Hızlı Islah Teknolojisi ve Markör Destekli Geriye Melez Yöntemiyle Hasat Öncesi Başakta Çimlenmeye Toleranslı Ekmeklik Buğday Genotiplerinin Geliştirilmesi

Yıl 2021, Cilt 9, Sayı 2, 369 - 377, 21.12.2021

Elif YAYLA Tuğba GÜLEÇ Mesut Ersin SÖNMEZ Bedrettin DEMİR Zeki MUT Nevzat AYDIN

https://doi.org/10.33202/comuagri.927986

Öz

Hasat dönemindeki yağışlar buğdayda hasat öncesi başakta çimlenmeye neden olabilmektedir. Buğday kalitesini ve pazar değerini olumsuz yönde etkileyen hasat öncesi başakta çimlenme için alınabilecek önlemlerin başında dormant çeşitlerin geliştirilmesi gelmektedir. Çalışmada, Nevzatbey, Adana-99 ve Tosunbey x Tahirova2000 melezi sonucu elde edilen 127 kodlu buğday genotipleri ve genitör olarak Rio Blanco buğday çeşidi kullanılmıştır. Genotiplerin tamamı beyaz tanelidir. Bitkiler, hızlı ıslah teknolojisi kullanılarak yetiştirilmiş ve ıslah yöntemi olarak markör destekli geriye melez yöntemi kullanılmıştır. Bitkiler günde 21 saat LED ışık altında ve 25 °C’de ışıklı periyotta, 3 saat karanlık ve 18 °C’de yetiştirilmiştir. Generasyon süresi vernalizasyon süresi hariç 53-80 gün arasında değişmiştir. Bütün melez kombinasyonlarda toplam 90 adet bitki yetiştirilmiştir. GMₗFₗ generasyonundaki tohumlardan 54 tanesi hedef geni heterozigot olarak taşımaktadır. Bu tohumlar GM₁F₂ generasyonunun bitkilerini üretmek için kullanılmıştır. GM₁F₂ generasyonundaki 27 adet genotipin hedef geni homozigot olarak taşıdığı moleküler olarak saptanmıştır. Hızlı ıslah teknolojisi buğdayda generasyon süresini kısaltabilir ve geriye melez hatlar hasat öncesi başakta çimlenmeye toleranslı beyaz taneli çeşitlerin geliştirilmesinde kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler

Beyaz taneli ekmeklik buğday, hızlı ıslah teknolojisi, hasad öncesi başakta çimlenme

