Morfolojik ve Moleküler Yöntemlerle Çeltikte (Oryza sativa L.) Generatif Dönem Soğuk Stresinin Etkilerinin Belirlenmesi

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 1, 1 - 9, 15.02.2021

Rasim Unan , Temel Gençtan

https://doi.org/10.7161/omuanajas.669387

Öz

Çeltik tropikal bir bitki olup soğuktan olumsuz yönde etkilenmektedir, bununla birlikte Türkiye gibi ılıman iklim bölgelerinde tarımı yapılmaktadır. Bu çalışma bazı çeltik genotiplerinde generatif dönemde kontrollü şartlarda oluşturulan soğuk stresinin etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Deneme 13 çeltik genotipi üzerinde Edirne Trakya Tarımsal Araştırma Enstitüsünde 2013, 2014 ve 2015 yıllarında yürütülmüştür. Generatif dönemdeki çeltikler bitki büyütme kabininde 8 gün boyunca 9 °C soğuk uygulaması yapılmış ve sera ortamına transfer edilerek olgunlaşma dönemi sonunda hasat edilmiştir. Deneme tesadüf parselleri deneme deseninde 3 tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Hasatta sterilite ölçümü yapılarak genotipler generatif dönem soğuk stresi yönünden sınıflandırılmıştır. Sonuçta kontrol uygulamasında % 11.3 sterilite ölçülürken, soğuk uygulamasında % 30.8 sterilite ölçülmüştür. Soğuk stresi sterilite oranını % 272.6 artırmıştır. Indika tipi çeltiklerin Japonika tipi çeltiklere göre daha hassas oldukları gözlenmiştir. Tunca, Hamzadere ve IR50 çeşitleri hassas olarak belirlenirken, Paşalı, Mevlütbey ve Halilbey çeşitleri toleranslı olarak belirlenmiştir. Ayrıca moleküler tekniklerle, üç, yedi ve dokuzuncu kromozom üzerinde bulunan üç farklı QTL (Kantitatif Özellik Lokusu) bölgesi taranarak generatif dönemde soğuk toleransı incelenmiştir. Moleküler sonuçlarla morfolojik sonuçların benzer olduğu tespit edilmiştir. Generatif dönemde soğuk stresi yaşanan bölgelerde seçilen çeşitlerin kullanılması tavsiye edilmektedir. tavsiye edilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Çeltik, generatif dönem, soğuk stresi, Stretilite

Destekleyen Kurum

Tagem

Proje Numarası

TAGEM /TA/ 00

Teşekkür

Bu çalışma TAGEM tarafından desteklenmiştir, Namık Kemal Üniversitesinde tamamlanan doktora tezinin bir bölümünü içermektedir.

Determination Of Cold Stress Effect At Reproductive Stage In Rice By Morphological And Molecular Methods

Öz

Rice is a tropical plant and does not have an inbuilt resistance to cold, however, in Turkey and elsewhere it is grown in temperate regions. Evaluation of cold tolerance under controlled temperature conditions may be performed. The aim of this study was to determine the effect of cold stress on rice genotypes at the booting stage. The experiment conducted on 13 rice genotype at Edirne Trakya Agricultural Research Institute in 2013, 2014 and 2015. The experiments were designed in a randomized plot with 3 replicates. Cold tolerance was evaluated on Booting stage by-holding them at 9°C for 8 days then rice transfered greenhouse until maturity time. Rice panicle harvested and genotyps classed in cold tolerance class according to sterility percentage at booting stage cold stress. Results revealed that cold stress increased the sterility 272.6%. Sterility was measured 11.3% and 30.8% in control and cold stress application, respectively. The varieties which Tunca, Hamzadere and IR50 were found as susceptible. Pasalı Mevlutbey and Halilbey varieties were found as tolerant at booting stage. It was observed that indicated types where more susceptible to cold than Japonca types. Furthermore, it was aimed to determine cold stress at booting stages by molecular methods as inspecting three QTLs on 3, 7, 9 number genes, respectively. It was determined similar results between molecular and morphological cold tolerance results. It is recommended to grow up the selected rice varieties in the regions where cold stress occur during the booting stage.

