Effects of Different Priming Treatments on Germination and Seedling Growth of Wheat under Drought Stress

Creative Commons License

Günay E., Teker Yıldız M., Acar O.

ÇOMÜ ZIRAAT FAKÜLTESI DERGISI, vol.10, no.2, pp.303-311, 2022 (Peer-Reviewed Journal)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 10 Issue: 2
  • Publication Date: 2022
  • Doi Number: 10.33202/comuagri.1149497
  • Journal Name: ÇOMÜ ZIRAAT FAKÜLTESI DERGISI
  • Journal Indexes: CAB Abstracts, Central & Eastern European Academic Source (CEEAS), Veterinary Science Database
  • Page Numbers: pp.303-311
  • Çanakkale Onsekiz Mart University Affiliated: Yes

Abstract

Wheat (Triticum aestivum L.) is a widely cultivated agricultural crop in dry areas. However, drought is one of the most limiting environmental stress factors for crop production in the world's agricultural areas. Seed priming is a physiological technique involving seed hydration and drying to improve metabolic processes before germination. The aim of this study is to determine the effect of four different priming treatments (hormo-priming (gibberellic acid, GA3), redox-priming (hydrogen peroxide, H2O2), osmo-priming (polyethylene glycol, PEG) and thermo-priming (38oC)) on germination percentage, shoot-root lengths, total chlorophyll content (SPAD), relative water content (RWC), specific leaf area (SLA) and H2O2 amounts in a local wheat variety (cv. Ekiz) under drought stress created with PEG-6000. Drought stress significantly decreased seed germination, shoot-root lengths, SLA, SPAD and RWC while increasing H2O2 content. Thermo-priming treatments fully improved the negative effects of drought on chlorophyll amount and germination compared to control plants. However, shootroot lengths improved only in half level of control plants. While drought stress decreased seed germination by 14%, hormo-priming treatment ensured germination of all seeds. On the contrary of other priming treatments, hormo-priming and osmo-priming treatments increased RWC. Consequently, thermo-priming and hormopriming treatments found most effective than the other priming treatments in drought stress resistance for cv. Ekiz.

Buğday (Triticum aestivum L.), kurak alanlarda yaygın olarak yetiştirilen bir tarım ürünüdür. Ancak kuraklık, dünya tarım alanlarında bitkisel üretim için en sınırlayıcı çevresel stres faktörlerinden biridir. Priming, çimlenmeden önce metabolik süreçleri iyileştirmek için tohum hidrasyonu ve kurutmayı içeren fizyolojik bir tekniktir. Bu çalışmanın amacı dört farklı priming uygulamasının (hormo-priming (gibberellik asit, GA3), redoks priming (hidrojen peroksit, H2O2), ozmo-priming (polietilen glikol, PEG) ve termo-priming (38oC)) PEG-6000 ile yaratılmış kuraklık stresi altındaki yerel bir ekmeklik buğday çeşidinin (cv. Ekiz) çimlenme yüzdesi, sürgünkök uzunluğu, toplam klorofil içeriği (SPAD), bağıl su içeriği (BSİ), spesifik yaprak alanı (SYA) ve H2O2 miktarı üzerine etkilerini belirlemektir. Kuraklık stresi, H2O2 içeriğini arttırırken tohum çimlenmesini, sürgünkök uzunluklarını, SYA, SPAD ve BSİ'yi önemli ölçüde azaltmıştır. Termo-priming uygulamaları, kontrol bitkilerine kıyasla kuraklığın klorofil miktarı ve çimlenme üzerindeki olumsuz etkilerini tamamen iyileştirmiştir. Bununla birlikte, sürgün-kök uzunlukları, kontrol bitkilerinin sadece yarısı düzeyinde iyileşmiştir. Kuraklık stresi tohum çimlenmesini %14 oranında azaltırken, hormo-priming uygulaması tüm tohumların çimlenmesini sağlamıştır. Diğer priming uygulamalarının aksine, hormo-priming ve ozmo-priming uygulamaları BSİ'yi arttırmıştır. Sonuç olarak, kuraklık stresine dayanıklılıkta cv. Ekiz için termo-priming ve ozmo-priming uygulamaları diğer priming uygulamalarından daha etkili olduğu bulunmuştur.