Endemik Ehrami Karaçam (Pinus nigra J.F. Arnold. subsp. pallasiana var. fastigiata Businský) tohumlarında çimlenme dinamikleri ve fungal kolonizasyon

Abstract

Giriş ve Hedefler Bu çalışma, Anadolu karaçamının endemik bir varyetesi olan çok sınırlı bir alanda doğal yayılış gösteren ve popülasyonları çeşitli biyotik ve abiyotik tehditlerin etkisi altındaki Ehrami karaçam (Pinus nigra subsp. pallasiana var. fastigiata) tohumlarının bazı kalite özelliklerinin, özellikle de tohum sağlığı ile ilişkili olarak tohumlarda fungal kolonizasyon miktarlarının belirlenmesi amacı ile yürütülmüştür. Yöntemler Çalışmada taksonun, doğal yayılış alanından (in situ) ve tohum bahçelerinden (ex situ) farklı yıllarda toplanarak 3-15 yıl arasında değişen sürelerde depolanmış tohumları analiz edilmiştir. Bulgular Tohumların bin dane ağırlıkları 11,18- 20,91 g, rutubet yüzdeleri %6,63- %8,94, çimlenme enerjileri %0- %24, çimlenme yüzdeleri %1- %43,50 ve ortalama çimlenme süreleri 9,0- 16,91 gün arasındır. Fungal kolonizasyon %9- %53,50 arasında değişirken çimlenme enerjisi ve çimlenme yüzdesi ile negatif, nem içeriği ile pozitif yönde anlamlı korelasyon göstermiştir. Sonuçlar Tohumların düşük kalite özellikleri, depolama süresi ve tohum sahalarının çevresel koşullarındaki bozulmalarla ilişkilendirilebilir. Bu durum, marjinal ve sınırlı yayılışa sahip bu endemik varyetenin popülasyon yenilenme kapasitesi açısından uzun vadede ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Diğer taraftan tohum bahçelerinden elde edilen tohumların da son derece düşük performans göstermesi, genetik materyalin doğal popülasyona kıyasla çevresel koşullara daha az uyum sağlaması, bahçelerin bulunduğu bölgelerdeki mikroklimatik farklılıklar, tohum olgunlaşma dönemindeki stres faktörleri ve muhtemel bakım eksiklikleriyle ilişkili olabilir. Bu bulgular, ex situ tohum kaynaklarının etkinliğini değerlendirmede yalnızca genetik değil, aynı zamanda çevresel ve yönetimsel faktörlerin de dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Bulgular, Ehrami karaçamının etkin korunması için tohum sağlığı, depolama koşulları ve çevresel stres faktörlerinin bütüncül şekilde ele alınması gerektiğini ortaya koymuştur.

Keywords

• Ehrami karaçam
• tohum fungusları
• çimlenme
• orman patolojisi
• tohum patolojisi

Germination dynamics and fungal colonization in seeds of the endemic Ehrami Black Pine (Pinus nigra J.F. Arnold. subsp. pallasiana var. fastigiata Businský)

Abstract

Introduction and Objectives This study examined the seed quality of Ehrami pine (Pinus nigra subsp. pallasiana var. fastigiata), an endemic variety of Anatolian black pine facing biotic and abiotic threats. The focus was on seed health, specifically fungal colonisation and its relationships with other seed characteristics. Methods Seeds were collected from the natural distribution area (in situ) and seed orchards (ex situ) in different years and analysed after being stored for periods ranging from 3 to 15 years. Results The thousand-seed weights of the seeds ranged from 11.18 to 20.91 g, moisture contents from 6.63% to 8.94%, germination energies from 0% to 24%, germination percentages from 1% to 43.50%, and average germination periods from 9.00 to 16.91 days. The percentage of fungal colonisation ranged from 9 to 53.5%, showing a significant negative correlation with both germination energy and germination percentage, while demonstrating a positive correlation with moisture content. Conclusions The low quality of seeds is caused by several factors, including how long the seeds have been stored and the environmental conditions they face, especially due to climate change and mistletoe during seed production. This situation is a serious long-term threat to the growth of this unique variety, given its limited and marginal distribution. Also, the poor performance of seeds from seed orchards may happen because their genetic material is less suited to local conditions compared to seeds from natural populations. Differences in microclimates where orchards are located, stress during seed maturation, and possible maintenance issues may also play a role. These show how important it is to consider genetic factors, environmental conditions, and management practices when assessing ex-situ seed resources. A thorough approach to seed health, storage conditions, and environmental stressors is essential for successfully conserving the Ehrami pine.

