda bazı anaçlara göre daha az olmuştur.

Abstract

Negative effects of heavy metals on plants are peroxidation of lipids in cell membranes, production of free oxygen radicals, disorders in photosynthesis, damages in DNAs and as a result death of the cell. Plant development, productivity and quality of the fruits are decreased in the plants that are exposed to Pb stress which is one of the most toxic heavy metals. Usage of rootstocks which is mainly used against biotic stress conditions also seems to be defined as a solution to abiotic stress conditions such as heavy metal stresses. In eggplant production, wild species and hybrids are used as rootstocks against soil based pathogens and nematode. Reactions of improvement lines derived from local gene resources for rootstock improvement to heavy metal stress which is one of the abiotic stresses were determined. While determining the resistance against Pb stress, commercially used eggplant rootstocks are compared. In this study 4 eggplant cultivars (S. melongena: Burdur Bucak, Mardin Kızıltepe, Artvin Hopa and Kemer) whose resistance potential against salt and drought stresses had been previously revealed and 6 rootstocks of wild eggplant species or hybrids (AGR-703, Doyran, Hawk, Hikyaku, Köksal-F1 and Vista-306) were tested against Pb stress. Eggplant seedlings were applied to 0, 150 and 300 ppm Pb solutions (Pb(NO3)2) during 4-5 true leaf stage. 20 days after the stress application wet and dry weight of green parts and roots, height of the body part and leaf areas were measured. Pb tolerance of Köksal F1 and AGR703 rootstocks were higher than other commercial rootstocks. Mardin Kızıltepe and Burdur Merkez genotypes which have high tolerances against abiotic stress gave lower values with respect to Artvin Hopa and Kemer which are sensitive genotypes and many other rootstocks while comparing the reduction ratios of stress signs such as shoot fresh weight and shoot length according to control under Pb stress.