GLUTAMİK ASİTİN TUZ STRESİNDE DOMATES BİTKİSİNİN ÇİMLENMESİ VE VEJETATİF BÜYÜMESİNDE ETKİSİ

Tuz stresi, özellikle kurak ve yarı kurak bölgelerde bitkilerin gelişimini etkileyerek ürün verimliliğini düşüren önemli stres faktörlerinden biridir. Küresel ölçekte sulanan tarım arazilerinin büyük bir kısmı tuz stresinden etkilenmekte ve tuz oranı yüksek sularla sulanmaktadır. Her yıl yaklaşık 10 milyon hektar alan aşırı tuzluluk nedeniyle tarım için kullanılamaz hale gelmekle birlikte küresel ölçekte yıllık ortalama 12 milyon dolarlık ekonomik kayba sebep olmaktadır. Hızla artan nüfustan kaynaklı önümüzdeki yıllarda tuzdan etkilenen topraklarda daha fazla üretim ve tuzlu su kaynakları ile daha fazla sulama, artan besin ihtiyacını karşılamak için gerekecektir.

Kuraklık, bitki büyümesini ve gelişmesini engelleyen ve bitki verimliliğini genotip, süre ve yoğunluğa ve bitki gelişim aşamasına bağlı olarak diğer ekolojik bileşenlerden daha çok sınırlayan ve olumsuz etkileyen stres faktörlerinden biridir. Kuraklık şartları, hücrelerin bölünmesini ve büyümesini azaltıcı etkisi sonucunda bitki gelişiminin engellenmesine neden olmaktadır. Kuraklık ve tuz stresi birbirini etkilemekte ve birbirlerine yol açan nedenlere sebep olmaktadır. Birlikte tarım alanındaki en temel sınırlayıcı etkenlerden olmaktadırlar. Bu projede, kuraklık ve diğer etkenlere bağlı oluşabilecek tuz stresinin bitki çimlenmesi üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmak üzere domates tohumları üzerinde çalışılmıştır.

Solanaceae familyasından insan vücudu için önemli vitaminler barındıran domates Akdeniz ülkelerinin yarı-kurak bölgelerinde yetiştirilen önemli bir sera ve tarla bitkisidir.   Bu bölgelerde tuz konsantrasyonu artışına bağlı olarak domates tohumlarının çimlenmesini önemli ölçüde engellendiği gözlemlenmiştir. Bu nedenle tuz stresi domates üretiminde büyük oranda verim ve kalite özelliklerinde kayba sebep olur.

Domatesin üzerinde tuz stresiyle alakalı uygulamalar olsa bile, bu uygulamaların astarı glutamin olan bir çalışma yoktur. Bu çalışmada da domates çeşitlerinin tuz stresinde çimlenme parametrelerinde glutamin etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Çalışmaya satın alınan  falcon ve rio grande domates tohumlarının sterilizasyonuyla bbaşlaılmıştır. Glutamin astarı yapılarak tohumlar steril kavanozlarda oda sıcaklığında 24 saat bekletmeye bırakılmış aynı zamanda kontrol tohumları değiştirilmeyen koşullarda steril distile suda tutulmuştur. Bu sırada glutamin ile astarlanan domates tohumları petrikaplarında çimlendirilmiştir. İşlem için tohumlar petriplakalarında steril kurutma kağıdına yerleştirilmiştir. Ardından kontrol tohumları distile su ile diğer tohumlar ise 150 mM NaCl içeren tuzlu su ile sulanıp iklim odasında muhafaza edilmiştir. Tohumlar 14 gün boyunca kontrol edilerek çimlenme ile ilgili hesaplamalar yapılmıştır.

Çimlenme parametreleri verilerinin değerlendirilmesi MINITAB 17 paket programında varyans analizi ile yapılmıştır ve farklılıklar Tukey testi ile belirlenmiştir. Varyans analizi sonuçlarına göre; tohumların, Glutamik Asit uygulamasının tüm çimlenme parametreleri üzerinde (p<0,001) istatistiksel olarak anlamlı bir etkisi olmuştur. Çalışma sonunda 4 ppm Glutamik Asit uygulamalarının kontrol grubuna göre tüm parametreler üzerine olumlu etkisi olduğu belirlenmiştir.0 (glutamik asit bulunmayan kontrol grubu) ve 1 ppm Glutamik Asit uygulamalarının ise incelenen parametrelerde daha az etkisi olduğu görülmüştür.