Keywords

• Ehrami karaçam
• seed fungi
• germination
• forest pathology
• seed pathology

References

1. Acatay, A., 1956. Pinus nigra’nın Türkiye’deki varyeteleri ve özellikleri. İstanbul Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 30, 1–34.
2. Aday Kaya, A.G., Karaman, A., 2023. Occurrence of fungi, with emphasis on Diplodia pinea, in pine seeds from forest nurseries of Turkey. Kuwait Journal of Science 50, 1–4.
3. Akıllı, S., Katırcıoğlu, Y.Z., 2006. Türkiye’de Ağaçlandırma Çalışmalarında Kullanılan Bazı İğne Yapraklı Orman Ağaçları Tohumlarında Fungal Floranın Tespiti. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 6, 63–73.
4. Akkemik, Ü., Yılmaz, H., Oral, D., Kaya, A., 2011. Some Changes in Taxonomy of Pines (Pinus L.) Native to Turkey. Istanbul Universitesi Orman Fakultesi Dergisi 61, 63–78.
5. Argun, N., Ceylan, S., Velioğlu, E., Aydın, Ü., 2014. Karaçam [Pinus nigra J. F. Arnold subsp. nigra var. pallasiana (Loudon) Rehder] tohum meşçere ve bahçelerinde üretilen tohumlarda bulunan fungusların tespiti ve fidanlardaki patojeniteleri. Presented at the Türkiye II. Orman Entomolojisi ve Patolojisi Sempozyumu, Orman Genel Müdürlüğü, pp. 748–758.
6. Avcı, M., Oğuzoğlu, Ş., İpekdal, K., Can, T., Selek, F., Hızal, E., Aksu, Y., Oskay, F., Kaya, A.G.A., Lehtijarvi, T.D., Lehtijarvi, A.T., 2024. Leptoglossus occidentalis Heidemann, 1910 (Hemiptera: Coreidae) in Türkiye: Its distribution, life cycle, and fungal associations. Forest 11, 131–140.
7. Bastide, P.Y., LeBlanc, J., Kong, L., Finston, T., May, E.M., Reich, R., Hintz, W.E., von Aderkas, P., 2019. Fungal colonizers and seed loss in lodgepole pine orchards of British Columbia. Botany 97, 23–33.
8. Bilir, N., Çatal, Y., Tekocak, S., Cercioglu, M., 2017. Fertility variation in endemic populations of Ehrami black pine (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana var. pyramidata). J. For. Res. 28, 683–686.

