Determination of the Mutagenic Effect of Different Gamma Radiation Doses Applications on Some Agricultural Characteristics of Barley in M2 Generation

Abstract

This study was aimed to determine the effects of different doses of gamma radiation (200, 300, 400 and 500 Gy) on some agricultural properties of M2 generation of ‘Tarm-92’ barley variety. The research was conducted in 2016-2017 vegetation period under Isparta conditions. Total 10 plots were taken in the study as control (non-irradiated), 200, 200 A, 300, 300 A, 400, 400 A, 400 A (Ç.B.) 500 and 500 A gray doses. The plots were fertilized with 10 kg/da nitrogen and 6 kg/da phosphorus (P2O5). During the study the data on plant height, spike length, number of grain per spike and weight of grain per spike were collected. Results showed that average plant height was 72.10 cm in the control and ranged from 55.19 to 70.22 cm in M2 generation. Spike length ranged from 7.43 to 9.13 cm in M2 generation and was 8.71 cm in the control plants. The number of seed per spike was 23.49 in control, whereas it ranged from 20.36 to 23.42 in M2 generation. The seed weight per spike was 2.73 g in control and ranged from 1.25 to 2.46 g in M2 generation. While gamma radiation reduced plant height, number of seed per spike, weight of seed per spike it increased spike length compared to control plants in ‘Tarm-92’ barley variety. The results indicated that 300 and 400 Gy applications produced more variations in terms of examined agricultural characteristic.

Keywords

• Barley,Gamma-rays,Plant length,Spike characters

Farklı Gama Radyasyon Dozu Uygulamalarının M2 Generasyonunda Bazı Tarımsal Özellikler Üzerine Mutagenik Etkilerinin Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma, Tarm-92 iki sıralı arpa çeşidi tohumlarına uygulanan farklı dozlarda gama ışınının (200, 300, 400 ve 500 Gy) M2 bitkilerinde bazı tarımsal özellikler üzerine etkilerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Araştırma Isparta koşullarında 2016-2017 vejetasyon döneminde yürütülmüştür. Araştırmada kontrol (ışın uygulanmamış), 200, 200 A, 300, 300 A, 400, 400 A, 400 A (Ç.B.) 500 ve 500 A gray dozları olmak üzere toplam 10 parsel yer almıştır. Parsellere dekara 10 kg/da azot ve 6 kg/da fosfor (P2O5) hesabıyla gübre uygulanmıştır. Araştırmada gama ışınlarının bitki boyu, başak uzunluğu, başakta tane sayısı ve başakta tane ağırlığı üzerine etkileri incelenmiştir. Araştırma sonucunda; ortalama bitki boyu kontrolde 72.10 cm, M2 generasyonunda 55.19-70.22 cm; başak uzunluğu kontrolde 8.71 cm, M2 generasyonunda 7.43-9.13 cm; başakta tane sayısı kontrolde 23.49 adet, M2 generasyonunda 20.36-23.42 adet, başakta tane ağırlığı kontrolde 2.73 g iken M2 generasyonunda 1.25-2.46 g arasında değişim göstermiştir. İncelenen özelliklerden bitki boyu, başakta tane sayısı, başakta tane ağırlığında kontrol grubuna göre gama radyasyon uygulaması ile genel olarak azalma, başak uzunluğunda artış gözlemlenmiştir. Araştırma sonucunda; 300 ve 400 Gy uygulamalarında incelenen özellikler yönünden daha fazla varyasyonun meydana geldiği belirlenmiştir.