Son yıllarda bitki büyüme ve gelişmesinde çok önemli fonksiyonlara sahip olan glutaminin abiyotik stres faktörlerinin etkilerini azalttığına dair bilgiler bulunmaktadır. Glutamin ön uygulamasının farklı stres koşulları altında etkileri sadece birkaç bitkide incelenmiş olup, glutaminin tuz stresi koşulları altında domateslerin çimlenme parametreleri üzerindeki etkisi daha önce araştırılmamıştır. Bu çalışmada, Glutamin ön işleminin etkileri hem stresli olmayan hem de tuz stresi koşullarında kültüre bağlı bir etki göstermiş ve tuzlu koşullarda çimlenme parametreleri üzerinde farklı dozlarda teşvik edici bir etkiye sahip olmuştur.

Anahtar Kelimeler: Tuz stresi, domates, çimlenme, glutamik asit, Vejetatif büyüme.

EFFECT OF GLUTAMIC ACID ON GERMINATION AND VEGETATIVE GROWTH OF TOMATO PLANT UNDER SALT STRESS

Salt stress, especially in arid and semi-arid regions, is a significant factor that affects the growth of plants, reducingcrop productivity. A large portion of globally irrigatedagricultural lands is impacted by salt stress, often irrigatedwith high-salt content water. Approximately 10 millionhectares of land become unusable for agriculture due toexcessive salinity each year, resulting in an annual averageeconomic loss of around 12 million dollars globally. Due tothe rapidly increasing population, there will be a growingneed for more production on salt-affected lands and increasedirrigation with salty water to meet rising food demands.

Drought is another stress factor that hinders plant growth anddevelopment, limiting plant productivity more than otherecological components, depending on genotype, duration, intensity, and plant growth stage. Drought conditions impedeplant development by reducing cell division and growth. Drought and salt stress interact, mutually causing adverseeffects and becoming fundamental limiting factors in agriculture. This project focuses on mitigating the negativeeffects of salt stress, particularly those related to drought andother factors, on tomato seed germination.

Tomatoes, belonging to the Solanaceae family and containingessential vitamins for the human body, are crucial greenhouseand field crops cultivated in the semi-arid regions of Mediterranean countries. In these regions, an observedincrease in salt concentration significantly hinders thegermination of tomato seeds. Therefore, salt stress leads tosubstantial losses in yield and quality in tomato production.

While there have been studies on salt stress applications on tomatoes, there is no study with an application base of glutamine. This study aims to determine the effect of glutamine on germination parameters under salt stress fordifferent tomato varieties.

The study began with the sterilization of purchased Falconand Rio Grande tomato seeds. Seeds were treated with a glutamine coating and left to soak at room temperature in sterile jars for 24 hours, while control seeds were kept in sterile distilled water under unchanged conditions. During thistime, tomato seeds coated with glutamine were germinated in Petri dishes. Seeds were placed on sterile blotting paper in Petri dishes for the process. Subsequently, control seeds wereirrigated with distilled water, while others were irrigated withsaline water containing 150 mM NaCl and kept in a climatechamber. Germination-related calculations were made bymonitoring the seeds for 14 days. The evaluation of germination parameter data was conducted using analysis of variance in the MINITAB 17 package program, anddifferences were determined by the Tukey test. According tothe results of the variance analysis, glutamine application had a statistically significant effect (p<0.001) on all germinationparameters of the seeds. At the end of the study, it wasdetermined that 4 ppm glutamine applications had a positiveeffect on all parameters compared to the control group(without glutamine). The applications of 0 ppm (control groupwithout glutamine) and 1 ppm glutamine had less impact on the examined parameters.

In recent years, there is information indicating that glutamine, which plays crucial roles in plant growth and development, mitigates the effects of abiotic stress factors. The effects of glutamine pre-application have been examined in only a fewplants under different stress conditions, and its impact on thegermination parameters of tomatoes under salt stress has not been previously investigated. This study demonstrated that theeffects of glutamine pre-treatment were culture-dependentunder both non-stressful and salt stress conditions, showing a stimulatory effect on germination parameters at differentdoses under saline conditions.

Keywords: Salt stress, tomato, germination, glutamic acid, Vegetative growth.