9. Businsky, R., 2008. Taxonomic revision of the Pinus nigra Arnold complex. Acta Pruhoniciana 88, 5–56.
10. Cleary, M., Oskay, F., Doğmuş, H.T., Lehtijärvi, A., Woodward, S., Vettraino, A.M., 2019. Cryptic Risks to Forest Biosecurity Associated with the Global Movement of Commercial Seed. Forests 10, 459.
11. Crocker, E., Lanzafane, J.J., Karp, M.A., Nelson, E.B., 2016. Overwintering Seeds as Reservoirs for Seedling Pathogens of Wetland Plant Species. Ecosphere.
12. Dağdaş, S., 2016. Ehrami karaçamın (Vakıf karaçamı) (Pinus nigra arnold ssp. pallasiana (lamb.) Holmboe var. pyramidata) yayılışı, yetişme muhiti istekleri, silvikültürü ve karaçamlarda toplu kurumalar. Orman Mühendisliği Dergisi Nisan/Mayıs/Haziran, 23–33.
13. Dias Parisi, J.J., Fischer, I.H., Medina, P.F., Firmino, A.C., Meletti, L.M., 2018. Pathogenicity and Transmission of Fungi Detected on Passiflora Alata Seeds. Arquivos Do Instituto Biológico.
14. El Khoury, Y., Noujeim, E., Bubici, G., Tarasco, E., Al Khoury, C., Nemer, N., 2021. Potential Factors behind the Decline of Pinus pinea Nut Production in Mediterranean Pine Forests. Forests 12, 1167.
15. Ergin, Ö.F., 2004. Ehrami karaçam (Pinus nigra subsp. pallasiana var. pyramidata) aşılı fidan üretim tekniği (masterThesis). Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Kastamonu.
16. Genç, M., Cengiz, N., Bilir, N., Gülcü, S., 1999. Field performans of Pinus nigra Arnold, subsp. pallasiana var. pyramidata plantations in Golcuk, Isparta: 8 years result, in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. Ssp. pallasiana (Lamb.). Presented at the 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.), Kütahya, pp. 60–64.
17. Gülsoy, S., Gülsoy, A., Çengel, B., Kaya, Z., 2014. The evolutionary divergence of Pinus nigra subsp. pallasiana and its varieties based on noncoding trn regions of chloroplast genome. Turkish Journal of Botany 38, 627–636.
18. ISTA, 1996. International rules for seed testing. Seed Science and Technology (Supplement), 24, 1-365.
19. Karadağ, M., 1999. Ehrami Karaçamın Kastamonu-Oyrak Mikro Havzasındaki Yayılışı, in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arn. Ssp. pallasiana (Lamb.). Presented at the 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.), Kütahya.
20. Karadağ, M., 1993. Kastamonu Orman işletmesi Gölköy Şefliğindeki değişik Piramidal Karaçam Meşcereleri (Yüksek Lisans). İstanbul Üniversitesi, Fenbilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
21. Kartal, R., Bilir, N., 2022. Isparta Yöresi Ehrami Karaçam Ağaçlandırmalarının Değerlendirilmesi: 30. Yıl Sonuçları. Jonas 5, 10–17.
22. Küçükkara, B., Tatlı, A., 1999. Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.) Holmboe. var. pyramidata (Acat.) Yaltırık.) Populasyonunun Floristik Yapısı., in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.). Kütahya, pp. 23–25.
23. Lucas-Borja, M.E., Candel-Pérez, D., Tíscar, P.A., Prévosto, B., Hedo, J., 2017. Pinus nigra Arn. ssp salzmannii early recruitment and initial seedling growth in warmer and drier locations: the role of seed and soil provenance. Plant Ecol 218, 761–772.
24. Maria De Oliveira Pires, R., Lima Baute, J., 2023. Importance of Seed Qualıty For The Forestry Sector. Bol.Téc.SIF 03, 1–06.
25. Neufeld, H.S., Lee, E.H., Renfro, J.R., Hacker, W.D., 2000. Seedling insensitivity to ozone for three conifer species native to Great Smoky Mountains National Park. Environmental Pollution 108, 141–151.
