Characterization of zinc uptake, translocation and remobilization in hydroponically grown Triticum Turgidum L. subsp. Durum Desf. and Triticum Turgidum L. subsp. Dicoccoides genotypes

Abstract

Çinko bütün organizmalar için eser miktarda gerekli olan bir elementtir. Tahıla dayalı beslenme şekilleri, özellikle bu tahıllar Zn bakımından eksik topraklarda yetiştirilmişse, insan sağlığı için gerekli olan yeterli düzeyde Zn'yi genellikle sağlayamamaktadır. Bu çalışma yabani makarnalık buğdayın (Triticum turgidum L. subsp. dicoccoides) daha iyi Zn-alınım, taşınım ve tekrar taşınım konusundaki potansiyelini araştırmak için yapılmıştır. Bu özellikler ileride tane Zn konsantrasyonu bakımından zengin yeni buğday türlerinin oluşturulmasında kullanılabilir. Bu çalışmada yabani makarnalık buğday genotipleri TTD 172, 24-39, TD 153, TD 531, TD 678, TTD 96, TTD 21, TTD 27, TD 536 ve TD 510 kullanılmış olup bulguları karşılaştırmak için de modern makarnalık buğday (Triticum turgidum L. subsp. durum) çeşitleri olan Sarıçanak 98 and Balcalı 2000 ile su kültürü denemeleri yapılmıştır. Erken büyüme evresinde test edilen genotipler kök Zn alınımı ve yaşlı yapraklardan köke ve yeşil aksamdaki genç dokulara Zn taşınımı için büyük farklılıklar göstermiştir. Zn'nin kökten alınımı ve yapraktan tekrar taşınımı için genotipler arasında bulunan farklar deneylerde kullanılan genotiplerin tohumlarındaki Zn konsantrasyonları ile ilişkili değildir. Bu sonuçlar gösteriyor ki verilen koşullarda ve erken büyüme safhasında tohumdaki Zn konsantrasyonun modern ve yabani tetraploid buğday genotipleri arasındaki genotipik varyasyonu kök Zn alınımı ve Zn'nun yaşlı yapraklardan tekrar taşınım oranına bağlı gözükmemektedir. Özet olarak, tanede Zn birikiminde görülen genotipik farkların daha iyi anlaşılması ve karakterize edilmesi için gerekli önem i) tekrar taşınıma, ii) floemde taşınıma ve iii) Zn'nun geç (jeneratif) büyümü safhasında tanede birkimine verilmelidir.

Zinc (Zn) is an essential trace element for all organisms. Cereal-based diets typically do not provide an adequate source for Zn nutrition of human beings, particularly when cereals are cultivated on Zn-deficient soils. This study investigates the potential of wild emmer wheat (Triticum turgidum L. subsp. dicoccoides) for better Zn-uptake, translocation and mobilization (retranslocation). These traits can be further utilized in breeding new genotypes with enriched grain Zn concentration. Solution culture experiments were conducted with selected wild emmer wheats (TTD 172, 24-39, TD 153, TD 531, TD 678, TTD 96, TTD 21, TTD 27, TD 536, TD 510) along with cultivated modern wheats (Triticum turgidum L. subsp. durum genotypes, Sarıçanak 98 and Balcalı 2000) for a comparison of findings. Genotypes tested at early growth stage showed large differences in root Zn uptake and in mobilization (retranslocation) from older leaves into roots and young parts of shoots. The differences found in root uptake and leaf mobilization of Zn among the genotypes were not related to the differences in seed concentrations of those genotypes used in the experiments. These results indicate that genotypic variation in seed Zn concentrations among and within the modern and wild tetraploid wheat genotypes seem to be not related to the differences in root Zn uptake rate or Zn mobilization rate from older leaves during the early growth stage under given conditions. It is concluded that for better understanding and characterization of genotypic variation in differential accumulation of Zn in seeds, an increasing attention should be paid to the i) mobilization ii) phloem transport and iii) seed deposition of Zn during late (generative) growth stage of plants.