Keywords

• Arpa,Gama-ışını,Bitki boyu,Başak özellikleri

References

1. [1] Alkan, F. R., Kandemir, N. 2015. Tokak Yerel Arpa Çeşidi İçinden Seçilen Saf hatların Bazı Gıda, Yem ve Tarımsal Özellikler Bakımından Varyasyonları. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 24 (2), 124-139.
2. [2] Sipahi, H., Sayım, İ., Ergün, N., Çetin, G. 2010. Maltlık Kalitesi Yüksek Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşitlerinin Geliştirilmesi. (Biyoteknoloji iş paketi: İkiye katlanmış haploid bitkilerin üretilmesi). Tübitak Projeleri. Maltlık Arpa Geliştirme Projesi (TÜBİTAK1007-KAMAG 105 G 083) 2006-2010.
3. [3] Anonim, 2019. Tarım Ürünleri Piyasası Arpa. https://arastirma.tarimorman.gov.tr/tepge/Belgeler/PDF%20Tarım%20Ürünleri%20Piyasaları/2018Ocak%20Tarım%20Ürünleri%20Raporu/2018-Ocak%20Arpa.pdf (Erişim Tarihi: 21.10.2019).
4. [4] Sirat, A., Sezer, İ. 2009. Bafra Ovası Koşullarına Uygun Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşitlerinin Belirlenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 24(3), 167-173.
5. [5] Micke, A., Donini, B., Maluszynski, M. 1987. Induced Mutations for Crop Improvement-a review. Tropical Agricultural (Trinidad), 64 (4), 259-278.
6. [6] Maluszynski, M., Nichterlein, K., Van Zanten, L., B. S. Ahloowalia, B. S. 2000. Officially Released Mutant varieties-the FAO/IAEA Database. Mut. Breed. Rev., 12: 1-84.
7. [7] Latif, A., Siddiqui, S. H., Aqeel, M., Khan, F. M., Khan, H., 1995. Variation in Genetic Parameters of Barley and Triticale After Seed Irradiation. Sarhad Journal of Agriculture, 11 (5), 627-630.
8. [8] Din, R., Qasim, M., Ahmad, K., Jehan, S., 2003. Study of Days Taken to Earing Initiation and Earing Completion in M1 Generation of Different Wheat Genotypes Irradiated with Various Doses of Gamma Radiation. Asian Journal of Plant Science, 2 (12), 894-896.

