Bazı ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin farklı fenolojik dönemlerinde sarı pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalık şiddeti değişiminin çok bantlı (Hyperspectral) veriler kullanılarak İncelenmesi

Year 2023, Volume: 27 Issue: 2, 189 - 206, 23.06.2023

Metin Aydoğdu , Kadir Akan

https://doi.org/10.29050/harranziraat.1244516

Abstract

Sarı pas hastalığı (Etmen, Puccinia striiformis f. sp. tritici), epidemi şartlarının oluştuğu yetiştiricilik sezonlarında tüm dünyada verim ve kalite kayıplarına neden olan önemli fungal hastalıklar arasındadır. Bu araştırma, bazı ekmeklik ve makarnalık buğday çeşitlerinin farklı fenolojik dönemlerinde sarı pas hastalığına yapay epidemi şartlarında farklı hastalık uygulama dozlarında hastalık şiddetinin değişiminin incelenmesi amacıyla 2018-2019 üretim sezonunda yürütülmüştür. Çalışmada test materyalleri olarak sarı pas hastalığına farklı reaksiyonları olduğu bilinen ekmeklik Bayraktar 2000, Demir 2000, Eser ve Kenanbey ile Çeşit-1252, Eminbey, Kızıltan 91 ve Mirzabey 2000 makarnalık çeşitleri kullanılmıştır. Materyaller, Ekim ayı içerisinde 1 m. uzunluğundaki sıralara 33-35 cm. sıra arası mesafeye 3 tekerrürlü olarak elle ekilmiştir. Taze olarak toplanmış hastalık ürediosporları mineral yağ (Soltrol 170®) içerisinde homojenize edilerek %0, %25, %50, %100 hastalık uygulama dozlarında materyale inokule edilmiştir. Hastalık değerlendirmeleri Mayıs (25)-Haziran (06, 15, 23) ayları içerinde Modifiye Edilmiş Cobb skalası kullanılarak yapılmış ve enfeksiyon katsayıları hesaplanmıştır. Çalışma sonucunda tüm fenolojik dönemler birlikte değerlendirildiğinde; ekmeklik çeşitlerden Eser, hastalığa dayanıklı reaksiyon belirlendiği, negatif kontrol grubu ile karşılaştırıldığında Bayraktar 2000, Kenanbey, Demir 2000 çeşitlerinin ise ilerleyen fenoloji ile birlikte hastalık şiddetinde önemli artışlar belirlenmiştir. Hastalıktan çiçeklenme (Feekes 10.5.1) (25 Mayıs 2019), dane bağlama (Feekes 10.5.3) (06 Haziran 2019) ve süt olum (Feekes 10.5.4) (15 Haziran 2019) döneminde en fazla etkilenen çeşidin Bayraktar 2000 olarak belirlenmiş olup, bu çeşidi
Demir 2000 çeşidinin izlediği değerlendirilmiştir. Makarnalık çeşitlerin tümünde de ilerleyen fenoloji ile birlikte hastalık şiddetinde önemli artışlar belirlenmiştir. Negatif kontrol grubu ile karşılaştırıldığında çiçeklenme başlangıcı olan dönemde Eminbey ve Mirzabey 2000 çeşitlerinin, sararma (Feekes: 11.1) döneminde ise Kızıltan 91 ve Çeşit-1252 çeşitlerinin hastalıktan daha fazla etkilendiği belirlenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucu ekmeklik ve makarnalık çeşitler için özellikle dane bağlama dönemindeki hastalık şiddeti artışlarının istatistiki olarak önemli olduğu saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar, verim tahmin çalışmalarında kullanılan modeller için olası ürün kayıplarının erken tahmin edilmesi ve hasat öncesi referans bilgilerin edinilmesi amacına yönelik faydalar sağlayacaktır.

Keywords

Buğday, Fenojik Dönem, Sarı Pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici), Hastalık Şiddeti

Supporting Institution

Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yenimahalle / ANKARA

Project Number

Araştırma Yüksek Lisans Verilerinden Üretilmiştir.

