Yüksek Sıcaklık Stresi Altında Ekmeklik Buğday Genotiplerinin Toleranslarının Belirlenmesi

Abstract

Dünyadaki en önemli tahıllardan biri olan buğday, abiyotik streslere son derece açıktır. Ortalama küresel sıcaklığın her on yılda bir 0.18 °C arttığı ve gelecekteki iklimlerin büyük sıcaklık değişimlerinden etkileneceği dolayısıyla sıcak gün sıklığının artacağı bildirilmektedir. Bu nedenle, buğday genotiplerinin yükselen sıcaklıklara genetik adaptasyonunun iyileştirilmesi ıslahçıların öncelikli işi haline gelmiştir. Gelecekteki iklimlere uyumlu yeni ekmeklik buğday genotipleri geliştirmek için bitkilerin yükselen sıcaklıklara nasıl tepki verdiğini ve yüksek sıcaklığa toleransın nasıl geliştirilebileceğini anlamamız gerekir. Çünkü, buğday (Triticum aestivum L.) yüksek sıcaklıklara oldukça hassas bir bitkidir. Otuz ekmeklik buğday genotipi (erkeci, orta erkenci ve geççi 15 ekmeklik buğday çeşidi, CIMMYT’ten sağlanan yüksek sıcaklığa toleranslı olduğu kaydedilmiş olan 10 ekmeklik buğday hattı, CIMMYT’ten sağlanan Namık Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi buğday ıslahı programı kapsamında seçilmiş olan 5 ekmeklik buğday hattı) 2014-2015 yetiştirme döneminde materyal olarak kullanılmıştır. Deneme, tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekrarlamalı olarak kurulmuştur. Ekim, Namık Kemal Üniversitesi, Ziraat Fakültesi deneme alanında, sıra arası 20 cm olan 6 sıradan oluşan 1.2 m x 6 m’lik parsellere yapılmıştır. Beşyüz tohum/m2 ekim normu uygulanmıştır. Çeşitlerdeki ve hatlardaki bitkilerin gelişme evrelerini etkili olacağı beklenen yüksek sıcaklık stresi dönemlerine denk getirmek için normal ekim zamanı olan 09 Kasım tarihi yanında 09 Ocak tarihinde de (geç ekim) ekilmiştir. Ekim zamanları ana parsellere, genotipler alt parsellere yerleştirilmiştir. Her tekrarlamadaki tüm parseller içi aynı tarımsal ve kültürel işlemler yapılmıştır. Geç ekim yapılan her parselde yer alan çeşitler ve hatlar için membran termostabilitesi, bitki örtüsü sıcaklığı, yaprak klorofil içeriği, stoma iletkenliği, stoma sayısı, stoma boyu, stoma eni ve mumluluk belirlenmiştir. Başaklanma süresi, bin tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı ve tane verimi ise hem normal ekim zamanındaki parsellerde ve hem de geç ekim parsellerde belirlenmiştir. Elde edilen verilerde varyans analizi yapılmıştır. Varyans analizi sonuçlarına göre, CIMMYT orijinli genotiplerin çoğu yüksek sıcaklık stresine tolerans gösterirken, Trakya Bölgesi’nde yetiştirilen çeşitlerin çoğu yüksek sıcaklık stresinden etkilenmiştir.

Wheat is one of the most important cereal crops in the world which is highly receptive to abiotic stresses. It is reported that the average global temperature has been increasing at a rate of 0.18°C every decade, and future climates will also be affected by greater variability in temperature and increased frequency of hot days. Therefore, improving genetic adaptation of bread wheat genotypes to rising temperatures has become a preceding job for breeders. To improve new bread wheat genotypes to the future climate, we need to understand how plants respond to rising temperatures and how tolerance to heat can be improved since wheat (Triticum aestivum L.) is very sensitive to high temperatures. Thirty bread wheat genotypes (including 5 advanced lines selected from CIMMYT Heat Tolerance Nursery 2013-14, 10 heat tolerant lines from CIMMYT Heat Tolerance Nursery 2014-15 and 15 early, mid-early or late ripening cultivars) were used as material during the 2014-2015 cropping season. The experimental layout was a randomized complete block design with 3 replications. Sowing was done in 1.2 m x 5 m plots, consisting of 6 rows spaced 20 cm apart at Namık Kemal Univesity Faculty of Agriculture experimental field. The seeding rate was 500 seeds m-2. Genotypes were sawn delayed date on January 9th in addition to common (normal) planting date November 9th in order to push growing stages of plants into periods in which heat stress is expected will be effected. Planting times were allotted to main plots while genotypes were allotted to subplots. Same agricultural and cultural practices were undertaken for all the plots in each replicate. Membrane thermostability, canopy temperature depression, leaf chlorophyll content, stomata conductance, stomatal number, stomata length, stomata width, waxiness were measured for every genotype in each plot sown at late. Data for days to anthesis, thousand kernel weight, test weight and kernel yield were taken for every genotype in each plot sown at both common time and late. Data collected was subjected to analysis of variance. According to results of analysis of variance, most of the cultivars grown in Thrace Region were affected by heat stress while most of genotypes originated from CIMMYT showed tolerance to heat stress.