9. [9] Maluszynski, M., Iwona Szarejko, I., Bhatia, C. R. Nichterlein, K. Pierre, J. L. Lagoda, P. J. L. 2009. Methodologies for generating variability. In: Ceccarelli S., Guimar E. P., Weltzien E., editors. Plant breeding and farmer participation.Rome: Food and Agriculture Organization (FAO);http://www.fao.org/docrep/012/i1070e/i1070e00.htm (Erişim Tarihi: 10.10.2019).
10. [10] Çelebi, Y. 2016. İki Sıralı Tokak Arpa (Hordeum vulgare L.) Çeşidi ile Bundan Elde Edilen Mutant Hatların Bazı Fenolojik ve Tarımsal Özellikler Yönünden Karşılaştırılması. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Fakültesi, Yüksek Lisans Tezi, 53s, Erzurum.
11. [11] Turan, H. N., 2007. Gama ışınlamanın makarnalık buğday bitkisinde (Triticum durum Desf.) haploid embriyo üretimi ve bitki regenerasyonuna etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, 56s, Isparta.
12. [12] McClung, A. M., Cantrell, R. G., Quick, J. S., Gregory, R. S. 1986 Influence of the Rht1 Semidwarf Gene on Yield Component and Grain Protein in Durum Wheat. Crop Science, 26, 1095-1098.
13. [13] Bilgen, G. 1989. Yabani x kültür arpa melezlerinde genetik analizi ve bunlardan ıslahta yararlanma olanakları. Ege Ünüversitesi, Fen bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 82s, İzmir.
14. [14] Bilge, E., Ersoy, G. 1972. Streptomicin, X Işınları ve Gamma Işınları ile Muamelenin Hordeum vulgare (arpa) Üzerine Etkileri. Türk Biyoloji Dergisi, 22, 42-49.
15. [15] Başer, İ., Bilgin, O., Sara, E., Yorgancılar, Ö. 1997. Uzun Boylu Makarnalık Buğday Çeşitlerine Uygulanan Farklı Dozdaki Gamma Işınlarının Bitki Boyu, Tane Verimi ve Bazı Tarımsal Özellikler Üzerine Etkisi. II. Tarla Bitkileri Kongresi, 25-27 Eylül, Samsun, 26-31.
16. [16] Katipoğlu, H. T. 1995. Kaya (Hordeum distichon) ve Gem (Hordeum vulgare) arpa çeşitlerinin tohumlarına uygulanan farklı dozlardaki gamma (J) ışınlarının M1 bitkileri üzerindeki etkileri. Çukurova Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 81s., Adana.
17. [17] Bouma, J., Ohnoutka, Z. 1991. Importance and Application of the Mutant ‘Diamant’ in Spring Barley Breeding. In: Plant Mutation Breeding for Crop Improvement. 1. IAEA, Vienna, 127-133.
18. [18] Güllap, M. K. 2006. Yazlık iki sıralı arpa (Hordeum vulgare L.)’da mutant çeşit adaylarının belirlenmesi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 54 s., Erzurum.
19. [19] Başer, İ., Bilgin, O., Korkut, K., Balkan, A. 2007. Makarnalık Buğdayda Mutasyon Islahı ile Bazı Kantitatif Karakterlerin Geliştirilmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 13 (4), 346-353.
20. [20] Koç, A., Akgün, İ. 2018. Batı Akdeniz’de ICARDA-CIMMYT Ekmeklik Buğday Genotiplerinin Verim ve Kalite Yönünden Karşılaştırılması. Ziraat Mühendisliği Dergisi, 365, 22-33.
21. [21] Başar, H., Tümsavaş, Z., Katkat, A., V., Özgümüş, A. 1998. Saraybosna Buğday Çeşidinin Verim ve Bazı Verim Kriterleri Üzerine Değişik Azotlu Gübrelerin ve Azot Dozlarının Etkisi. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 22, 56-63.
22. [22] Yıldırım M., Budak N. 1989. Progeny Testing Results of Lines Selected from Mutant Population of Kaya Barley Cultivar. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Fakültesi Dergisi, 26, 79-86.
23. [23] Kubba, A. J., Ibrahim, F. 1989. Semi Dwarf Mutants from Bread Wheat Cultivar Inia 66. Mutation Breeding Newsletter, 34, 10-12.
24. [24] Butnaru, G. 1991. Mutagenesis in Triticale. National Wheat Research Center, Proceedings of the Second International Triticale Symposium Mexico DF (Mexico) CIYMMT, p. 154 156.
25. [25] Singh, M., Khanna, V. K. 1988. Effect of Gamma Radiations on the Crossability of Wheat, Triticale and Rye and on Meiosis, Pollen Grain Germination and Pollen Tube Growth. Cytology, 53, 123-130.
26. [26] Akgün, İ., Tosun, M. 2004. Agricultural and Cytological Characteristics of M1 Perennial Rye (Secale montanum Guss.) as Effected by the Application of Different Doses of Gamma Rays. Pakistan Journal of Biological Sciences, 7 (5), 827-833.
27. [27] Çiftçi, C. Y., Akbay, G., Ünver, S. 1988. Kunduru-1149 (Triticum durum L.) Makarnalık Buğday Çeşidine Uygulanan Farklı EMS (Ethyl Methane Sulphonate) Dozlarının M1 Bitkilerinin Bazı Özellikleri Üzerine Etkileri, I. Ankara Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Yıllığı, 39 (1-2) 337-342. [28] Tutluer, M. İ. 1993. Çok yıllık çavdar (Secale montanum Guss.)'dan gamma radyasyon ile yem çavdarı elde etme imkanları ve mitoz mayoz bölünmelerde görülen değişiklikler. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 144s, Ankara.
28. [29] Rachovska, G., Dimova, D. 2000. Effect of Sodium Azide and Gamma Rays on M1 Quantitative Characteristicts of the Productivity and their Connection with M2 Mutation Changes in Winter Common Wheat. Rateniev’dni Nauki, 37 (7). 413-419.
29. [30] Yıldırım, M. B., Çağırgan, M. I., Turgut, I. 1987. Arpa Mutant Populasyonlarında Seleksiyon Uygulaması. Türkiye Tahıl Sempozyumu, 6-9 Ekim, Bursa, 473-481.
30. [31] Eser, D., Sağel, Z., Tutluer, M. I., Peşkircioğlu, H., Atilla, A. S. 1991. The Effect of Gamma Radiation Doses on Some Characters in M1 Generation of Large Seeded Type Green Lentil Pul-11 Cultivar. Turkish Journal of Nuclear Sciences, 18 (2), 5-15.
31. [32] Peşkircioğlu, H., Tutluer, M., Sağel, Z., Şenay, A. 1996. Mutant Arpa Popülasyonunda Bazı Verim Öğelerindeki Varyasyonun Saptanması. IV. Ulusal Nükleer Tarım ve Hayvancılık Kongresi, 25-27 Eylül, Bursa, 58-63.
32. [33] Sirat, A., Sezer, İ. 2017. Bafra Ovasında Yetiştirilen Bazı İki Sıralı Arpa (Hordeum vulgare conv. distichon) Çeşitlerinin Verim, Verim Öğeleri ile Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 14(1), 77–87.
33. [34] İmamoğlu, A., Yılmaz, N. 2012. Bursa Ekolojik Koşullarında Bazı Arpa (Hordeum vulgare L.) Genotiplerinin Verim ve Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Anadolu Dergisi, 22 (2), 13 – 36.
34. [35] Balkan, A., Bilgin, O., Başer, İ., Balaban, D. G., Demirkan, A. K., Deviren, B. 2019. Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.) Genotiplerinde Tane Verimi ve Verimli İlişkili Özelliklerin Gama Işını Kullanılarak Mutasyon Islahı İle Geliştirilmesi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 16 (1), 97-105.
35. [36] Khan, K., Ilbal, M., Azim, F., Sher, H. 2003. Effect of Gamma Irradiation on Yield and Yield Components of Barley (Hordeum vulgare L.)Pakistan Journal of Biological Sciences, 6 (19), 1695-1697.