Characterization of Durum Wheat (Triticum durum L.) Landraces Regarding to Some Agronomic Traits

Year 2023, Volume: 20 Issue: 4, 740 - 754, 25.12.2023

Hüsnü Aktaş , Abdurrahman Durmaz

https://doi.org/10.33462/jotaf.1108861

Abstract

This research was conducted in 2019-20 wheat growing season under rainfall condition of Mardin - Artuklu province. 80 durum wheat landraces originated from Southeast Anatolia and 10 registered durum wheat cultivars were evaluated according to Augmented Trail Design. 20 landraces and 10 cultivars were used for each bloc. We determined large variations in durum wheat landraces for observed traits. Results indicated that mean of observed traits of landraces and varieties were ranged between 229 kg/da - 371 kg/da for grain yield; 1313 kg/kg – 1218 kg/kg for biomass, 18.02 % - 14.94 % for grain protein content. Mean thousand kernel weight of landraces and standard varieties changed between 42.9 g and 40.15 g; heading days ranged from 117.8 to 111 days respectively. According to observed data, landraces had longer heading days and grain stage and also higher grain protein content and biomass compare to standard varieties. Results of this study showed that landraces has high potential to increase biomass and grain protein content and they can be used as a genitor in wheat breeding programs to improving desirable durum wheat genotypes. Observation according to GGE biplot methodology (which-won-where) indicated that ST8 (Check) and G80 (landrace) have high values for grain yield, number of seed pers spike, seed weight per spike while G8 (landrace) showed high values for thousand grain weight, length of peduncle, plant height, grain protein content, biomass and heading days. Obtained results from this study indicated that landraces should be preserved for sustainable agriculture activities specially for marginal areas, also they have high diversity and useful traits for national and international wheat breeding programs.

Keywords

Landraces, Durum wheat, Yield, Quality

Makarnalık Yerel Buğday Genotiplerinin (Triticum durum L.) Bazı Tarımsal Özellikler Bakımından Karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışma, 2019-2020 buğday yetiştirme sezonunda Mardin ili Artuklu İlçesi yağışa dayalı şartlarında Augmented Deneme Desenine göre planlanarak Güneydoğu Anadolu Bölgesine özgü 80 adet yerel makarnalık ve 10 adet standart çeşit kullanılarak yürütülmüştür. Deneme, her blokta 20 adet yerel genotip ve 10 adet kontrol çeşit olacak şekilde düzenlenmiştir. Güneydoğu Anadolu Bölgesine özgü bu yerel makarnalık çeşitlerin karakterizasyonunun amaçlandığı çalışmada; yerel buğday çeşitlerinin ve kontrol çeşitlerinin alınan gözlemleri sırasıyla tane verimi 229 kg/da- 371 kg/da; biyolojik verimleri 1313 kg/da –1218 kg/da; bin tane ağırlıkları 42.9 g – 40.15 g, başaklanma gün sayısı 117.8 gün-111 gün; protein oranı % 18.02 - % 14.94 arasında değişmiştir. Elde edilen verilere göre, yerel buğday çeşitlerinin bitki boyu, biyolojik verim, tanede protein oranı bakımından kontrol çeşitlerinden daha yüksek değerlere sahip olduğu tespit edilirken, tane verimi bakımından ise kontrol çeşitlerin daha yüksek değerlere sahip olduğu tespit edilmiştir. Yerel çeşitlerin, modern ıslah çeşitlerine göre daha geç başaklandığı ve yeşil kalma süresinin daha uzun olduğu gözlemlendiği çalışmada, yerel çeşitlerin daha çok kışlık gelişme tabiatına sahip özellikler taşıdığı, özellikle tanede protein oranın ve biyolojik verimin artırılması çalışmalarında gen kaynağı olarak kullanılabilecek çok sayıda potansiyel yerel çeşit olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen verileri GGE biblot analiz metodolojisine göre değerlendirilmiş, yapılan değerlendirmede, tane verimi (TV), başakta tane sayısı (BSTS), başakta tane ağırlığı bakımından ST8 (kontrol) G80 (yerel) genotipleri en yüksek değerlere sahip olmuşlardır. Yerel genotipler bin tane ağırlığı (BTA), peduncle uzunluğu (PU), bitki boyu, tanede protein oranı (TPO), biyolojik verim (BV) ve başaklanma gün sayısı (BGS) bakımından daha yüksek değerlere sahip olurken, bu özellikler açısından G8 (yerel) en yüksek değerlere sahip olmuştur. İncelenen özellikler bakımından geniş bir varyasyona sahip olduğu tespit edilen bu yerel çeşitlerinin korunması ve gelecek kuşaklara aktarılması konusunun önemli olduğu ve aynı zamanda ulusal ve uluslararası buğday ıslah programlarında kullanılabilecek yararlı özelliklere sahip olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

