Determination of the Reactions of some Barley Genotypes to Scald [Rhynchosporium commune (Zaffarano, McDonald & Linde)] under Field Conditions with Artificial Inoculation

Abstract

Rhynchosporium commune, leaf blight agent of barley, negatively affects plant growth and significantly reduces yield. The causal agent is one of the most important disease agent of barley in Turkey and yield loss under favourable conditions can be 10-40%. In this study, 63 barley varieties grown in Turkey and 46 advanced barley lines of Transitional Zone Agricultural Research Instititute’s materials were tested according to randomized complete block design with 3 replicates in growing seasons of 2017-2018 and 2018-2019 in Eskişehir Province. In the tests, 5 virulent isolates of R. commune were mixed and sprayed on plants from tillering to booting stage (Zadoks 30-39) at three times under the field conditions. As a result of these studies, resistance of some barley varieties and advanced lines against the disease was determined according to 1-9 scale. According to the results, 2, 8, 33 and 13% of the varieties were found to be very resistant, resistant, susceptible and very susceptible, respectively. Among the advanced lines, 12, 55 and 33 % were resistant, moderately resistant, and susceptible respectively, but neither very resistant nor very susceptible reaction was detected among the materials tested. As a result of the reaction studies, varieties and lines of barley that are resistant to the disease can be used as a source of resistance in future breeding studies and those varieties can be planted in areas where the disease is a problem. Resistant and/or highly tolerant materials can be reliably used in breeding by being tested under controlled conditions and supported by molecular studies.

Keywords

• Rhynchosporium commune (Zaffarano Mc Donalds&Linde)
• scald
• barley
• Hordeum vulgare L.
• variety
• advanced line
• pathotype
• reaction
• ınoculation
• susceptible
• resistant.

Tarla Koşullarında Suni İnokulasyon ile Bazı Arpa Genotiplerinin Rhynchosporium commune (Zaffarano, Mc Donalds&Linde) Arpa Yaprak Yanıklığı Hastalığına Karşı Reaksiyonlarının Belirlenmesi

Öz

Arpada yaprak yanıklığı etmeni olan Rhynchosporium commune (Zaffarano, Mc Donalds&Linde), bitkide gelişmeyi olumsuz etkilemekte ve verimi önemli ölçüde düşürmektedir. Etmen, Türkiye’de arpanın en önemli hastalık etmenlerinden birisidir ve gelişmesine uygun koşullarda ürün kaybı %10-40 olabilmektedir. Bu çalışma kapsamında, Türkiye’de yetiştirilen bazı arpa çeşitleri (63 adet) ve Eskişehir Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitüsü’ne ait ileri kademe arpa hatları (46 adet) 3 tekerrürlü olarak tesadüf blokları deneme deseninde Eskişehir’de 2017-2018 ve 2018-2019 sezonlarında test edilmiştir. Testlerde R. commune’nin 5 virülent izolatı karışım halinde tarla koşullarında bitkilere kardeşlenme dönemi sonu-sapa kalkma başlangıcında (Zadoks 30-39) bir hafta içerisinde üç kere uygulanmıştır. Bu çalışma sonucunda bazı arpa çeşit ve ileri kademe arpa hatlarının R. commune’ye karşı gösterdiği dayanıklılık reaksiyonları 1-9 skalasına göre belirlenmiştir. Alınan sonuçlara göre çeşitlerden %2’si çok dayanıklı, %8’i dayanıklı, %33’ü hassas ve %13’ü çok hassas bulunmuştur. Verim kademesindeki hatlardan ise %12’si dayanıklı, %55’i orta dayanıklı, %33’ü hassas olarak belirlenmiş çok dayanıklı ve çok hassas düzeyde materyal tespit edilmemiştir. Reaksiyon çalışmaları sonucunda hastalığa karşı dayanıklı bulunan arpa çeşit ve hatları gelecekte ıslah çalışmalarında dayanıklılık kaynağı olarak kullanılabilir ve dayanıklı çeşitler hastalığın sorun olduğu yörelerde ekilebilir. Dayanıklı ve/veya yüksek derecede toleranslı bulunan materyaller kontrollü koşullarda test edilerek ve moleküler çalışmalarla da desteklenerek ıslahta güvenilir bir şekilde kullanılabilirler.

Anahtar Kelimeler

• Rhynchosporium commune (Zaffarano Mc Donalds&Linde)
• arpa yaprak yanıklığı
• arpa
• Hordeum vulgare L.
• çeşit
• hat
• patotip
• reaksiyon
• inokulasyon
• duyarlı
• dayanıklı.

