Skip to main content
SpringerLink
Log in

Determination of the Tolerance of Fox Grapes (Vitis labrusca L.) to Drought Stress by PEG Application in Vitro

Bestimmung der Trockenstresstoleranz von Fuchsreben (Vitis labrusca L.) mittels PEG-Anwendung in vitro

  • Original Article / Originalbeitrag
  • Published:
Erwerbs-Obstbau Aims and scope Submit manuscript

Abstract

This study was carried out in the tissue culture laboratory of the Horticulture Department of the Faculty of Agriculture of Ordu University, Turkey, during the vegetation period of 2019. As plant material, the shoot tips of Vitis labrusca L. (Balikci Siyahi) genotype were used during the active growth period. The explants were cultured in Murashige and Skoog (MS) nutrient medium containing 1 mg/l 6‑benzylaminopurin (BAP) to form shoots after surface sterilization. Growing shoots from explants cultured in BAP media were transferred to MS nutrient medium containing 1 mg/l IBA and five different polyethylene glycol (PEG) doses (0 %, 1.5 %, 3.0 %, 4.5 %, 6.0 %) during rooting. Plant viability (%), shoot length (cm), number of shoot internodes (n), number of leaves in the shoot (n), chlorophyll amount, shoot fresh weight (g), shoot dry weight (g), fresh and dry weight of leaves (g), cell membrane damage rate (%), degree of damage, shoot tolerance rate, leaf turgor weight (g), explant proportional water scope (%), ion flow (%), number of roots (n), root length (cm), and fresh and dry weights of roots (g) were examined at the end of 3 weeks of culture on these shoots. As a result, with increasing PEG doses, it was determined that cell membrane damage rate, damage level, and ion flow increased. Growth and development, wet and dry weights of plant, root number, root length, and wet and dry weights of root decreased.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  • Abebe T, Guenzi AC, Martin B, Cushman JC (2003) Tolerance of mannitol-accumulating transgenic wheat to water stress and salinity. Plant Physiol 131(4):1748–1755

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Anonymous (2019) Toprak su kaynakları. http://www.dsi.gov.tr/toprak-ve-su-kaynakları. Accessed 11 Oct 2019

  • Anonymous (2021) The United Nations World Water Development Report (UN/WWAP), water for people, water for life. https://www.un.org/esa/sustdev/publications/WWDR_english_129556e.pdf. Accessed 9 Mar 2021

  • Babalik Z (2012) Tuz ve su stresinin asmaların bazı fiziksel ve biyokimyasal özellikleri üzerine etkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, p 226 (Doktora Tezi)

    Google Scholar 

  • Babalik Z, Turk FH, Baydar NG (2015) In vitro koşullarda su stresi altındaki Kober 5 BB asma anacında bazı fiziksel ve biyokimyasal değişimlerin belirlenmesi. Selçuk Tarım Gıda Bilimleri Derg a 27:552–561 (Türkiye 8. Bağcılık ve Teknolojileri Sempozyumu Özel Sayısı)

    Google Scholar 

  • Bertamini M, Zulini L, Muthuchelian K, Nedunchezhian N (2006) Effect of water deficit on photosynthetic and other physiological responses in grapevine (Vitis vinifera L. cv. Riesling) plants. Photosynt 44(1):151–154

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Carpici EB, Erdel B (2015) Bazı yonca çeşitlerinde (Medicago sativa L.) kuraklık stresinin çimlenme özellikleri üzerine etkisi. Derim 32(2):201–210

    Article  Google Scholar 

  • Cerci S (2012) Kuraklık stresinin değişik turunçgil anaçlarında bazı fotosentetik parametreler ve bitki besin maddeleri konsantrasyonları üzerine etkileri. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, Adana (Yüksek Lisans Tezi)

    Google Scholar 

  • Cramer GR, Ergul A, Grimplet J, Tillett RL, Tattersall EA, Bohlman MC, Vincent D, Sonderegger J, Evans J, Osborne C, Quilici D, Schlauch KA, Schooley DA, Cushman JC (2007) Water and salinity stress in grapevines: early and late changes in transcript and metabolite profiles. Funct Integr Genomics 7(2):111–134

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Duman S (2013) Solanum muricatum ait bitkisinin kuraklık stresine karşı bazı fizyolojik değişimlerinin incelenmesi. Adıyaman Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi)

    Google Scholar 

  • Eksioglu A (2016) Kuraklık stresinde mRNA cevaplarının domateste araştırılması. İstanbul Kültür Üniv Fen Bil Enst, p 60 (Doktora Tezi)

    Google Scholar 

  • Erturk U, Sivritepe N, Yerlikaya C (2012) Böğürtlenlerde kurağa dayanımın in vitro koşullarda belirlenmesi. In: IV. Ulusal Üzümsü Meyveler Sempozyumu Antalya

    Google Scholar 

  • Flexas J, Galmes J, Galle A, Gulias J, Pou A, Ribas-Carbo M, Tomas M, Medrano H (2010) Improwing water use efficiency in grapevines: potential physiological targets for biotechnological improvement. Aust J Grape Wine Res 16(1):106–121

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Fu J, Huang B (2001) Involvement of antioxidants and lipid peroxidation in the adaptation of two cool-season grasses to localized drought stress. Environ Exp Bot 45:105–114

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Ghiyasi M, Amirnia R (2016) Polietilen Glikol Osmoz Stresinin Lavanta (Lavandula officinalis L.) Tohumunda çimlenme indekslerine etkisinin araştırması. In: 3.Tıbbi ve Aromatik Bitkiler Sempozyumu Antalya, pp 134–137

    Google Scholar 

  • Gopal J, Iwama K (2007) In vitro screening of potato against water-stress mediated through sorbitol and polyethylene glycol. Plant Cell Rep 26(5):693–700

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Guler NS, Saglam A, Demiralay M, Kadioglu A (2012) Apoplastic and symplastic solute concentrations contribute to osmotic adjustment in bean genotypes during drought stress. Turk J Biol 36:151–160

    Google Scholar 

  • Hekimoğlu B, Altındeger M (2008) Küresel ısınma, tarımsal kuraklık ve Samsun tarımına etkileri. Küresel Isınma ve İklim Değişikliği vol 77. T.C. Samsun Valiliği ve İl Tarım Müd, Samsun

    Google Scholar 

  • Ipek M (2015) In vitro şartlarda Garnem ve Myrobolan 29C anaçlarının kuraklık stresine karşı tepkilerinin belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Doktora Tezi)

    Google Scholar 

  • Kalefetoglu T, Ekmekci Y (2005) The effects of drought on plants and tolerance mechanisms. Gazi Univ Fen Bilimleri Derg 18(4):723–740

    Google Scholar 

  • Kalefetoğlu Macar T, Ekmekci Y (2009) Alterations in photochemical and physiological activities of chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars under drought stress. J Agron Crop Sci 195(5):335–346

    Article  Google Scholar 

  • Kapluhan E (2013) Türkiye’de kuraklık ve kuraklığın tarıma etkisi. Marmara Cografya Derg 27:487–510

    Google Scholar 

  • Karanlik S (2001) Değişik buğday genotiplerinde tuz stresine dayanıklılık ve dayanıklılığın fizyolojik nedenlerinin araştırılması. Cukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, p 125 (Doktora Tezi)

    Google Scholar 

  • Kaynas N, Kaynas K (2003) Klon anaçları üzerine aşılı angelona erik çeşitinin su stresi koşullarındaki fizyolojik değişimleri. In: Türkiye 4. Bahçe Bitkileri Kongresi, pp 205–207

    Google Scholar 

  • Kilic S (2008) Küresel iklim değişikliği sürecinde su yönetimi. İstanbul Üniv Siyasal Bilgiler Fak Derg 39:161–186

    Google Scholar 

  • Kocamaz E (1983) Bağların sulanması. Bağcılıkla İlgili Müessesemiz Yayınları ve Seminer Notları, Bağcılık Araştırma Enstitüsü Tekirdağ, vol 3, pp 69–78

    Google Scholar 

  • Kulkarnil M, Deshpande U (2007) In vitro screening of tomato genotypes for drought resistance using polyethylene glycol. Afr J Biotechnol 6(6):691–696

    Google Scholar 

  • Kusvuran S (2010) Kavunlarda kuraklık ve tuzluluğa toleransın fizyolojik mekanizmaları arasındaki bağlantılar. Cukurova Üniv Fen Bil Enst, Adana (Doktora Tezi)

    Google Scholar 

  • Liu JH, Nakajıma I, Moriguchi T (2011) Effects of salt and osmotic stresses on free polyamine content and expression of polyamine biosynthetic genes in Vitis vinifera. Biol Plant 55(2):340–344

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Mese N, Tangolar S (2019) Bazı amerikan asma anaçlarının kurağa dayanımının in vitro’da polietilen glikol kullanılarak belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniv Tarım Bil Derg 29(3):466–475

    Article  Google Scholar 

  • Murashige T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobocco tissue cultures. Physiol Plant 15(3):473–497

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Okursoy MY (2006) Ekmeklik buğday genotiplerinin in vitro ve in vivo koşullarında kurağa dayanıklılık yönünden değerlendirilmesi. Trakya Univ Fen Bil Enst, p 124 (Yüksek lisans tezi)

    Google Scholar 

  • Ors S, Ekinci M (2015) Kuraklık stresi ve bitki fizyolojisi. Derim 32(2):237–250

    Article  Google Scholar 

  • Ozden M, Demirel U, Kahraman A (2009) Effects of proline on antioxidant system in leaves of grapevine (Vitis vinifera L.) exposed to oxidative stress by H2O2. Sci Hortic 119:163–168

