Determination of the effects of heterosis and heterobeltiosis for key yield components in bread wheat (Triticum aestivum L.)

Abstract

In this study, the heterotic and heterobelthiotic performances of 28 hybrids, obtained by crossing of 14 bread wheat (Triticum aestivum L.) varieties during the 2015-2016 growing season under Bursa conditions, were evaluated for some important yield components. A wide genetic variation was observed in the experimental material in terms of the characters. The maximum heterosis and heterobelthiosis rates for plant height were found in the İzmir85xGolia-99 (%38-%26) and İzmir85xAldane (%25.46-%18.82) combinations, respectively. For spike length, the Köksal2000xAldane (%85.13-%67.9) and AldanexBereket (%80.5-%84.5) combinations showed the highest values. For the spikelet number trait, İzmir85xAldane (%33.9-%27.4) and İzmir85xGolia-99 (%29.5-%27.4) were prominent. In terms of grain number per spike, Köksal2000xCeyhan99 (%97-%73) and BereketxFlamura85 (%89.6-%73.8) combinations showed the highest values. For spike grain weight, Kırkpınar-79xTahirova2000 (%33.94-%20.8) combination stood out. Regarding 1000-grain weight, the BereketxAtilla-12 (%44.2-%20.8) and Ceyhan99xTahirova-2000 (%37-%27) combinations had the highest values. It was concluded that the varieties İzmir85, Aldane, Golia-99, and Bereket could be used as parents in hybridization programs to improve certain traits and could be recommended for increasing yield in bread wheat and for use in variety breeding studies.

Keywords

• Triticum aestivum L.
• Heterotic
• plant Breeding

Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) önemli tane verimi özellikleri için heterosis ve heterobeltiosis etkisinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, 2015-2016 yetiştirme sezonunda Bursa koşullarında 14 ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşidi ve bu çeşitlerin kendi arasında melezlenmesi sonucu elde edilen 28 adet hibritin heterotik ve heterobelthiyotik performansları bazı önemli verim bileşenleri açısından değerlendirilmiştir. Karakterler açısından deneysel materyalde geniş genetik varyasyon gözlenmiştir. Bitki boyu için maksimum heterosis ve heterobeltiosis oranları sırasıyla, İzmir85xGolia-99 (%38-%26) ve İzmir85xAldane (%25.46- %18.82) kombinasyonlarında, başak uzunluğu özelliğinde Köksal2000xAldane (%85.13-%67.9) ve AldanexBereket (%80.5-%84.5) kombinasyonlarında, başakçık sayısı özelliği için İzmir85xAldane (%33.9-%27.4), İzmir85xGolia-99 (%29.5- %27.4), başakta tane sayısı özelliği için Köksal2000xCeyhan99 (%97-%73) ve BereketxFlamura85 (%89.6-%73.8) kombinasyonlarında, başakta tane ağırlığı için Kırkpınar-79xTahirova2000 (%33.94-%20.8) kombinasyonunda, 1000 tane ağırlığı özelliği için ise BereketxAtilla-12 (%44.2-%20.8) ve Ceyhan99xTahirova-2000 (%37-%27) kombinasyonları bulunmuştur. İzmir85, Aldane, Golia-99, Bereket çeşitlerinin melezleme programlarında ebeveyn olarak yer almasının bazı özelliklerin iyileştirilmesi için kullanılabileceği ekmeklik buğdayda verimin artırılması ve çeşit ıslah çalışmaları için önerilebileceği sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Triticum aestivum L.
• Melez Azmanlığı
• Bitki Islahı