Yerel çeşit, makarnalık buğday, tane verimi, kalite

Supporting Institution

Mardin Artuklu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

References

• Akçura, M. (2011). The relationships of some traits in Turkish winter bread wheat landraces. Turkish Journal Agriculture and Foresty, 35: 115-125.
• Akıncı, C., Gül, İ. ve Çölkesen, M. (1999). Diyarbakır Koşullarında Bazı Arpa Çeşitlerinin Tane ve Ot Verimi ile Bazı Verim Unsurlarının Belirlenmesi. Türkiye III. Tarla Bitkileri Kongresi. 15-18 Kasım, Adana, Türkiye.
• Aktaş, H. (2016). Drought tolerance ındıces of selected landraces and bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes derived from synthetic wheats. Applied Ecology and Envıronmental Research. 14(4): 177-189.
• Aktaş, H., Karaman, M., Erdemci, I., Kendal, E., Tekdal, S., Kılıç, H. ve Oral, E. (2017). Sentetik ve modern ekmeklik buğday genotiplerinin (Triticum aestivum L.) verim ve kalite özelliklerinin karşılaştırılması. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi (UTYHBD). 3(1): 25 – 32.
• Aktaş, H., Özberk, F., Oral, E., Baloch, F. S., Doğan, S., Kahraman, M. ve Çığ, F. (2018). Türkiye’nin Güneydoğu Anadolu Bölgesinin buğday genetik kaynakları bakımından potansiyeli ve sürdürülebilir olarak korunması. Bahri Doğdaş Araştırma Dergisi,.7: 47-54.
• Alipour, H., Bihamta, M.R., Mohammadi, V., Peyghambari, S.A., Bai, G. and Zhang, G. (2017). Genotyping-by-sequencing (GBS) revealed molecular genetic diversity of Iranian wheat landraces and cultivars. Frontiers Plant Science, 8: 1293-1299.
• Alp, A. ve Kün,E. (1999). Güneydoğu Anadolu Bölgesi yerel makarnalık buğday çeşitlerinin tarımsal ve kalite karakterleri üzerinde araştırmalar. Türkiye 3. Tarla Bitkileri Kongresi. 15-18 Kasım 1999. s.103- 108, Adana, Türkiye.
• Anonim (1990). Approved methods of the American Association of Cereal Chemist, St Paul, MN USA. Baenziger, P. S. and DePauw, R. M. (2009). Wheat Breeding: Procedure sand Strategies. In: Carver BF, ed. Wheat: ScienceandTrade. Ames, IA, USA:Wiley-Blackwell Publishing. 49: 275–308.
• Başer, İ., Korkut, K.Z. ve Bilgin, O. (2005). Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) kurağa dayanıklılıkla ilgili özellikler arasındaki ilişkiler. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(2): 253-259.
• Beharav, A., Cahaner, A. and Pinthus, M. J. (1998). Genetic correlations between culm length, grain yield and seedling elongation within tall (rht1) and semi-dwarf (Rht1) spring wheat (Triticum aestivum L.). European Journal of Agronomy,9: 35-40.
• Botwright, T. L., Rebetzke, G. J., Condon, A. G. and Richards, R. A. (2005). Influence of the gibberellin-sensitive Rht8 dwarfing gene on leaf epidermal cell dimensions andearly vigour in wheat (Triticum aestivum L.). Annals of Botany. 95: 631–639.
• Ellis, M. H., Rebetzke, G. J., Chandler, P., Bonnett, D. G., Spielmeyer, W. and Richards, R. A. (2004). The effect of different height reducing genes on the early growth of wheat. Functional. Plant Biology, 31: 583–589.
• Fayaz, F., Mardi, M., Aghaee, M., Darvish, F. and Talebi, R. (2013). Phenotypic diversity analysis of grain yield and yellow pigment content in germplasm collected from Iranian durum wheat (Triticum turgidum L.) landraces. Archives of Agronomy and Soil Science, 59: 1339–1357.
• Geçit, H. H. (1982). Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L. em Thell) çeşitlerinde ekim sıklıklarına göre birim alan değerleri ile ana sap ve çeşitli kademedeki kardeşlerin tane verimi ve verim komponentleri üzerine araştırmalar. (Doçentlik Tezi) Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Heun, M., Schafer-Pregl, R., Klawan, D., Castagna, R., Accerbi, M., Borghi, B. and Salamini, F. (1997). Site of einkorn wheat domestication identified by DNA fingerprinting. Science.278: 1312–1314.
• International Grains Council [IGC]. (2020).World GrainStatistics (2020).https://www.igc.int/en/subscriptions/subscription.aspx Erişim Tarihi: 21.05.2021.
• Kan, M., Küçükkangar, M., Morgounov, A., Keser, M., Özdemir F., Munintanov, H. O. ve Cualset, C. (2017). Türkiye’de yerel buğday popülasyonlarının durumu ve yerel buğday üreten üreticilerinin üretim kararlarında etkili olan faktörlerin belirlenmesi. Gazi Osman Paşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 34(2): 54-64.
• Kara, B., and Akman, Z. (2008). Comparison of yield and some quality components of wheat cultivar sand landraces. Turkish Journal of FieldCrops,13: 12-23.
• Karagöz, A., and Zencirci, N. (2005). Variation in wheat (Triticum spp.) landraces from different altitudes of three regions of Turkey. Genetic Resources and Crop Evolution,52: 775–785.
• Kaya, Y., Morgounov, A. I. and Keser, M. (2015). Genotype by environment interaction effects on plant height of wheat genotypes carrying rht 8 dwarfing gene. Turkish Journal of Field Crops, 20(2): 252-258.
• Kendal, E., Eren, A., Dogan, Y., Oral, E. and Koyuncu, M. (2019). Investigating the quality of durum wheat landraces and determination of parentstouse in breeding programs. Applied Ecology and Environmental Research, 3: 6031-6049.
• Keyes, G. J., Paolillo, D. J. and Sorrells, M. E. (1989). The effects of dwarfing genes Rht1 and Rht2 on cellular dimensions and rate of leaf elongation in wheat. Annal Botany, 64: 683–690.
• Khaliq, I., Parveen, N. and Chowdhry, M. A. (2004). Correlation and path coefficient analyses in bread wheat. International Journal of Agriculture and Biology,6(4): 633–635.
• Kyzeridis, N., Biesantz, A. and Limberg, P. (1995). Comparative trials with durum wheat landraces and cultivars in different ecological environments in the Mediterranean region. Journal of Agronomy and Crop Science, 174: 133–144.
• Liatukas, Z. and Ruzgas, V. (2011). Coleoptile length and plant height of modern tall and semi-dwarf European winter wheat varieties. ActaSocietatisBotanicorumPoloniae,80: 197–203.
• Lopes, M., Besyoni, I. and Baenziger, P. (2015). Exploiting genetic diversity from landraces in wheat breeding for adaptation to climate change. Journal of Experimental Botany,66 (12): 3477–3486.
• Moghaddam, M., Ehdaie, B. and Waines, J. C. (1997). Genetic variation and interrelationships of agronomic characters in landraces of breadwheatfrom Southeastern Iran. Euphtica,95: 361-369.