26. Oral, D., 2019. Determining the factors affecting reproduction of an endemic black pine variety [Pinus nigra subsp. pallasiana var. Yaltirikiana] in Turkey. Appl. Ecol. Env. Res. 17.
27. ORTOHUM, 2025. Orman Ağaçları ve Tohumları Islah Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Anasayfa [WWW Document]. URL https://www.ogm.gov.tr/ortohum/ (accessed 6.22.25).
28. Oskay, F., Karataş, A., 2021. Incidence of Diplodia sapinea in Pinus nigra subsp. pallasiana and Pinus sylvestris seed. Turkish Journal of Forestry 22, 218–228.
29. Ribeiro, S., Gaspar, M.J., Lima-Brito, J., Fonseca, T., Soares, P., Cerveira, A., Fernandes, P.M., Louzada, J., Carvalho, A., 2023. Impact of Fire Recurrence and Induced Water Stress on Seed Germination and Root Mitotic Cell Cycle of Pinus pinaster Aiton. Forests 14, 78.
30. Ridout, M., Newcombe, G., 2018. Sydowia polyspora is both a Foliar Endophyte and a Preemergent Seed Pathogen in Pinus ponderosa. Plant Dis. 102, 640–644.
31. Sevgi, O., Tecimen, B., Okan, T. (Eds.), 2022. Karaçam. Türkiye Ormancılar Derneği (TOD), Ankara. Sivacioğlu, A., Ayan, S., Ergin, Ö.F., Ertekin, M., 2004. Ehrami Karaçam (Pinus nigra subsp. pallasiana var. pyramidata) Aşılı Fidan Üretimi. Gazi Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi 4, 90–100.
32. Tatlı, A., Küçükkara, B., Tel, A.Z., 1999. Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.) Holmboe. var. pyramidata (Acat.) Yaltırık’ın Vejetasyon Yapısı, in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. Ssp. pallasiana (Lamb.). Presented at the 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.), Kütahya, pp. 163–176.
33. Temel, F., Gülcü, S., Ölmez, Z., Göktürk, A., 2011. Germination of Anatolian Black Pine (Pinus nigra subsp. pallasiana) Seeds from the Lakes Region of Turkey: Geographic Variation and Effect of Storage. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 39, 267–274.
34. Tian, F., Wang, J.-C., Bai, X.-X., Yang, Y., Huang, L., Liao, X., 2023. Symbiotic Seed Germination and Seedling Growth of Mycorrhizal Fungi in Paphiopedilum Hirsutissimun (Lindl.Ex Hook.) Stein From China. Plant Signaling & Behavior, 18(1), e2293405.
35. Topacoglu, O., Sevik, H., Akkuzu, E., 2016. Effects of water stress on germination of Pinus nigra Arnold. Seeds. Pakistan Journal of Botany 48, 447–453.
36. Tosun, S., Karadağ, M., 1991. Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arnold. ssp. pallasiana var. pyramidata)‘ın Yeni Bir yayılış Alanı. Araştırma Bülteni 114.
37. Ucar, G., Balaban, M., 2004. Volatile needle extractives of Anatolian black pine varieties: P. nigra subsp. pallasiana var. pallasiana and var. pyramidata. Biochemical Systematics and Ecology 32, 983–992.
38. Ulusan, M.D., 2022. Responses of the germination and phytochemical content of Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe. (Anatolian black pine) seeds to salt stress. J. For. Sci. 68, 365–375.
39. Unaldi, U.E., Toroglu, S., 2009. Studies on antimicrobial activity of pyramidal black pine (Pinus nigra ssp. pallasiana var. pyramidata): an endemic plant close to become extinct. J Environ Biol 30, 197–204.
40. Ünaldı, Ü.E., 2004. Nesli Tehlikedeki Ağaç: Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arnold. ssp. pallasiana var. pyramidata). Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi 14, 67–80.
41. Velioğlu, E., 2001. Detection of Fungal Flora in CertainForestTreeSeeds,. Ministry of Forestry, Publication, Ankara.
42. Yaltırık, F., 1986. Ülkemizde Az Tanınan İki Çam Varyetesi: Ebe Karaçamı ve Ehrami Karaçam. Çevre Koruma Dergisi, 28, 19-25.