References

1. Ahmad, I.H., Mohammad, F., Ud-Din, S., Hassan, G., & Gul, R. (2006). Evaluation of the heterotic and heterobelthiotic potential of wheat genotypes for improvement yield. Pakistan Journal of Botany, 38 (4), 1159-1167.
2. Akbar, M., Khan, M.A., Rehman, A.U., & Ahmad, N. (2007). Heterosis and heterobelthiosis for improvement of wheat grain yield. The Journal of Agricultural Research, 45 (2), 87-94.
3. Akgün, N., & Yıldırım, T. (2001). Adaptation and yield stability of some bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars in different environments. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 25, 247-252.
4. Aykut, F., Yüce. S., Demir. İ., Akçalı Can, R.R., & Furan, M.A. (2005). Ekmeklik buğday çeşit ve hatlarının Bornova koşullarında performansları. Türkiye VI. Tarla Bitkileri Kongresi, 5-9 Eylül 2005. Antalya (Araştırma Sunusu Cilt I. Sayfa 89-93).
5. Baloch, M.J., Channa, G.M., Jatoi, W.A., Baloch, A.W., Rind, I.H., Arain, M.A., & Keerio, A.A. (2016). Genetic characterization in 5×5 diallel crosses for yield traits in bread wheat. Sarhad Journal of Agriculture, 32 (3), 127-133.
6. Baric, M., Sarcevic, H., & Keresa, S. (2004). Analysis of yield components of F1 hybrids of crosses between spring and winter wheat types (Triticum aestivum L.). Agriculture of Conceptual Science, 69, 11-15.
7. Bayhan, C., Bilgin, Ö., & Güler, M. (2023). Heterosis and combining ability analysis in some wheat hybrids. International Journal of Agriculture and Biology, 25 (3), 587-593.
8. Bhutta, W.M., Akhtar, J., Anvar-ul-Haq, M., & Muhammad, I. (2005). Estimation of heritability of some important traits in spring wheat (Triticum aestivem L.). Caderno de Pesquisa Serie Biologia. Santa Cruz do Sul, 17 (1), 20-27.