• Motzo, R. and Giunta, F. (2007). The effect of breeding on the phenology of Italian durum wheats: From landraces to modern cultivars. European Journal of Agronomy. 26: 462–470.
• Nazco, R., Villegas, D., Ammar, K., Peña, R. J., Moragues, M. and Royo, C. (2012). Can Mediterranean durum wheat landraces contribute to improved grain quality attributes in modern cultivars. Euphytica,185: 1–17.
• Öner, N., Başer, İ., Öner, F. ve Sarıbaş, Ö. (2016). Buğdayda yaprak analiziyle eksikliği belirlenen elementlerin yapraktan gübrelemeyle verim ve kalite üzerine etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 13(01): 44-51.
• Özkan, H., Brandolini, A., Schäfer-Pregl, R. and Salamini, F. (2002). AFLP analysis of a collection of tetraploid wheats indicates the origin of emmer and hard wheat domestication in southeast Turkey.Moecular. Biology Evoluation, 19: 1797–1801.
• Petersen, R. G. (1985). Augmented designs for preliminary yield trials (revised). Rachis, 4(1): 27-32.
• Philipp, N., Weichert, H., Bohra, U., Weschke, W., Schulthess, A. W. and Weber, H. (2018). Grain number and grain yield distribution along the spike remain stable despite breeding for high yield in winter wheat. PLOS One, 13(10): 1371.
• Rebetzke, G. J. and Richards, R. A. (2000). Gibberellic acid-sensitive dwarfing genes reduce plant height to increase kernel number and grain yield of wheat. Australian Journal of Agricultural Research, 51: 235–245.
• Rebetzke, G. J., Appels, R., Morrison, A. D., Richards, R. A., McDonald, G., Ellis, M. H., Spielmeyer, W. and Bonnett, D. G. (2001). Quantitative trait loci on chromosome 4B for coleoptile length and early vigour in wheat (Triticum aestivum L.). Australian Journal of Agricultural Research. 52: 1221–34.
• Rebetzke, G. J., Richards, R. A., Fischer, V. M. and Mickelson, B. J. (1999). Breeding long coleoptile, reduced height wheats. Euphytica, 106: 159–168.
• Royo, C., Martos, V., Ramdani., A, Villegas, D., Rharrabti, Y. and García del Moral, L. F. (2008). Changes in yield and carbon isotope discrimination of Italian and Spanish durum wheat during the 20th century. Agronomy Journal, 100: 352–360.
• Saylan, A., Koyuncu, M., Yıldırım, A., Güleç, T. E., Sönmezoğlu, Ö. A. and Kandemir, N. (2012). Some quality characteristics of selected durum wheat (Triticum durum L.) landraces. Turkish Journal of Agriculture and Foresty, 36: 1201-1210.
• Simmonds, N. W. (1995). The relation between yield and protein in cereal grain. Journal of the Science of Food and Agriculture, 67: 309-315.
• Talas, F., Longin, F. and Miedaner, T. (2011). Sources of resistance to Fusarium head blight within Syrian durum wheat landraces. PlantBreeding,130: 398–400.
• Tomás, D., Coelho, L. P., Rodrigues, J. C., Viegas, W. and Silva, M. (2020). Assessment of four Portuguese wheat landrace diversity to cope with global warming. Frontiers Plant Science, 10 (11): 1-11.
• TÜİK (2018). Türkiye İstatistik Kurumu. https://tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr [Erişim Tarihi:10.12.2019]. Worland, A. J., Sayers, E. J. and Korzun, V. (2001). Allelic variation at the dwarfing gene Rht8 locus and its significance in international breeding programmes. Euphytica,119: 150- 155.