43. Yang, J., Li, N.-Q., Gao, J., 2024. Roles of Mycorrhizal Fungi on Seed Germination of Two Chinese Medicinal Orchids: Need or Do Not Need a Fungus? Frontiers in Plant Science.
44. Yılmaz, H., 2022. Karaçamın (Pinus nigra J. F. Arnold) Sistematiği Üzerine Tartışmalar., in: Sevgi, O., Tecimen, B., Okan, T. (Eds.), Karaçam. Türkiye Ormancılar Derneği (TOD), Ankara.
45. Yücel, E., 2022. Ebe karaçam (Pinus nigra ssp. pallasiana var. şeneriana) ve Ehrami karaçam’in (Pinus nigra ssp. pallasiana var. pyramidata) ekolojisi., in: Sevgi, O., Tecimen, B., Okan, T. (Eds.), Karaçam. Türkiye Ormancılar Derneği (TOD), Ankara.
46. Yücel, E., 1999a. Ehrami Karaçam (Pinus nigra ssp. pallasiana var. pyramidata)’ın Coğrafik Varyasyonları, in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. Ssp. pallasiana (Lamb.). Presented at the 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.), Kütahya, pp. 730–739.
47. Yücel, E., 1999b. Ehrami Karaçam (Panus nigra ssp. pallasiana var. pyramidata)’da Gelişim Farklılıklarının Gövde Modellerinde İzlenmesi, in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. Ssp. pallasiana (Lamb.). Presented at the 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.), Kütahya, pp. 740–754.
48. Yücel, E., 1999c. Ehrami Karaçam (Pinus nigra ssp. pallasiana var. pyramidata)’ın Tohum Çimlenmesi Üzerinde Farklı Tuz (NaCl) ve Asit (H2SO4. KNO 3) Konsantrasyonlarının Etkileri, in: 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. Ssp. pallasiana (Lamb.). Presented at the 1st. International Symposium on Protection of Natural Environment & Erhami Karaçam (Pinus nigra Arn. ssp. pallasiana (Lamb.), Kütahya, pp. 722–729.
49. Yücel, E., 1996. The Effects of Ecological Factors on the Growth Properties Pinus nigra ssp. pallasiana var. pyramidata (Acat.) Yaltırık., in: IV. Plant Life of South West Asia. Presented at the IV. Plant Life of South West Asia, Ege University Press, İzmir, pp. 725–740.
50. Yücel, E., 1995a. Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arnold. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe var. pyramidata (Acat.) Yalt.)’ ın Doğal Yayılışı ve Ekolojik Özellikleri. Anadolu Üniversitesi Yayınları, Eskişehir.
51. Yücel, E., 1995b. Ehrami Karaçam’ın (Pinus nigra subsp. pallasiana var. pyramidata “Acatay” Yaltırık) Türkiye İçin Önemi, in: 1. Tavşanlı Araştırmaları Sempozyumu Bildiriler Kitabı. Presented at the Tavşanlı Hepimizin 1. Tavşanlı Araştırmaları Sempozyumu, Kütahya, pp. 353–370.
52. Yücel, E., 1994. Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arnold subsp. pallasiana (Lamb) Holmboe var. pyramidata (Acat) Yaltırık)’ın Tohum Çimlenme Ekolojisi., in: XII. Ulusal Biyoloji Kongresi. Presented at the XII. Ulusal Biyoloji Kongresi, Edirne, pp. 33–38.
53. Yücel, E., 1992a. Ehrami Karaçam (Pinus nigra Arnold Subsp. pallasiana (Lamb) Holmboe var.pyramidata (Acat) Yaltırık, Stat.nova)` nın dağal yayılışı ve ekolojik özellikleri (Doktora Tezi). Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Eskişehir.
54. Yücel, E., 1992b. Ehrami Karaçam’ın (Pinus nigra Arn. subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe var. pyramidata (Acat.) Yaltırık) Doğal Yayılışı. Ankara Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Dergisi 4, 93–118.
55. Yücel, E., 1988. Pinus nigra var. pallasiana pyramidata Ormanı Milli Park Olmalıdır. Tabiat ve İnsan 22, 5–9.
56. Zas, R., Cendán, C., Sampedro, L., 2013. Mediation of seed provisioning in the transmission of environmental maternal effects in Maritime pine (Pinus pinaster Aiton). Heredity (Edinb) 111, 248–255.