9. Bilgin, Ö., & Korkut, K.Z. (2005). Bazı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşit ve hatlarının dane verimi ve bazı fenolojik özelliklerinin belirlenmesi. Trakya Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 2 (1), 58-65.
10. Bilgin, Ö., & Korkut, K.Z. (2011). Hybrid vigor and combining ability for yield traits in bread wheat (Triticum aestivum L.). Cereal Research Communications, 39 (4), 552-560.
11. Borghi, B., Perenzin, M., & Corbellini, M. (1988). Heterosis and combining ability estimates in bread wheat. Crop Science, 28 (2), 337-340.
12. Briggle, L.W. (1963). Heterosis in wheat: A review. Crop Science, 3 (5), 407-412.
13. Chang, M.S., & Smith, J.D. (1967). Diallel analysis of inheritance of quantitative characters in grain sorghum. I. Heterosis and Inbreding Depression. Canadian Journal of Genetics and Cytology, 9, 44-51.
14. Çifci, E.A., & Yağdı, K. (2007). Inheritance of yield and its components in bread wheat (Triticum aestivum L.): Heterosis and heritability estimates. Journal of Agricultural Sciences, 13 (4), 213-221.
15. Çölkesen, M., Aslan, S., Eren, N., & Öktem, A. (1993). Şanlıurfa’da kuru ve sulu koşullarda farklı dozlarda uygulanan azotun Diyarbakır-81 makarnalık buğday çeşidinde verim ve verim unsurlarına etkisi üzerine bir araştırma. Makarnalık Buğday ve Mamulleri Sempozyumu, 1, Ankara, 486-495.
16. Dağüstü, N., & Bölük, S. (2002). Combining ability and heterosis for grain yield and related characters in bread wheat. Cereal Research Communications, 30 (1-2), 169-176.
17. Dumlupınar, Z., Güngör, H., Dokuyucu, T., Filiz, E., Ocaktan, H., Uysal, A., Erdinçoğlu, G., & Akkaya, A. (2018). 8x8 ekmeklik buğday diallel Melez F3 popülasyonunda heterosis ve heterobeltiosis’in saptanması. Ziraat Mühendisliği, 366, 5-13.
18. Farooq, J., & Khaliq, I. (2004). Estimation of heterosis and heterobeltiosis of some quantitative characters in bread wheat crosses. Asian Journal of Plant Sciences, 3 (4), 508-511.
19. Ferahoğlu, E. (2018). Ekmeklik buğday diallel melezlerinde verim komponentlerinin kalıtımı ve melez gücü (Yüksek Lisans Tezi). Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi .
20. Fischer, R.A. (1975). Yield potential in a dwarf spring wheat and effect of shading. Crop Science, 15, 607-613. Fonseca, S.M., & Patterson, F.L. (1968). Hybrid vigor in seven parental wheat crosses. Crop Science, 8 (1), 85-88.
21. Freeman, G.F. (1919). The role of heterosis in development of maize hybrids. Journal of Agricultural Research, 18, 57-76.
22. Hussain, F., Hussain, M., Iqbal, M.M., Akhtar, M.A., Zulkiffal, M., & Din, R.U. (2007). Heterosis studies in wheat crosses. The Journal of Agricultural Research, 45 (4), 337-343.
23. İlker, E., Tonk, F.A., & Tosun, M. (2010). Heterosis for yield and its components in bread wheat crosses among powdery mildew resistant and susceptible genotypes. Pakistan Journal of Botany, 42 (1), 513-522.
24. Inamullah, H.A., Mohammadi, F., Dın, S.U., Hassan, G., & Gul, R. (2006). Evaluation of the heterotic and heterobeltiosisotic potential of wheat genotypes for improved yield. Pakistan Journal of Botany, 38 (4), 1159-1167.
25. Jaiswal, K.K., Pandey, P., Marker, S., & Anurag, P.J. (2010). Heterosis studies for improvement in yield potential of wheat (Triticum aestivum L.). AAB Bioflux, 2 (3), 273-278.
26. Kalhoro, F.A., Rajpar, A.A., Kalhoro, S.A., Mahar, A., Ali, A., Otho, S.A., Soomro, R.N., Ali, F., & Baloch, Z.A. (2015). Heterosis and combing ability in F1 population of hexaploid wheat (Triticum aestivum L.). American Journal of Plant Sciences, 6, 1011-1026.
27. Khaliq, A., Chaudhry, M.A., Nabi, G., & Shah, A.H. (1985). Study of heterosis in various interspecific crosses of wheat. The Journal of Agricultural Research, 23, 5-9.
28. Khan, N.I., & Bajwa, M.A. (1989). Potential of hybrid wheat in Punjab. Sarhad Journal of Agriculture, 5, 381-386.
29. Kutlu. İ. (2012). Buğdayda diallel melez analizi ile tarımsal ve kalite özelliklerinin kalıtımının belirlenmesi (Doktora tezi). Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi
30. Poehlman, J.M., & Sleeper, D.A. (1995). Breeding field crops. 4th edition. ANI, INC. Westport, Connecticut
31. Rasul, I., Khan, A.S., & Ali, Z. (2002). Estimation of heterosis for yield and some yield components in bread wheat. International Journal of Agriculture and Biology, 4 (2), 214-216.
32. Sadeque, Z., Bhowmik, A., & Ali, M.S. (1991). Estimates of heterosis in wheat (Triticum aestivum L.). Annals of Bangladesh Agriculture, 1, 75-79.
33. Sharif, M., Saleem, M., & Anwar, M. (2001). Combining ability and heterosis for some metric traits in bread wheat. Pakistan Journal of Agricultural Sciences, 38 (1-2), 5-9.
34. Sharma, J.R., Chaudhary, B.D., & Singh, I. (1986). Heterosis in bread wheat. Theoretical and Applied Genetics, 73 (5), 777-781.
35. Shull, G.H. (1914). The composition of a field of maize. Journal of Heredity, 5, 296-301.
36. Singh, S., Sharma, S.K., & Sharma, R.P. (2004). Heterosis and inbreeding depression in bread wheat (Triticum aestivum L.). Indian Journal of Agricultural Research, 38 (2), 77-81.
37. Tulukçu, E. (2004). Diallel melezleme yöntemiyle bor içeriği düşük topraklara uygun ekmeklik buğday anaç ve melezlerinin belirlenmesi ile verim ve verim öğelerinin kalıtımı (Doktora tezi). Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi
38. Uzun, P. (2021). Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) diallel melez analizi ile bazı morfolojik ve tarımsal özelliklerin kalıtım durumlarının ve kombinasyon yeteneklerinin belirlenmesi (Doktora tezi). Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi
39. Yağbasanlar, T. (1990). Çukurova koşullarında bazı ekmeklik (Triticum aestivum L.) ve makarnalık (Triticum durum Desf.) buğday melezlerinde F1 populasyonunun bitkisel özellikleri ve melez gücü üzerine bir araştırma. Ç.Ü.Z.F. Dergisi, 5 (3), 145-160.
40. Yağdı, K., & Karan, Ş. (2000). Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) melez gücünün saptanması. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 24, 231-236. Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tezSorguSonucYeni.jsp
41. Yazıcı, E. (2015). Ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) 7x7 yarım diallel melez F2 döllerinde bazı tarımsal ve kalite özellikleri için heterosis ve kombinasyon yeteneklerinin tahmin edilmesi. Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Tekirdağ.
42. Yıldırım, M. (2005). Seçilmiş altı ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) çeşidinin diallel F1 melez döllerinde bazı tarımsal. fizyolojik ve kalite karakterlerinin kalıtımı üzerinde bir araştırma (Doktora tezi). Erişim adresi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi