Original article

Effect of pre-sowing treatments with chemical mutagens on seed germination and growth performance of jamun (Syzygium cumini L. Skeels) under different potting substrates

Effet des traitements pré-semis de mutagenèse chimique sur la germination des semences et la croissance des plants de jamelonier (Syzygium cumini L. Skeels) sur différents substrats

¹ Division of Crop Production, Central Institute for Subtropical Horticulture, Lucknow, 227 107, India
² Division of Fruit Crops, Indian Institute of Horticultural Research, Bengaluru, 560089, India
³ Division of Crop Improvement & Biotechnology, Central Institute for Subtropical Horticulture, Lucknow, 227 107, India

^⋆ Corresponding author: prananath.india@gmail.com

Received: 1 May 2014
Accepted: 6 November 2014

Abstract

Introduction. Jamun, propagated through seed for raising rootstock, involves a lot of cost and risk for maintenance until attainment of graftable size. Use of suitable growing substrates is essential for production of quality nursery plants. Chemical mutagenesis is a simple approach to create mutation in plants for improvement of potential agronomic traits in rootstock materials. Materials and methods. Seeds originating from a single ‘elite’ tree were soaked in 0.1 and 0.5% ethyl methane sulfonate and colchicine solutions for 24 h prior to sowing in different propagation substrates (Arka fermented coco-peat and a mixture of sand, soil and farmyard manure). Morphological, physiological and biochemical analyses were performed after 3 months. Results and discussion. The Arka fermented coco-peat substrate resulted in earlier and higher seed germination, higher polyembryony, greater accumulation of photosynthetic pigments and total carbohydrates, and lower synthesis of stress-induced metabolites in leaves. These performances were probably due to a better balance between the water and air capacity than in the other growth substrate. Among different doses of chemicals, colchicine at 0.1% concentration was found to stimulate early seedling emergence, improve plant morphological characters and enhance production of total chlorophyll and total carbohydrates in leaves. Conclusion. The graftable stage can be attained rapidly if jamun seeds are treated with 0.1% colchicine and sown in Arka fermented coco-peat substrate.

Résumé

Introduction. Le jamelonier est traditionnellement multiplié sur porte-greffes issus de semis, ce qui engage des coûts élevés et des risques liés à l’entretien des porte-greffes jusqu’à la taille convenable au greffage. L’utilisation de milieux de culture appropriés est essentielle à la production de plants de pépinière de bonne qualité. La mutagenèse chimique est une approche simple pour créer une mutation sur les plantes porte-greffes pour en améliorer les caractéristiques agronomiques potentielles. Matériel et méthodes. Les graines originaires d’un seul arbre «élite» ont été trempées dans une solution de sulfonate de méthane d’éthyl ou de colchicine à 0,1 ou 0,5 % pendant 24 h avant semis sur un substrat composé d’un mélange coco-tourbe fermenté (Arka) ou d’un mélange de sable, terre et fumier de ferme (SS). Des analyses morphologiques, physiologiques et biochimiques ont été réalisées sur les plantes après 3 mois. Résultats et discussion. Le substrat Arka a permis une germination des graines plus précoce, une polyembryonie plus forte, davantage d’accumulation de pigments photosynthétiques et de glucides totaux que le substrat SS, et une synthèse plus faible de métabolites induits par le stress mutagène dans les feuilles des plantes. Ces performances s’expliqueraient par un meilleur équilibre entre les capacités de rétention d’air de d’eau que dans l’autre substrat. Parmi les différentes doses de produits mutagènes testées, la colchicine à 0,1 % a stimulé l’émergence précoce des semis, amélioré les critères morphologiques de croissance des plantes, et amélioré la production de chlorophylle et glucides totaux dans les feuilles. Conclusion. Le stade de greffage peut être atteint rapidement si les graines de jamelonier traitées à 0,1% colchicine sont semées sur substrat Arka.