Anahtar Kelimeler

Booting stage, cold stress, rice, Sterility

Proje Numarası

TAGEM /TA/ 00

Kaynakça

• Andaya, V.C., Mackill, D.J., 2003. QTLs conferring cold tolerance at the booting stage of rice using recombinant inbred lines from a japonica 9 indica cross. Theor Appl Genet 106:1084–1090 Bodapati, N., Gunawardena, T., Fukai, S., 2005. Increasing Cold Tolerance in Rice by selecting for high polyamine and gibberellic acid content. RIRDC Publication No 05/090. ISBN 1 74151 153 4 ISSN 1440-6845
• Chung, G.S., 1979. The Rice Cold Tolerance Program in Korea. Report Of A Rice Cold Tolerance Workshop. IRRI Publications Manila, Philippines.
• Ghadirnezhad, R., Fallah, A., 2014. Temperature Effect on Yield and Yield Components of Different Rice Cultivars in Flowering Stage. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Agronomy, Article ID 846707, 4 pages.
• Glaszmann, J.C., Kaw, R.N., Khush, G.S., 1990. Genetic divergence among cold tolerant rices (Oryza sativa L.). Euphytica 45: 95-104.
• Jacobs BC, Pearson CJ (1999). Growth, development and yield of rice in response to cold temperature. J. Agron. Crop Sci.-Z. Acker Pflanzenbau 182(2): 79-88.
• Khalif, A.A., Wahab, A.A.E., El-Ekhtyar, A.M., Zaed, B.A., 2007. Response of some hybrid rice varieties to irrigation intervals under different dates of sowing. African Crop Science Conference Proceedings. 8:67-74.
• Kim, S.M., Suh, J.P., Lee, C.K., Lee, J.H., Kim, Y.G., Jena, K.K., 2014. QTL mapping and development of candidate gene‑derived DNA markers associated with seedling cold tolerance in rice (Oryza sativa L.). Mol Genet Genomics 289:333–343
• Kün, E., 1985. Sıcak iklim tahılları. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yay.:953, Ders Kitabı: 275 Ankara Üniversitesi. Basımevi, Ankara.
• Li, S.C., Zeng, Y.W., Shen, S.Q., Pu, X.Y., 2004. Cold Tolerance of Core Collection at Booting Stage Associated with Eco-geographic Distribution in Yunnan Rice Landrace (Oryza sativa), China. Rice Science. 11(5-6): 261-268 .
• Molina, J., Sikora, M., Garud, N., Flowers, J.M., Rubinstein, S., Reynolds, A., Huang, P., Jackson, S., Schaal, B.A., Bustamante, C.D., Boyko, A.R., Purugganan, M.D., 2011. Molecular evidence for a single evolutionary origin of domesticated rice. PNAS 108 (20): 8351-8356. Doi: 10.1073/pnas.1104686108.
• Mori, M., Onishi, K., Tokizono, Y., Shinada, H., Yoshimura, T., Numao, Y., Miura, H., Sato, T. 2011. Detection of a novel quantitative trait locus for cold tolerance at the booting stage derived from a tropical japónica rice variety Silewah. Breeding Science 61: 61-68.
• Satake, T., 1989. Male sterility caused by cooling treatment at the young microspore stage in rice plants. XXIX. The mechanism of enhancement in cool tolerance by raising water temperature before the critical stage. Jpn J Crop Sci., 58: 240–245
• Şavşatli, Y., Köycü, C., Gülümser, A. 2006. Fideleme ve Serpme Ekim Yöntemlerinin Bazi Çeltik Çeşitlerinde Verim Ve Verim Unsurlarina Etkileri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi. 21(1): 6-13
• Şavşatlı, Y., Gülümser, A., Sezer, İ., 2008. Samsun Ekolojik Şartlarında Yetiştirilen Çeltik Genotiplerinin Verim Ve Verim Unsurları Bakımından Karşılaştırılması. OMÜ Zir. Fak. Dergisi 23(1): 7-16.
• Suh, P., Jeung, J.U., Lee, J.I., Choi, Y.H., Yea, Y.D., Virk, P.S., Mackill, D.J., Jena, K.K., 2010. Identification and analysis of QTLs controlling cold tolerance at the reproductive stage and validation of effective QTLs in cold-tolerant genotypes of rice (Oryza sativa L.). Theor Appl Genet 120: 985–995 Doi 10.1007/s00122-009-1226-8.
• Sürek, H., 2002. Çeltik tarımı kitabı. Hasad yayıncılık, İstanbul.
• Zenna, N., Ndomondo, M., Kwayu, R., Kumashiro, T. 2014. Phenotypic Evaluation of Rice for Reproductive Stage Cold Tolerance. 4th International Rice Congress & 5th Temperate Rice Conference Oct 28-Nov 1, 2014 Bangkok-Thailand.
• Zhou, L., Zeng, Y., Hu, G., Pan, Y., Yang, S., You, A., Zhang, H., Li, J., Li, Z., 2012. Characterization and identification of cold tolerant near-isogenic lines in rice. Breeding Science 62: 196–201 doi:10.1270/jsbbs.62.196