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Patakas A, Noitsakis B, Chouzouri A (2005) Optimization of irrigation water use in grapevines using the relationship between transpiration and plant water status. Agric Ecosyst Environ 106:253–259

    Article  Google Scholar 

  • Priyanka S, Rizwan M, Bhatt KV, Mohapatra T, Govind S (2011) In-vitro response of Vigna aconitifolia to drought stress induced by PEG 6000. J Stress Physiol Biochem 7(3):108–121

    Google Scholar 

  • Seckin B (2005) Mannitolün tuz stresine maruz bırakılan buğday fidelerinin antioksidant enzim düzeyleri üzerindeki etkilerinin araştırılması. Ege Üniv Fen Bil Ens (Yüksek Lisans Tezi)

    Google Scholar 

  • Simsek O, Cakmak B (2010) Drought analysis for 2007–2008 agricultural year of Turkey. Tekirdag Ziraat Fak Derg 7(3):99–109

    Google Scholar 

  • Sivritepe N, Erturk U, Yerlikaya C, Turkan I, Bor M, Ozdemir F (2008) Response of the cherry rootstock to water stress induced in vitro. Biol Plant 52(3):573–576

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Tattersall EAR, Grimplet J, DeLuc L, Wheatley MD, Vincent D, Osborne C, Ergul A, Lomen E, Blank RR, Schlauch KA, Cushman JC, Cramer GR (2007) Transcript abundance profiles reveal larger and more complex responses of grapevine to chilling compared to osmotic and salinity stres. Funct Integr Genom 7:317–333

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Toosi AF, Bakar BB, Azizi M (2014) Effect of drought stress by using PEG 6000 on germination and early seedling growth of Brassica juncea var. Ensabi. Sci Pap Ser A Agron 57:360–363

    Google Scholar 

  • Toumi I, Gargouri M, Nouairi I, Moschou PN, Ben Salem-Fnayou A, Mliki A, Zarrouk M, Ghorbel A (2008) Water stress induced changes in leaf lipid composition of four grapevine genotypes with different drought tolerance. Biol Plant 52:161–164

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Turkan I, Bor M, Ozdemir F, Koca H (2005) Differential responses of lipid peroxidants in the leaves of drought tolerant P. acutifolius gray and drought sensitive P. vulgaris L. subjected to polyethylene glycol mediated water stress. Plant Sci 168:223–231

    Article  Google Scholar 

  • Vivas A, Marulanda A, Ruiz-Lozano JM, Barea JM, Azcon R (2003) Influence of a Bacillus sp. on physiological activities of two arbuscular mycorrhizal fungi and on plant responses to PEG-induced drought stress. Mycorrhiza 13(5):249–256

    Article  Google Scholar 

  • Wang W, Vinocur B, Altman A (2003) Plant responses to drought, salinity and extreme temperatures: towards genetic engineering for stress tolerance. Planta 218:1–14

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Wang WX, Vinocur B, Shoseyov O, Altman A (2001) Biotechnology of plant osmotic stress tolerance: physiological and molecular considerations. Acta Hortic 560:285–292

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Yagmur Y (2008) Farklı asma (Vitis vinifera L.) çeşitlerinin kuraklık stresine karşı bazı fizyolojik ve biyokimyasal tolerans parametrelerinin araştırılması. Ege Üniv Fen Bil Enst, p 108 (Yüksek Lisans Tezi)

    Google Scholar 

  • Yamaner O (2011) Hypericum adenotrichum Spach’un doku kültürü teknikleri ile çoğaltılması ve in vitro koşullarda sekonder metabolit değişiminin araştırılması. Adnan Menderes Üniv, Fen Bil Ens, in Turkish (Doktora Tezi)

    Google Scholar 

  • Yamasaki S, Dillenburg LR (1999) Measurements of leaf relative water content in Araucaria angustifolia. Rev Bras Fisiol Veg 11(2):69–75

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Faculty of Agriculture, Department of Horticulture, Ordu University, 52200, Ordu, Turkey

    Hatice Bilir Ekbic, İnci Gecene & Ercan Ekbic

Authors
  1. Hatice Bilir Ekbic
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. İnci Gecene
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Ercan Ekbic
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Hatice Bilir Ekbic.

Ethics declarations

Conflict of interest

H. Bilir Ekbic, İ. Gecene, and E. Ekbic declare that they have no competing interests.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Bilir Ekbic, H., Gecene, İ. & Ekbic, E. Determination of the Tolerance of Fox Grapes (Vitis labrusca L.) to Drought Stress by PEG Application in Vitro. Erwerbs-Obstbau 64 (Suppl 1), 87–94 (2022). https://doi.org/10.1007/s10341-022-00669-8

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s10341-022-00669-8

Keywords

Schlüsselwörter

Search

Navigation