Kaynakça

1. Acar, M., ve Ş. Gizlenci. 2006. Tarımsal Araştırmacılar İçin JMP Kullanımı. Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü. Samsun.
2. Aktaş, H. 1984. Spread of leaf spots in barley growing areas in Turkey. pp. 338-341. In: Proc. 6th Congr. Un. Phytopath. Mediterr. Cairo, Egypt.
3. Aktaş, H. 2001. Önemli hububat hastalıkları ve survey yöntemleri. Tarımsal Araştırmalar Genel Müdürlüğü Yayını, Tarım Ve Köyişleri Bakanlığı Tarımsal Araştırmalar Genel Müdürlüğü Bitki Sağlığı Araştırmaları Daire Başkanlığı, Bağdat Cad. No: 208, Pk78, 06171 Yenimahalle-Ankara.
4. Aktaş, H., ve Z. Katırcıoğlu. 2008. Bazı buğday ve arpa çeşit ve hatlarının önemli bazı fungal patojenlere karşı reaksiyonları. Tarım Bilimleri Dergisi 14(4): 381-385.
5. Albustan, S., L. Çetin, F. Düşünceli, H. Tosun, ve T. Akar, 1999. Orta Anadolu Bölgesi için TARM tarafından oluşturulan 1998 yılı arpa nörserilerinin yaprak lekesi [Rhynchosporium secalis (Oud.) J.J. Davis)] ve arpa çizgili yaprak lekesi (Pyrenophora graminea) hastalıklarına karşı dayanıklılık bakımından değerlendirilmesi. Orta Anadolu’da Hububat Tarımının Sorunları Ve Çözüm Yolları Sempozyumu. 8-11 Haziran 1999. Konya. s.700-704.
6. Anonim. 2020a. http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id= 1001(Ziyaret Tarihi 26.08.2020).
7. Anonim. 2020b. Eskişehir Meteoroloji 3. Bölge Müdürlüğü.
8. Anonim. 2006. Devlet planlama teşkilatı müsteşarlığı, dokuzuncu kalkınma planı (2007-2013), (içki, tütün ve tütün ürünleri sanayii özel ihtisas komisyonu raporu-2006).