Thanks

Bu çalısma Metin AYDOĞDU tarafından Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Biyoteknoloji Anabilim Dalında yürütülen “Kışlık buğdayda farklı demir ve çinko uygulamalarının sarı pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığı üzerine olan mevsimsel etkilerinin çok bantlı veriler kullanılarak belirlenmesi” isimli yüksek lisans tezinin (YÖK Tez No: 671046/Tarih: 25.05.2021) bir kısmını kapsamaktadır. Tez jürisinde bulunan sayın Prof. Dr. Hikmet GÜNAL ve sayın Dr. Öğr. Üyesi Nurullah ACİR’e katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

Investigation of yellow rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici) disease severity variation in different Phenological periods of some bread and durum wheat varieties

Abstract

Yellow rust disease (caused, Puccinia striiformis f. sp. tritici) is among the important fungal diseases that cause significant yield and quality losses all over the world during the growing seasons when epidemic conditions occur. This research was carried out in the 2018-2019 production season in order to examine the change in the severity of yellow rust disease in different phenological periods of some bread and durum wheat varieties under artificial epidemic conditions at different disease application doses. In the study, Bayraktar 2000, Demir 2000, Eser and Kenanbey, and Ceşit-1252 bread, Eminbey, Kızıltan 91 and Mirzabey 2000 durum wheat varieties, which are known to have different reactions to yellow rust disease, were used as test materials. Materials were sown manually with 3 replications in the spacing 1 m. between rows 33-35 cm in long rows in October. Freshly collected disease urediospores were homogenized in mineral oil (Soltrol 170®) and inoculated into the material at 0%, 25%, 50%, 100% disease application doses. Disease assessments were made between May (25) and June (06, 15, 23) using the Modified Cobb scale and the infection coefficients were calculated. As a result of the study, when all phenological periods are evaluated together; The bread variety Eser showed a disease resistant reaction, and when
compared with the negative control group, Bayraktar 2000, Kenanbey, Demir 2000 varieties showed significant increases in the disease reaction with progressive phenology. Bayraktar 2000 variety was the most affected during the flowering (Feekes 10.5.1) (25 May 2019), grain binding (Feekes 10.5.3) (06 June 2019) and milking (Feekes 10.5.4) (15 June 2019) period from the disease, it was evaluated that this variety was followed by the Demir 2000 cultivar. Significant increases in disease severity were determined with progressive phenology in all of the durum wheat varieties. When compared with the negative control group, it was determined that Eminbey and Mirzabey 2000 varieties were affected more by the disease at the beginning of flowering period, and Kızıltan 91 and Cevsit-1252 varieties were more affected during the yellowing period (Feekes: 11.1). As a result of the evaluations, the increase in disease severity, especially in the grain setting period, was found to be statistically significant for bread and durum varieties. The results obtained will provide benefits for the models used in yield estimation studies for early estimation of possible product losses and for obtaining reference information before harvest.

Keywords

Wheat, Phenological Period, Disease severity (%DS), Yellow rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici)

Project Number

Araştırma Yüksek Lisans Verilerinden Üretilmiştir.

