Evaluating the Element Contents of Durum Wheat Landraces Pure Lines in Çanakkale Conditions

Year 2020, , 368 - 374, 24.04.2020

Onur Hocaoğlu Mevlüt Akçura Mahmut Kaplan

https://doi.org/10.30910/turkjans.725803

Abstract

Wheat landraces are often utilized in breeding programs for their potential to improve the grain quality of new varieties. Our goal is to evaluate thousand kernel weights (TKW), percentages of the yellowberry kernels (PYK), B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, S and Zn contents of 25 landraces derived durum wheat pure lines collected from the fauna of Turkey to identify promising candidates. Field trials were conducted in Çanakkale in 2015-2016 and 2016-2017 growing seasons and element contents of pure lines were determined by using ICP-OES. Differences between durum wheat landraces were found statistically significant by all traits (p<0.01). Correlation analysis demonstrated that Ca, Cu and Mg contents of pure lines were positively correlated to each other. Results suggested a valuable variability among durum wheat genotypes in terms of their element contents. Promising candidates were selected for future breeding programs.

Keywords

Durum wheat, element, Çanakkale, biofortification, landraces

Supporting Institution

Authors thank COMU BAP commission for their financial support under the project no: FBA-2018-2608.

Çanakkale Koşullarında Yerel Makarnalık Buğday Hatlarının Çeşitli Element İçeriklerinin Değerlendirilmesi

Abstract

Buğday ıslahında tane kalitesinin geliştirilmesi amcaıyla yerel buğdaylardan yaygın olarak yararlanılmaktadır. Bu çalışmada Türkiye faunasından toplanmış yerel makarnalık buğdaylardan elde edilen 25 adet yerel hat arasından bu potansiyele sahip hatları belirlemek amacıyla bin tan ağırlığı (BTA), dönmeli tane oranı (DTO) ile B, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, P, S ve Zn içerikleri incelenmiştir. Araştırma Çanakkale’de 2015-2016 ve 2016-2017 yetiştirme mevsimlerinde yürütülmüş, parsellerden elde edilen tane örneklerinin element içerikleri ICP-OES yöntemi ile belirlenmiştir. İncelenen tüm özellikler bakımından makarnalık buğday hatları arasında gözlemlenen farklılıklar istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (p<0.01). Korelasyon analizi sonucunda hatların Ca, Cu ve Mg içeriklerinin birbirleri ile olumlu ve önemli bir ilişki içerisinde bulundukları belirlenmiştir. Araştırma bulgularından yola çıkılarak makarnalık buğday yerel hatlarının element içerikleri bakımından dikkate değer bir çeşitlilik gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. Belirli elementler bakımından ümitvar hatlar seçilmiştir.

