Response of four greenhouse pepper hybrids to NaCl salinity

Abstract

The decline in availability of fresh water in the region of Ierapetra, Crete, Greece has resulted in the increased use of saline water for irrigation of greenhouse crops. The aim of this work is to study the responses of four greenhouse pepper hybrids, that are widely used in this region ( Capsicum annuum L., Drago, Sammy, Kappy and Gracia ), to NaCl salinity during in hydroponic culture ( perlite ) and culture in soil of young plants and during in vitro germination and seedling growth. Salinity treatments were imposed by adding NaCl either to the irrigation solution, or the substrate of the in vitro culture, at concentrations of 0, 12.5, 25, 50, 100, 150, 200 mM. High concentrations of NaCl affected the growth of the plants in hydroponic culture and in soil culture and the growth of seedlings in vitro in all four hybrids. Growth parameters such as height, number of leaves, fruits and flowers per plant and plant weight were significantly reduced in all hybrids. The percentage germination in the in vitro culture of the seeds was 100% for all hybrids on all NaCl concentrations. The photosynthetic rate (Po), the stomatal conductance, the intercellular CO2 concentration and the transpiration were significantly affected at high concentrations of NaCl in Drago and in Sammy. The Fv/Fm values of the leaves, which are related to the chlorophyll fluorescence, were significantly reduced at 100-200 mM NaCl, more in Kappy and Gracia and less in Drago and Kappy. The chlorophyll content in the leaves was negatively affected in all hybrids. NaCl caused a decrease in the soluble proteins in all hybrids. The decrease was significant in Drago, Kappy and Gracia in the greenhouse experiment while in vitro the protein content was less affected by the increasing concentrations of NaCl. Soil salinity positively affected the activity of GDH at 100 mM to 200 mM NaCl more in Kappy and Gracia and less in Sammy and Drago. In the vitro experiments there was a small increase in the higher concentrations of salt in all hybrids. The presence of NaCl affected the antioxidant enzyme GPX in Sammy Kappy and Gracia, SOD in Drago and POD in Kappy while APX was not affected. In general Sammy was the least affected by NaCl followed by Kappy , Drago, and Gracia.

Η μείωση της διαθεσιμότητας γλυκού νερού στην περιοχή της Ιεράπετρας, Κρήτη, Ελλάδα είχε ως αποτέλεσμα την αυξημένη χρήση αλατούχου νερού για άρδευση θερμοκηπιακών καλλιεργειών. Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να μελετήσει τις ανταποκρίσεις τεσσάρων υβριδίων πιπεριάς θερμοκηπίου, που χρησιμοποιούνται ευρέως στην περιοχή (Capsicum annuum L., Drago, Sammy, Kappy και Gracia), στην αλατότητα NaCl κατά την υδροπονική καλλιέργεια (περλίτης) και την καλλιέργεια στο έδαφος νεαρών φυτών και κατά την in vitro βλάστηση και την ανάπτυξη δενδρυλλίων. Μεταχειρήσεις αλατότητας επιβλήθηκαν με προσθήκη NaCl είτε στο διάλυμα άρδευσης, είτε στο υπόστρωμα της in vitro καλλιέργειας, σε συγκεντρώσεις 0, 12,5, 25, 50, 100, 150, 200 mM. Οι υψηλές συγκεντρώσεις NaCl επηρέασαν την ανάπτυξη των φυτών σε υδροπονική καλλιέργεια και σε καλλιέργεια εδάφους και την ανάπτυξη των φυταρίων in vitro και στα τέσσερα υβρίδια. Οι παράμετροι ανάπτυξης όπως το ύψος, ο αριθμός των φύλλων, οι καρποί και τα άνθη ανά φυτό και το βάρος του φυτού μειώθηκαν σημαντικά σε όλα τα υβρίδια. Το ποσοστό βλάστησης στην in vitro καλλιέργεια των σπόρων ήταν 100% για όλα τα υβρίδια σε όλες τις συγκεντρώσεις NaCl. Ο φωτοσυνθετικός ρυθμός (Po), η στοματική αγωγιμότητα, η διακυτταρική συγκέντρωση CO2 και η διαπνοή επηρεάστηκαν σημαντικά σε υψηλές συγκεντρώσεις NaCl στο Drago και στο Sammy. Οι τιμές Fv/Fm των φύλλων, που σχετίζονται με τον φθορισμό της χλωροφύλλης, μειώθηκαν σημαντικά στα 100-200 mM NaCl, περισσότερο στο Kappy και στο Gracia και λιγότερο στο Drago και το Kappy. Η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη στα φύλλα επηρεάστηκε αρνητικά σε όλα τα υβρίδια. Το NaCl προκάλεσε μείωση των διαλυτών πρωτεϊνών σε όλα τα υβρίδια. Η μείωση ήταν σημαντική στους Drago, Kappy και Gracia στο πείραμα του θερμοκηπίου ενώ in vitro η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη επηρεάστηκε λιγότερο από τις αυξανόμενες συγκεντρώσεις NaCl. Η αλατότητα του εδάφους επηρέασε θετικά τη δραστηριότητα της GDH στα 100 mM έως 200 mM NaCl περισσότερο στο Kappy και στο Gracia και λιγότερο στο Sammy και το Drago. Στα πειράματα vitro υπήρξε μια μικρή αύξηση στις υψηλότερες συγκεντρώσεις άλατος σε όλα τα υβρίδια. Η παρουσία NaCl επηρέασε το αντιοξειδωτικό ένζυμο GPX στο Sammy Kappy και το Gracia, το SOD στο Drago και το POD στο Kappy ενώ το APX δεν επηρεάστηκε. Γενικά ο Sammy επηρεάστηκε λιγότερο από το NaCl ακολουθούμενο από τους Kappy, Drago και Gracia.