Kaynakça

• Alahmad, S., Dinglasan, E., Leung, K.M., Riaz, A., Derbal, N., Voss-Fels, K.P., Hickey, L.T., 2018. Speed Breeding for Multiple Quantitative Traits in Durum Wheat. Plant Methods. 14(1): 36.
• Andrady, A., Aucamp, P.J., Bais, A., 2008. Environmental Effects of Ozone Depletion and Its Interactions with Climate Change. Photochem Photobiol Sci. 8: 13-22.
• Atak, M., 2017. Buğday ve Türkiye Buğday Köy Çeşitleri. Journal of Agricultural Faculty of Mustafa Kemal University. 2(22): 71-88.
• Baysal, Z., 2014. Aydın Ekolojik Koşullarında Çinko Uygulamasının Buğdayın (Triticum aestivum L.) Tane Verimi ve Kalitesi Üzerine Etkisi, Adnan Menderes Üniv., Fen Bilimleri Ens., Doktora Tezi, 120 sy.
• Bewley, J.D., 1997. Seed Germination and Dormancy. The Plant Cell. 9(7): 1055.
• Bewley, J.D., Black, M., 1994. Seeds. In Seeds, Springer. 1: 113.
• Brambilla, M., Mayor, J., Scridel, D., Anderle, M., Bogliani, G., Braunisch, V., Capelli, F., Cortesi, M., Horrenberger, N., Pedrini, P., Sangalli, B., Chamberlain, D., Arlettaz, R., Rubolini, D., 2018. Past and Future İmpact of Climate Change Foraging Habitat Suitability inHigh-Alpine Bird Species: Management Options to Buffer Against Global Warming Effects. Biological Conser. 221: 209-218.
• Fakthongphan, J., Bai. G., Amand, P.S., Graybosch, R.A., Baenziger, P.S., 2016. Identification of Markers Linked to Genes for Sprouting Tolerance (Independent of Graincolor) in Hard White Winter Wheat (HWWW). Theoretical and Applied Genetics. 129(2): 419-430.
• Flintham, J.E., 1999. Seed Coat and Embryo Dormancy in Wheat. In 8th Int. Symp. on Pre-Harvest Sprouting in Cereals. 1: 67-76. Flintham, J.E., 2000. Different Genetic Components Control Coat-Imposed and Embryo-Imposed Dormancy In Wheat. Seed Science Research. 10(1): 43-50.
• Ghosh, S., Watson, A., Gonzalez-Navarro, O.E, Ramirez-Gonzalez, R.H., Yanes, L., Mendoza-Suárez, M., Hafeez, A., 2018. Speed Breeding in Growth Chamber Sand Glass Houses for Crop Breeding and Model Plant Research. Nature protocols. 13(12): 2944-2963.
• Graybosch, R.A., Stamand, P., Bai, G., 2013. Evaluation of Genetic Markers for Prediction of Pre-Harvest Sprouting Tolerance in Hard White Winter Wheats. Plant Breeding. 132(4): 359-366.
• Hickey, L.T., Dieters, M.J., DeLacy, I.H., Christopher, M.J., Kravchuk, O.Y., Banks, P.M., 2010. Screening for Grain Dormancy in Segregating Generations of Dormant× Non-Dormant Crosses In White-Grained Wheat (Triticum aestivum L.). Euphytica. 172(2): 183-195.
• Kottearachchi. N.S., Uchino, N., Kato, K., Miura, H., 2006. Increased Grain Dormancy ın White-Grained Wheat by İntrogression of Pre-Harvest Sprouting Tolerance QTLs. Euphytica. 152(3): 421-428.
• Kulwal, P.L., Kumar, N., Gaur, A., Khurana, P., Khurana, J.P., Tyagi, A.K., Gupta, P.K., 2005. Mapping of a Major QTL for Pre-Harvest Sprouting Tolerance on Chromosome 3A in Bread Wheat. Theoretical and Applied Genetics. 111(6): 1052-1059.
• Li, C., Ni, P., Francki, M., Hunter, A., Zhang, Y., Schibeci, D., Yu, J., 2004. Genes Controlling Seed Dormancy and Pre-Harvest Sprouting inRice-Wheat-Barley Comparison. Functional and Integrative Genomics. 4(2): 84-93.
• Liu. S., Cai, S., Graybosch, R., Chen, C., Bai, G., 2008. Quantitative Trait Loci Forresistance to Pre-Harvest Sprouting in us Hard White Winter Wheat Rio Blanco. Theoretical and Applied Genetics. 117(5): 691-699.
• Mares, D., Mares, D., Mrva, K., Cheong, J., Williams, K., Watson, B., Storlie, E., Sutherland, M., Zou, Y., 2005. "A QTL Located on Chromosome 4A Associated With Dormancy in White and Red-Grained Wheats of Diverse Origin." Theoretical ve Applied Genetics. 111(7): 1357-1364.
• Morris, C.F., Paulsen, G.L., 1992. Research on Pre-Harvest Sprouting Resistance in Hard Red and White Winter Wheats at Kansas State University. Pre-Harvest Sprouting in Cereals, Crop Sci. 3: 113-120.
• Öktem, T.G., Soylu, S., Sürek, H.H., 2020. Tahıl Üretimimizin Mevcut Durumu ve Geleceği. Türkiye Ziraat Mühendisliği IX. Teknik Kongresi. 1: 371.
• Peng. J., Richards, D.E., Hartley, N.M., 1999. ‘Green Revolution’ Genes Encode Mutant Gibberellin Response Modulators. Nature. 400: 256-261.
• Rasul, G., Humphreys, G.D., Wu, J., Brûlé‐Babel, A., Fofana, B., Glover, K.D., 2012. Evaluation of Pre-Harvest Sprouting Traits in a Collection of Spring Wheat Germplasm Using Genotype and Genotype× Environment Interaction Model. Plant Breeding. 131(2): 244-251.
• Riaz, A., Periyannan, S., Aitken, E., Hickey, L., 2016. A Rapid Phenotyping Method for Adult Plant Resistance to Leaf Rust in Wheat. Plant Methods. 12(1): 17.
• Thomason, W.E., Hughes, K.R., Griff, C.A., Parrish, D.J., Barbeau, W.E., 2019. Understanding Pre-Harvest Sprouting of Wheat. Virginia Tech. 424: 1-4.
• Vetch, J.M., Stougaard, R.N., Martin, J.M., Giroux, M.J., 2019. Revealing the Genetic Mechanisms of Pre-Harvest Sprouting in hexaploid Wheat (Triticum aestivum L.). Plant Sci. 281: 180-185.
• Vleeshouwers, L.M., Bouwmeester, H.J., Karssen, C.M., 1995. Redefining Seed Dormancy: an Attempt to Integrate Physiology and Ecology. Journal of Ecology. 6: 1031-1037.
• Watson, A., Ghosh, S., Williams, M.J., Cuddy, W.S., Simmonds, J., Rey, M.D., Adamski, N.M., 2018. Speed Breeding is a Powerful Tool to Accelerate Crop Research and Breeding. Nature Plants. 4(1): 2329.
• Whittal, A., Kaviani, M., Graf, R., Humphreys, G., Navabi, A., 2018. Allelic variation of vernalization ve photoperiod response genes in a diverse set of North American high latitude winter wheat genotypes. PLoS One. 13(12).
• Yıldırım, A., Kandemir, N., 2001. Genetik Markörler ve Analiz Metotları. Bitki Biyoteknolojisi II. Bölüm, 23: 334-363.