Tolerance of eggplant (Solanum melongena L.) seedlings to stress factors

Agnieszka Sękara , Renata Bączek-Kwinta , Andrzej Kalisz , Stanisław Cebula

Abstract

The aim of the present study was to describe eggplant (Solanum melongena L.) tolerance to stress factors in the seedling stage as a basis for future studies on cross-tolerance to other stressors in subsequent stages of growth. After germination (3 days / 26oC), ‘Epic F1’ seedlings were exposed to chilling stress (3, 6 and 9oC × 48 h-1), heat stress (35, 40 and 45oC × 2 h-1), osmotic stress (mannitol 0.2; 0.6 and 1.0 M x 2 h-1), and oxidative stress (H2O2 0.2; 0.4 and 0.6 M × 2 h-1). A linear measurement of seedling radicle growth, electrolyte leakage and external symptoms of radicle damage under the stress conditions, compared to the non-stressed control, were analyzed. It was found that stressors in all experimental combinations caused a morphological and physiological response from eggplant seedlings. A significant reduction in linear growth of radicles, showed as an absolute length and as a percentage of the control, was found in the treatments exposed to chilling stress (3 and 6oC), heat stress (35, 40 and 45oC), osmotic stress (0.2, 0.6 and 1.0 M mannitol) as well as oxidative stress (0.2, 0.4 and 0.6 M H2O2). The changes in seedling length as a result of stress factors did not always correspond with the changes in seedling mass. Electrolyte leakage in the treatments exposed to the following stressors: 3 and 6oC as well as 0.6 M H2O2, was significantly greater than that observed in control plants. Based on the obtained results and microscopic observations of radicle damage, the following stressors can be identified as those which cause a physiological response without severe damage: 9oC × 48 h-1 (chilling stress), 35oC × 2 h-1 (heat stress), 0.2 M mannitol × 2 h-1 (osmoticum), and H2O2 0.2 M × 2 h-1 (oxidation factor). We propose these stressors as a basis for future studies on plant acclimation and hardening to other stresses.
Author Agnieszka Sękara (FoH / DoVaMPla)
Agnieszka Sękara,,
- Department of Vegetable and Medicinal Plants
, Renata Bączek-Kwinta (FoAaE / DoPP)
Renata Bączek-Kwinta,,
- Department of Plant Physiology
, Andrzej Kalisz (FoH / DoVaMPla)
Andrzej Kalisz,,
- Department of Vegetable and Medicinal Plants
, Stanisław Cebula (FoH / DoVaMPla)
Stanisław Cebula,,
- Department of Vegetable and Medicinal Plants
Other language title versionsTolerancja siewek oberżyny (Solanum melongena L.) na czynniki stresowe
Journal seriesActa Agrobotanica, ISSN 0065-0951, (B 7 pkt)
Issue year2012
Vol65
No2
Pages83-92
Publication size in sheets0.5
Keywords in Englisheggplant, seedlings, heat stress, chilling stress, osmotic stress, H2O2 stress
Abstract in PolishCelem przeprowadzonych badań była analiza tolerancji oberżyny (Solanum melongena L.) w stadium siewek na czynniki stresowe. Po skiełkowaniu (3 dni / 26o C), siewki oberżyny ‘Epic F1 ’ poddano działaniu stresu chłodowego (3, 6 i 9o C × 48 h-1), cieplnego (35, 40 i 45o C × 2 h-1), osmotycznego (mannitol 0,2; 0,6 i 1,0 M × 2 h-1), i oksydacyjnego (H2O2 0,2; 0,4 i 0,6 M × 2 h-1). Analizowano wzrost elongacyjny korzonka zarodkowego, wyciek elektrolitów oraz zewnętrzne objawy uszkodzeń korzonka zarodkowego w warunkach stresu, w porównaniu do nie stresowanej kontroli. Stwierdzono, że stresory we wszystkich eksperymentalnych kombinacjach wywołały morfologiczną i fizjologiczną reakcję siewek oberżyny. Istotny spadek przyrostu liniowego korzonków zarodkowych, wykazany w postaci ich bezwzględnej długości, jak i procentowo w stosunku do kontroli, stwierdzono w obiekcie eksponowanym na stres chłodowy (3 i 6o C), cieplny (35, 40 i 45o C), osmotyczny (0,2; 0,6 i 1,0 M mannitol) oraz oksydacyjny (0,2; 0,4 i 0,6 M H2O2). Zmiany długości korzonka zarodkowego siewek pod wpływem czynników stresowych nie zawsze odpowiadały zmianom ich masy. Wyciek elektrolitów w obiektach eksponowanych na następujące czynniki stresowe: 3 i 6o C oraz 0,6 M H2O2 był istotnie większy, niż obserwowany w obiekcie kontrolnym. Na podstawie otrzymanych wyników oraz mikroskopowych obserwacji zewnętrznych uszkodzeń powierzchni korzonka zarodkowego, wytypowano następujące stresowy, które wywołują odpowiedź fizjologiczną ze strony siewek oberżyny bez poważ- nych uszkodzeń tkanek: 9o C × 48 h-1 (stres chłodowy), 35o C × 2 h-1 (stres cieplny), 0.2 M mannitol × 2 h-1 (stres osmotyczny), i H2O2 0.2 M × 2 h-1 (stres oksydacyjny). Zaproponowano te czynniki stresowe jako bazowe do dalszych badań nad zwiększeniem tolerancji oberżyny na inne stresory działające w kolejnych fazach wzrostu i rozwoju ontogenetycznego.
DOIDOI:10.5586/aa.2012.061
Internal identifierWBIO/2012/2
Languageen angielski
Score (nominal)7
Citation count*12 (2020-04-07)
Additional fields
FinansowanieThis work was supported by grant No. N N310 440638 of the Ministry of Science and Higher Education, Poland, in 2010-2013.
Cite
Share Share

Get link to the record


* presented citation count is obtained through Internet information analysis and it is close to the number calculated by the Publish or Perish system.
Back
Confirmation
Are you sure?