9. Anonymous. 2016. JMP® Pro 13.0.0, Copyright © 2016, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA.
10. Anonymous. 2020. Food and Agriculture Organization of United Nations (FAO) Datas http://www.fao.org/ faostat/en/#data/TP (Ziyaret tarihi 11.01.2021).
11. Anonymous. 2021. Rhynchosporium Leaf blotch or Scald of winter barley (causal agent Rhynchosporium commune). Croprotect. Copyright 2021. https://croprotect.com/diseases/rhynchosporium-1.
12. Arabi, M. I. E., H. Alek, E. Al-Shehadah, and M. Jawhar. 2019. Viability and pathogenicity of Rhynchosporium secalis after long-term storage. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica 54 (1): 127–134, DOI: 10.1556/038.54.2019.011
13. Araz, A. ve S, Maden. 2006. Pathogenic variation among ısolates of Rhynchosporium secalis from cultivated barley growing in Central Anatolia, Turkey. Plant Pathology Journal 5 (2): 244-247.
14. Araz, A., and H. Hekimhan. 2017. Determination of pathotypes of barley scald disease [Rhynchosporium commune (Zaffarano, Mcdonald&Linde)] in some provinces in central Anatolia. p163. In: II International Iğdır Symposium, 9-11 October. Iğdır-Turkey.
15. Araz A., O. Büyük, and H. Hekimhan. 2017. Prevalence of the barley scald [Rhynchosporium commune (Zaffarano, Mcdonald&Linde)] disease in Ankara, Konya and Eskişehir provinces of Central Anatolian Region. pp. P23. In: II. International Iğdır Symposium. 9-11 October. Iğdır-Turkey.
16. Avrova, A., and W. Knogge. 2012. Rhynchosporium commune: a persistent threat to barley cultivation. Molecular Plant Pathology 13: 986-997.
17. Azamparsa, M.R. 2015. Türkiye’de Rhynchosporium commune’nin patotiplerinin belirlenmesi ve bazı yerel arpa çeşitlerine ve yabani arpa (Hordeum spontaneum) populasyonlarına karşı tepkilerinin değerlendirilmesi. Doktora tezi. Ankara Ü. Fen.Bil.Enst. Bitki Koruma Anabilimdalı. Ankara.
18. Azamparsa, M.R., Z. Mert, A. Karakaya, İ. Sayım, E. Namuk, ve S. Aydoğan. 2015. Bazı arpa çeşitlerinin ve ileri kademe arpa hatlarının Rhynchosporium commune’ye fide dönemi tepkilerinin belirlenmesi. Bitki Koruma Bülteni 55 (3): 247-252.
19. Azamparsa, M. R., and A. Karakaya. 2020. Determination of the pathotypes of Rhynchosporium commune (Zaffarona, McDonald & Linde) in some regions of Turkey. Bitki Koruma Bülteni 60 (3): 5-14. https://doi.org/10.16955/bitkorb.460235.
20. Başgül, A., ve A. Engin. 1995. Efes pilsen arpa araştırma ve geliştirme çalışmaları. Arpa-Malt Sempozyumu-III, 5-7 Eylü l995. Konya. s. 69-92.
21. Birişik, N, Y. Bayram, M. Kılıç, Ç. Mutlu, A. Öğreten, S. Eren, M. Kaplan, İ. E. Süer, B. Baran, K. Duman, V. Karaca, M. Duman, O. Çiftçi, Ş. Türkölmez, A. Peçen, P. Sağır, G. Yatkın, B. Güler, C. Kaya, Y. Çelik, A. B. Orak, B. Yaman, ve E. Ateş. 2015. Teoriden Pratiğe Kültürel Mücadele (Editör Dr.Nevzat Birişik). Gıda Tarım ve Hayvancılık Bakanlığı, Gıda ve Kontrol Genel Müdürlüğü. 285 sayfa. ISBN: 978-605-9175-21-0, Ankara
22. Birişik, N. 2020. Covid-19 salgınının tarım ve gıda sektörüne olası etkileri ile alınabilecek tedbirler üzerine bir değerlendirme. Gelard 7 (2), ISSN: 2645-8756, 15-19.
23. Blum, A. 2018. Plant Breeding For Stress Environments. 231pages. CRC Press.
24. Brown, J.S. 1990. Pathogenic variation among isolates of Rhynchosporium secalis from barley grass growing in shout eastern Australia. Euphytica 50 (1): 81-89.
25. Brown, J.S. 1991. Definition of infection period for field infection of scald in Victoria (Australia). Australian Journal Of Agricultural Research 42: 811-818.
26. Cherif, M., S. Rezgui, P. Devaux, and M. Harrabi. 2007. Interaction between Rhynchosporium secalis and Pyrenophora teres in the field and identification of genotypes with double resistance in a double-haploid barley population. J. Phytopathol. 155: 90-96.
27. Cromey, M.G., R. Hanson, and K.I. Sinclair. 1999. Resistance of New Zealand barley cultivars to scald, caused by Rhynchosporium secalis. pp. 182 -186 In: Proc. 52nd N.Z. Plant Protection Conf.
28. Çelik, E., ve A. Karakaya. 2015. Eskişehir ili arpa ekim alanlarında görülen fungal yaprak ve başak hastalıklarının görülme sıklıklarının ve yoğunluklarının belirlenmesi. Bitki Koruma Bülteni, 55:157-170.
