Bor stresinin bazı ekmeklik (Triticum aestivum) ve makarnalık (Triticum durum) buğday türlerine ait varyetelerde kallus gelişimi ve sıcaklığa bağlı olarak çimlenme üzerine etkisi

Abstract

ÖZET Bor Stresinin Bazı Ekmeklik (Triticum aestivum L.) ve Makarnalık(Triticum durum Desf.) Buğday Türlerine Ait Varyetelerde Kallus Gelişimi ve Sıcaklığa Bağlı Olarak Çimlenme Üzerine Etkisi Bu araştırmada, Türkiye'de ekimi yapılan ekmeklik buğday {Triticum aestivum L.) çeşitleri (Kaşifbey, Yıldız, Sultan ve İzmir) ve makarnalık buğday (Triticum durum Desf.) çeşitlerinin (Fuatbey, Yelken, Sarıçanak ve Gediz) çimlenme, fide gelişimi üzerine farklı sıcaklık (15:25, 20:30 ve 25:35 °C; gece:gündüz) ve borik asit (H3BO3) konsantrasyonlarının (kontrol, 15, 25, 35, 45 ve 55 mM) etkisi incelenmiştir. Çeşitlere ait tohumlar çimlendirme kaplarına yerleştirilmiş ve kontrollü iklim kabininde, karanlıkta bor ve sıcaklık uygulamalarına beş gün süreyle maruz bırakılmışlardır. Bu sürenin sonunda, çimlenme yüzdesi, koleoptil uzunluğu, kök uzunluğu ve sayısı belirlenmiştir. Tüm sıcaklıklarda bor konsantrasyonunun artışına bağlı olarak bütün tiplerde çimlenme oranı genellikle önemli düzeyde azalmıştır. Bütün sıcaklıklarda çeşitler arasında bor artışından en fazla etkilenen ekmeklik buğday çeşidi Kaşifbey'dir. Tüm sıcaklıklarda artan bor konsantrasyonundan en az etkilenmiş olan makarnalık buğday çeşitleri; 15:25 °C'de Gediz, Yelken, 20:30 °C de Fuatbey, Sarıçanak ve Yelken ve 25:35 °C'de Gediz'dir. Buğday çeşitlerinin koleoptil uzunlukları, bor konsantrasyonun artmasına bağlı olarak azalmış olmakla beraber, en iyi koleoptil gelişimi 20:30 °C de saptanmıştır. Tüm sıcaklıklarda buğday çeşitlerinin kök uzunluklarındaki inhibisyon, kontrole göre 15 mM bor konsantrasyonunda % 73-89 arasındadır. Genel olarak çeşitler için en iyi kök uzunluğu koleoptil uzunluğunda olduğu gibi 20:30 °C de elde edilmiştir. Kök sayısı bakımından sıcaklıklar arasında önemli bir fark gözlenmemiş olmasına rağmen konsantrasyon artışıyla kök sayısı da diğer parametreler gibi azalmıştır. Kallus oluşumu çalışmasında, iki ekmeklik (Kaşifbey ve Sultan) ve iki makarnalık (Fuatbey ve Gediz) buğday çeşidine ait distile su ve bor konsantrasyonlarında şişirilmiş embriyolar kontrol, 5 mM ve 15 mM H3B03 içeren M&S besiyerine (2,5 mg/L 2,4-D içeren) transfer edilmiştir. 25 °C sabit sıcaklıkta ve karanlıkta tutulan embriyoların kallus oluşumu 5 haftalık sonuçlara göre değerlendirilmiştir. 5. hafta sonunda son kallus sayıları ile birlikte kalkışların yaş ağırlıkları tespit edilmiştir. Deneme 6 tekrarlı olarak tamamen rasgele blok deseninde gerçekleştirilmiştir. Besi ortamındaki borik asit miktarının arttırılması ile kallus sayılarının ve yaş ağırlıklarının azaldığı tespit edilmiştir. Elde edilen verilere göre Kaşifbey çeşidinde diğer çeşitlerden farklı olarak 5 ve 15 mM bor ortamında kallus oluşumu gözlenmemiştir. Anahtar kelimeler: Triticum çeşitleri, çimlenme, kallus, bor, sıcaklık. 111

ABSTRACT The Effect of Boron Stress on Callus Development and Temperature-dependent Germination in Some Bread (Triticum aestivum L.) and Durum (Triticum durum Desf.^ Varieties In this research, the effects of different temperature regimes (15:25, 20:30 and 25:35 °C; night: day) and boric acid concentrations (Control, 15, 25, 35, 45 ve 55 mM) on germination, early seedling growth and callus development of some bread wheat (Triticum aestivum L.) and durum wheat {Triticum durum Desf.) cultivars grown in Turkey were examined. The sample seeds, imbedded in the defined boric acid concentrations, were placed into the germination boxes containing pre-wetted filter papers with the same boric acid solutions. Each sample groups containing 20 seeds with three replicates were exposed to the dark, boron toxicity and temperature regimes for 5 days. At the end of this period, germination percentage, coleoptil length, radicula length and radicula numbers were recorded. At all temperature regimes, the bread wheat Kasifbey was the most sensitive and durum wheat varieties were more tolerant among the others as increasing boric acid concentration to 55 mM. According to the our findings, Gediz and Yelken at 15:25 °C, Fuatbey, Sarıçanak and Gediz at 20:25 °C and Yelken at 25:35 °C were more tolerant than the other wheat cultivars. Although coleoptil lengths of wheat cultivars had been shortened by the increasing the boric acid concentration, the best coleoptil development was observed at 20:30 °C. At 15 mM boric concentration, inhibition rate of radicula lengths of wheat cultivars in all temperatures was 73-89 % as compared to the control groups. As in coleoptil length, the best redicula length for the cultivars was obtained at 20:30 °C. Although there is no differences in redicula number of cultivars among the temperature regimes, radicula numbers were also shortened by increasing boric acid concentration. In callus stage, two bread wheat (Kaşifbey and Sultan) and two durum wheat (Fuatbey and Gediz) mature embryos were transferred onto basic solid M&S media (2,5 mg/L 2,4-D) containing control, 5mM and 1 5 mM boric acid. Ten mature embryos were placed on a petri plate and six replicate of each group placed into the growth chamber in accordance to completely randomized block design. Callus development of mature wheat embryos consulted in a growth chamber at 25 °C with dark environment, and the study results evaluated every week for 5 weeks. The number and fresh weight of well developed calli were determined at the end of this period. Mature embryos exposed to high boric acid developed less callus and kept less biomass than the control groups. Any callus development was not obtained from bread wheat cultivar Kaşifbey mature embryos on the basal M&S media containing either 5 or 15 mM boric acid. Key Words: Triticum cultivars, boron, temperature, germination, callus IV