Keywords

: Makarnalık buğday, element, Çanakkale, biyofortifikasyon, yerel çeşitler

References

• Anonymous. 2019. Toprak Mahsulleri Ofisi Genel Müdürlüğü 2019 Dönemi Hububat Alım Baremi. (http://www.tmo.gov.tr) (In Turkish. Date of access: 11.06.2019).
• Akçura, M. 2011. The relationships of some traits in Turkish winter bread wheat landraces. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 35(2), 115-125.
• Akcura, M., Turan, V., Kokten, K., Kaplan., M. 2019. Fatty acid and some micro element compositions of cluster bean (Cyamopsis tetragonoloba) genotype seeds growing under Mediterranean climate. Industrial crops and products, 128: 140-146.
• Altıntaş, S., Toklu, F., Kafkas, S., Kilian, B., Brandolini, A., Özkan, H. 2008. Estimating genetic diversity in durum and bread wheat cultivars from Turkey using AFLP and SAMPL markers. Plant Breeding, 127(1), 9-14.
• Ateş Sönmezoğlu, Ö., Bozmaz, B., Yildirim, A., Kandemir, N., Aydin, N. 2012. Genetic characterization of Turkish bread wheat landraces based on microsatellite markers and morphological characters. Turkish Journal of Biology, 36(5), 589-597.
• Cakmak, I., Pfeiffer, W. H. 2010. Biofortification of Durum Wheat with Zinc and Iron. Cereal Chem. 87(1):10–20.
• Ficco, D. B. M., Riefolo, C., Nicastro, G., De Simone, V., Di Gesu, A. M., Beleggia, R., Platani, C., Cattivelli, L., De Vita, P. 2009. Phytate and mineral elements concentration in a collection of Italian durum wheat cultivars. Field Crops Research, 111(3), 235-242.
• Figliuolo, G., Mazzeo, M., Greco, I. 2007. Temporal variation of diversity in Italian durum wheat germplasm. Genetic Resources and Crop Evolution, 54(3), 615-626.
• Gökgöl, M. 1939. Türkiye Buğdayları Cilt II, Yeşilköy Tohum Islah Enstitüsü, Yayın No: 14.
• Güleç, T. E., Sönmezoğlu, Ö. A., Yıldırım, A. 2010. Makarnalık bugdaylarda kalite ve kaliteyi etkileyen faktörler. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2010(1), 113-120.
• Hakkı, E. E., Dograr, N., Pandey, A., Khan, M. K., Hamurcu, M., Kayis, S. A., Gezgin, S, Ölmez, F., Akkaya, M. S. 2014. Molecular and elemental characterization of selected Turkish durum wheat varieties. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 42(2), 431-439.
• Hocaoğlu, O., Akçura, M. 2014. Evaluating yield and yield components of pure lines selected from bread wheat landraces comparatively along with registered wheat cultivars in Canakkale ecological conditions. Türk Tarım ve Doğa Bilimleri Dergisi, 1(Özel Sayı-2), 1528-1539.
• Kabbaj, H., Sall A. T., Al-Abdallat, A., Geleta, M., Amri, A., Filali-Maltouf, A., Belkadi, B., Ortiz, R., Bassi, F. M. 2017. Genetic Diversity within a Global Panel of Durum Wheat (Triticum durum) Landraces and Modern Germplasm Reveals the History of Alleles Exchange. Front Plant Sci. 2017 doi: 10.3389/fpls.2017.01277.
• Karagöz, A., Zencirci, N. 2005. Variation in wheat (Triticum spp.) landraces from different altitudes of three regions of Turkey. Genetic Resources and Crop Evolution, 52(6), 775-785.
• Konvalina, P., Moudrý jr, J., Moudrý, J. 2008. Quality parametres of emmer wheat landraces. Journal of Central European Agriculture, 9(3), 539-545.
• Martinez-Ballesta, M. C., Dominguez-Perles, R., Moreno, D. A., Muries, B., Alcaraz-Lopez, C., Bastias, E., Garcia-Viguera, C., Carjaval, M., 2010. Minerals in plant food: effect of agricultural practices and role in human health. A review. Agronomy for Sustainable Development, Springer Verlag/EDP Sciences/INRA, 30 (2), <10.1051/agro/2009022>.
• Mertens, D. 2005. AOAC Official Method 975.03. AOAC International Suite, Gaitherburg, MD, USA, pp. 3–4 Chapter 3. Nazco, R., Villegas, D., Ammar, K., Pena, R. J., Moragues, M., Royo, C. 2012. Can Mediterranean durum wheat landraces contribute to improved grain quality attributes in modern cultivars?. Euphytica, 185(1), 1-17.
• Pehlivan, A., İkincikarakaya, S. Ü., 2017. Makarnalık buğdayda kalite ıslahı çalışmaları. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 26(1), 127-151.
• Reif, J. C., Zhang, P., Dreisigacker, S., Warburton, M. L., van Ginkel, M., Hoisington, D., Bohn, D., Melchinger, A. E. 2005. Wheat genetic diversity trends during domestication and breeding. Theoretical and Applied Genetics, 110(5), 859-864. Welch, R. M. 2002. The impact of mineral nutrients in food crops on global human health. Plant and Soil, 247(1), 83-90. Welch, R.M., Graham, R.D., 2002. Breeding crops for enhanced micronutrient content. “From: Food Security in Nutrient- Stressed Environments: Exploiting Plants’ Genetic Capabilities” Springer, Netherlands, 267-276. White, P. J., Broadley, M. R. 2005. Biofortifying crops with essential mineral elements. Trends in plant science, 10(12), 586-593. Xu, Y., An, D., Li, H., Xu, H. 2011. Breeding wheat for enhanced micronutrients. Canadian Journal of Plant Science, 91(2), 231-237. Zhao, F. J., Su, Y. H., Dunham, S. J., Rakszegi, M., Bedo, Z., McGrath, S. P., Shewry, P. R. 2009. Variation in mineral micronutrient concentrations in grain of wheat lines of diverse origin. Journal of Cereal Science, 49(2), 290-295.