29. Damgacı, E. 1981. Orta Anadolu bölgesi arpa ekilişlerinde Rhynchosporium yaprak lekesi (R. secalis (Oud.) J. J. Davis) hastalığı üzerine araştırmalar, Zirai Mücadele Araştırma Yıllığı 101-102.
30. Döken, M. T. 1979. Erzurum'da arpadan izole edilen Rhinchosporium secalis (Oudem.) J. J. Davis'in morfolojisi, biyolojisi, zarar durumu ve savaş yöntemleri üzerinde araştırmalar. Doçentlik Tezi. Atatürk Üniv.. Zir. Fak.. Bitki Koruma Bölümü, Erzurum.
31. Düşünceli, F., L. Çetin, S. Albustan, Z. Mert, K. Akan, and A. Karakaya. 2008. Determination of the reactions of some barley cultivars and genotypes to scald under greenhouse and field conditions. Tarım Bilimleri Dergisi 14 (1): 46-50.
32. Eğilmez, D. ve N. Boyraz. 2019. Aksaray ili buğday ve arpa ekim alanlarındaki fungal hastalıkların son yıllardaki görünümü üzerine bir araştırma. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi 8 (2): 322-335. https://dergipark.org.tr/tr/pub/bdbad/issue/51255/667251.
33. Gaunt R.E., and A.C. Wright. 1992. Disease-yield relationship in barley. Iı. Contribution of stored stem reserves to grain filling. Plant pathology. 41:: 688-701. Göbelez, M. 1964. La mycoflore de Turque II. Mycopathologia Applicata, 23 (1) :47-67.
34. Hekimhan, H., A. Konuksal, H. Fıdan, C. Gözüaçık, M. Gullu, R. Değirmenci, and E. Akerzurumlu, E. 2016a. Important fungal disease problems of cereal production areas in Turkish Republic of Northern Cyprus and solution offers. pp. 557. In: VII. International Scientific Agriculture Symposium, “Agrosym 2016”, Jahorina, 6-9 October. Jahorina, Bosnia and Herzegovina.
35. Hekimhan, H., R. Gencer, S.N. Celık, A. Imamoglu, S. Pelit, Y. Eğerci, and A. Kalın. 2016b. Incidence of some fungal diseases of barley production areas ın the aegean costal region. pp. 559. In: VII International Scientific Agriculture Symposium, “Agrosym 2016”, Jahorina, 6-9 October. Jahorina, Bosnia and Herzegovina.
36. Hekimhan, H., Araz, A., Aydoğdu, M., 2017. Differences in virulence of Rhinchosporium commune isolates from Central Anatolia on barley cultivars. Journal of Agricultural, Food and Environmental Sciences (JAFES) 71 (2): 110-116. ISSN 2545-4315. Scopje, Macedonia.
37. Jargensen, H.J.L., P.S., Liibeck, H. Thordai-Christensen, E. de Neergaard, and V. Smedegaard-Petersen. 1998. Mechanisms of induced resistance in barley against Drechslera teres. Phytopathology, 88: 698-707.
38. Jorgensen, H.J.L., and V. Smedegaard-Petersen. 1995. Pathogenic variation of Rhynchosporium secalis in Denmark and sources of resistance in barley. Plant Disease 79: 297-301.
39. Kalaycı, M. 2005. Örneklerle Jump Kullanımı ve Tarımsal Araştırma İçin Varyans Analiz Modelleri. Anadolu Tarımsal Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Yayınları, Yayın No: 21. ISBN: 975-407-173-X.
40. Karakaya, A., Z. Mert, A.Ç. Oguz, M.R. Azamparsa, E. Çelik, K. Akan, and L. Çetin. 2014. Current status of scald and net blotch diseases of barley in Turkey. pp 31. In: 1st International Workshop On Barley Leaf Diseases, Salsomaggiore Terme.03-06 June. Italy.
41. Karimi, K., and M.S. Khaledian. 2016. Field assessment of reaction and yield of some barley genotypes under natural inoculums of Rhynchosporium commune, ejpau 19(4), 10 sayfa, #03. Available online: http:// www.ejpau.media.pl/volume19/ issue4/art-03.html.
42. Kavak, H. 1998. Şanlıurfa yöresinde ekimi yapılan bazı arpa çeşitlerinin arpa yaprak lekesine (Rhynchosporium secalis (Oudem.) J.J. Davis) karşı reaksiyonları ve hastalık şiddeti ile verim arasındaki ilişkinin belirlenmesi. Doktora tezi. Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Bitki Koruma Ana Bilim Dalı. Tokat.
43. Kavak, H., and Z. Katırcıoğlu, Z. 1998. Arpa Yaprak Yanıklığı (Rhynchosporium secalis (Oud.) Davis)’nın arpada farklı enfeksiyon şiddetine bağlı olarak meydana getirdiği verim kayıplarının belirlenmesi. Türkiye VIII. Fitopatoloji Kongresi. Ankara. s. 34-38.