References

• Akan, K., Mert, Z., Çetin, L., Salantur, A., Yazar, S., Dönmez, E., Özdemir, B., Yalçın, S., Özer, Y. & Wanyera, R. (2012). Bazı buğday genotiplerinin lokal sarı pas ve kara pas ırklarıyla Ug99 kara pas ırkına reaksiyonlarının belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 21 (1) , 22-31 . https://dergipark.org.tr/tr/pub/tarbitderg/issue/11500/136992
• Akan, K. 2019. Sarı Pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığına dayanıklı makarnalık buğday hatlarının geliştirilmesi. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 6 (4); 661-670. DOI: https://doi.org/ 10.30910/turkjans.633548.
• Anonim, (2019). Ankara Yenimahalle lokasyonu iklim verileri. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü
• Ay, H. (2013). Çukurova koşullarında pas hastalıklarının bazı ekmeklik buğday çeşitlerine etkisi. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi, (1), 50-55. https://dergipark.org.tr/en/pub/tabad/issue/34817/385808.
• Bouvet, L., Percival-Alwyn, L., Berry, S., Fenwick, P., Mantello, C. C., Holdgate, S., Mackay I.J. & Cockram, J. (2021). Wheat genetic loci conferring resistance to yellow rust in the face of recent epidemics of genetically diverse races of the fungus Puccinia striiformis f. sp. tritici. 27 April 2021, PREPRINT (Version 1) available at Research Square [https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-459064/v1]
• Chester, K. S. (1946). The nature and prevention of the cereals rusts as exemplified in the leaf rust of wheat. Cronica Botanica, Walthan, Mass., USA Department of Botany and Plant Pathology. Oklahoma Agricultural and Mechanical College. 269 p.
• Cromey, M. G. (1989). Occurrence and effects of stripe rust in wheat spikes in New Zealand. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 17(2), 155-158.
• Çat, A. (2022). Tescilli makarnalık buğday (Triticum durum) çeşitlerinin sarı pas (Puccinia striiformis f. sp. tritici) hastalığına karşı dayanıklılığının belirlenmesi. Türkiye Tarımsal Araştırmalar Dergisi, 9(2), 136-143. DOI: https://doi.org/ 10.19159/tutad.1040665.
• Delwiche, S. and Kim, M.S., (2000). Hyperspectral imaging for detection of scab in wheat. Biological Quality and Precision Agriculture, II (Vol. 4203, pp. 13-20.). International Society for Optics and Photonics.
• Demir, L. , Orhan, Ş. , Özseven, İ. & Canıgeniş, G. (2017). Bazı Ekmeklik Buğday Çeşitlerinin Sakarya Koşullarında Doğal Epidemi Altında Sarı ve Kahverengi Pas Etmenlerine Karşı Reaksiyonlarının Belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi , 26 (Özel Sayı), 131-137 . DOI: 10.21566/tarbitderg.359402.
• FAO, (2022). Statistics. Food and Agriculture Organization of The United Nations, http://www.fao.org/statistics/databases/en/ Erişim tarihi: 25.12.2022
• Fischer, R. A. (1985). Number of kernels in wheat crops and the influence of solar radiation and temperature. The Journal of Agricultural Science, 105(2), 447-461.
• Fowler, D. (2018). Winter Wheat Production Manual Chapter 2: Conservation and Winter Wheat Development. In book: Winter Wheat Production Manual Publisher: Ducks Unlimited Canada and Conservation Production Systems Ltd.
• Harkness, C., Semenov, M. A., Areal, F., Senapati, N., Trnka, M., Balek, J., & Bishop, J. (2020). Adverse weather conditions for UK wheat production under climate change. Agricultural and Forest Meteorology, 282, 107862.
• Hovmøller, M. S., Yahyaoui, A. H., Milus, E. A., & Justesen, A. F. (2008). Rapid global spread of two aggressive strains of a wheat rust fungus. Molecular Ecology, 17(17), 3818-3826.
• Huang, W., Lamb, D. W., Niu, Z., Zhang, Y., Liu, L., & Wang, J. (2007). Identification of yellow rust in wheat using in-situ spectral reflectance measurements and airborne hyperspectral imaging. Precision Agriculture, 8, 187-197.
• Kolmer, J. A. (2005). Tracking wheat rust on a continental scale. Current Opinion in Plant Biology, 8(4), 441-449.
• Large, E. C. (1954). Growth stages in cereals. Illustration of the Feekes scale. Plant Pathology, 3, 128-129. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1954.tb00716.x.
• Peterson, R.F. Campbell, A.B. and Hannah, A.E. 1948. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals. Canadian Journal of Research. 26 (Section C),496-500.
• Roelfs, A. P. (1978). Estimated losses caused by rust in small grain cereals in the United States, 1918-76 (No. 1363). US Department of Agriculture, Agricultural Research Service.
• Roelfs, A. P., Singh, R. P., and Saari. E.E., 1992. Rust Diseases of Wheat: Concepts and methods of disease management. Mexico, D.F.: CIMMYT. 81 pages
• Samborski, D. J. (1985). Wheat leaf rust. In A. P. Roelfs & W. R. Bushnell (Eds.), The cereal rusts, Vol. 2, Diseases, Distribution, Epidemiology, Control (pp. 39–55). Orlando, FL, USA: Academic Press.
• chwessinger, B. (2017). Fundamental wheat stripe rust research in the 21st century, New Phytologist 213 (4) 1625–1631, DOI: https://doi.org/10.1111/nph.14159.
• Solh, M., Burak, M., Nazari, K., Keser. M., Karaman, Y., Baum, M., & Mert, Z. (2013). Stripe rust and the Turkey-ICARDA Regional Cereal Rust Research Center at Izmir, Turkey. Izmir: BGRI; https://globalrust.org/sites/default/files/2013-BGRI-session-3-1-Solh.pdf.
• Türkiye İstatistik Kurumu. (2022). Erişim adresi: www.tüik.gov.tr
• Wellings, C. R., Wright, D. G., Keiper, F., & Loughman, R. (2003). First detection of wheat stripe rust in Western Australia: evidence for a foreign incursion. Australasian Plant Pathology, 32, 321-322.