44. Mamluk, O.F., L. Çetin, H. J. Braun, N. Bolat, L. Bertschinger, K. M. Makkouk, A. F. Yıldırım, E. Saari,E., Zencirci, N., Albustan, S., Çalı, S., Beniwal, S. P. S., and Düşünceli., F. 1997. Current status of wheat and barley diseases in the Central Anatolian Plateau of Turkey. Phytopathol. Med. 36: 167–81.
45. Mansouri, S., I. Radhouane, I., and Abidi. 2014. Climate change impacts on barley diseases in the béja region of North-Western Tunisia. pp 54. In: International Workshop On Barley Leaf Diseases. Salsomaggiore Terme, 03-06 June. Italy.
46. Mathre, D.E. 1982. Compendium of barley diseases. Aps Press.
47. Mert, Z., and A. Karakaya. 2004. Assessment of the seedling reactions of turkish barley cultivars to scald. Journal of Phytopathology 152 (3): 190-192.
48. Mert, Z., A. Karakaya, A.C. Oguz, M.R. Azamparsa, N. Ergun, and I. Sayım. 2014. Field evaluation of some turkish barley landraces to scald and net blotch of barley. pp 65. In: 1st International Workshop On Barley Leaf Diseases. Salsomaggiore Terme. 03-06 June. Italy.
49. Mert, Z., K. Akan, L. Çetin, A. Yorgancılar, R. Ünsal, B. Ercan, İ. Özseven, M.E. Bayram, N. Dinçer, H. Kılıç, H.O. Bayramoğlu, H. Hekimhan, A. Tülek, D. Güven, ve A. İlkhan. 2009. Buğday ve arpanın ülkemizde görülen bazı önemli hastalıklarına karşı 2008 yılı entegre dayanıklılık ıslahı çalışmaları. Türkiye VIII. Tarla Bitkileri Kongresi, 18-22 Ekim. Hatay. s. 849-853.
50. Öztürk, İ , T. Kahraman, R. Avcı, V. Gi̇rgi̇n, T.H., Çi̇ftçi̇gi̇l, A. Tülek, K.Akın, ve B. Tuna. 2017. Arpa genotiplerinde (Hordeum vulgare L.) farklı çevre koşullarının agronomik karakter ve yaprak hastalıkları üzerinde etkisi. Bahri Dağdaş Bitkisel Araştırma Dergisi, 6 (1): 48-56. https://dergipark. org.tr/tr/pub/bdbad/issue/37068/426234.
51. Polley, R. W., and J. E. E. King,. 1993. Surveys of diseases of spring barley in England and Wales, 1976-1980. Annals of Applied Biology 123: 271-285.
52. Saari, E. E., and J. M. Prescott. 1975. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases. Plant Dis. Reporter 59: 377-380.
53. Salamati, S., and H. A. Magnus. 1997. Leaf blotch severity on spring barley infected by isolates of R. secalis under different temperature and humidity regimes. Plant Pathology (Oxford) 46: 939-945.
54. Salamati, S. and A. M. Tronsmo. 1997. Pathogenicity of Rhynchosporium secalis isolates from Norway on 30 cultivars of barley. Plant Pathology 46: 416–424.
55. Seifollahi, E., B. Sharifnabi, M. Javan-Nikkhah, and C. C. Linde. 2020. Scald on gramineous hosts in Iran and their potential threat to cultivated barley. Mycological Progress 19: 223–233.
56. Sivrikaya I. S., A. Karakaya, and A. Ç. Oğuz. 2020. Determination of the Barley Diseases in Bingöl Province of Turkey. In: M. Brka, E. Omanović-Mikličanin, L. Karić, V. Falan, A. Toroman (Eds). 30th Scientific-Experts Conference of Agriculture and Food Industry. AgriConf 2019. IFMBE Proceedings, vol 78. Springer, Cham.
57. Sutton J.C., and P. Steele. 1983. Effect of seed and foliar fungicides on progress of netblotch and yield in barley. Can. J. Plant Sci. 63: 631-639.
58. Xi, K., C. Bos, T.K. Turkington, A.G. Xue, P.A. Burnett, and P.E. Juskiw. 2008. Interaction of net blotch and scald on barley, Canadian Journal of Plant Pathology 30 (2): 329-334. DOI: 10.1080/07060661.2008.10540548
59. Xue, B., R. Hall, and D. Falk, 1991. Pathogenic variation in Rhynchosporium secalis from Southern Ontario. Pl. Disease 75: 934-938.
60. Yıldırım, A. F., E. Kınacı, H. Hekimhan ve S. Çeri. 2000. Konya, Karaman, Niğde ve Aksaray yörelerinde tahıllarda önemli hastalıkların durumu ve bunlara dayanıklılık kaynaklarının araştırılması. Orta Anadolu'da Hububat Tarımının Sorunları Ve Çözüm Yolları Sempozyumu. Konya. s. 404–413.
61. Zadoks, J. C., T. T. Chang, C.F. Konzak. 1974. A decimal code for the growth stages of cereals. Weed Research 14: 415-421.
62. Zaffarano P. L., B. A., Mcdonald and C. C. Linde. 2011. Two new species of Rhynchosporium. Mycologia 103 (1): 195- 202.
63. Zencirci, N., and P. M. Hayes. 1990. Effect of scald (Rhynchosporium secalis) on yield components of twelve winter barley genotypes. Journal of Turkish Phytopathology 82: 798 –803.