Geliştirilmiş melez ekmeklik buğday hatlarının yüksek bor ve tuz uygulamalarına karşı verdikleri fizyolojik cevapların araştırılması

Abstract

Hızlı artan dünya nüfusuna karşı, kullanımı kısıtlı alanlarda tarım yapılabilmesine yönelik olarak, stres şartları altında yetiştirilebilen tahıl çeşitlerinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Buğday üretimi birçok abiyotik stres tarafından sınırlanmaktadır. Tuzluluk ve bor toksisitesi gibi stres koşulları kurak ve yarı kurak bölgelerde genellikle birlikte görülmekte ve bitkilerde gelişimi olumsuz etkileyerek verimliliği kısıtlamaktadır. Çoğu çalışma, bor elementinin dünyadaki genel toprak durumuna bağlı olarak bor eksikliğine odaklansa bile, dünyanın en zengin bor yataklarına sahip olan Türkiye'de, birçok bölgede bitkilerin bor toksisitesine maruz kaldığı bilinmektedir. Bor toksisitesi ve tuzluluk problemlerinin çözümüne yönelik en uygulanabilir yöntem toleransı yüksek bitkilerin belirlenmesi ve geliştirilmesidir.Bu sorunların giderilmesine yönelik ele alınan mevcut tez çalışmasında, tuzluluk ve bor toksisitesi gözlemlenen alanlarda yetişebilecek, toleransı yüksek ekmeklik buğday çeşitlerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Çalışmada 5 farklı ekmeklik buğday genotipi sera-saksı koşullarında bor ve tuz uygulamalarına tabi tutulmuştur. Tuzluluğa tolerans sağlayan Nax1 ve Nax2 genleri aktarılarak ilerletilmiş 3. geri melez popülasyonunun yanında, bu popülasyonlara ebeveynlik yapmış Avustralya kökenli AUS-5907 ve AUS-5924 hatları ve daha önceden bora toleranslılığı bilinen Bolal 2973 çeşidi aynı çalışmada şahit olarak yer almıştır. GM3 popülasyonunun, bor ve tuz uygulamalarına karşı göstermiş oldukları tepkiler değerlendirilmiş ve ilgili genotiplere (GM3) kazandırılmış olan karakterlerin (Nax1 ve Nax2) etkin olduğu yapılan elementel ve fizyolojik testlemeler sonucunda görülmüştür. Kuru ağırlık değerlerine göre tuzlu koşullar ve artan bor dozlarında melez hatların (Bolal x 5907, Bolal x 5924) tuza toleranslılık sağlamasının yanı sıra, bor toksisitesine de tolerans sağladığı tespit edilmiştir. Tuz uygulaması sonucu, tüm genotiplerin MDA içeriklerinde artış ve K konsantrasyonlarında düşüş gözlenmiştir. En az MDA artışının AUS-5924 ve Bolal x 5907 hatlarında, K konsantrasyonundaki en az düşüşün ise AUS-5924 ve Bolal x 5924 hatlarında olduğu tespit edilmiştir. Tüm testleme sonuçları göz önüne alındığında Bolal x 5924 hattı daha baskın sonuçlar göstermiştir.

In order to support the rapidly growing world population and enable the agriculture in the restricted areas, there is a need to develop grain crops that can be grown in stress conditions. Wheat production is limited by several abiotic stresses. Stress conditions such as salinity and boron toxicity that are generally seen together in arid and semi-arid regions of the world adversely affect the plant growth and limit their production efficiency. Depending on the general soil situation in the world, although most studies have been focused on boron deficiency, it is known that plants are exposed to boron toxicity in many regions of the world including Turkey which has the major boron deposits in the world. The most appropriate solution towards the boron toxicity and salinity problems is the identification and development of boron and salt toxicity tolerant plants.In this thesis, it is aimed to develop wheat varieties with high tolerance that can be grown in areas where salinity and boron toxicity are observed. In the study, 5 different wheat genotypes were subjected to boron and salt applications under greenhouse growth conditions. Prior to this study, 3rd backcross hybrid population was developed by transferring Nax1 and Nax2 genes from Australian wheat lines AUS-5907 and AUS-5924 to Turkish bread wheat genotypes, Bolal 2973, which is known for containing boron tolerance gene. Thus, in this experiment, the developed 3rd backcross populations, Australian parents and Turkish parent were employed and the responses of the BC3 population to boron and salt applications were evaluated. According to the performed elemental and physiological analysis results, it has been observed that the transferred Nax1 and Nax2 genes were effective in developed BC3 hybrid populations. It was determined that hybrid lines (Bolal x 5907, Bolal x 5924) provide salt tolerance as well as tolerance to boron toxicity in saline conditions and increasing boron doses with respect to dry weight values. As a result of salt application, MDA contents of all genotypes increased and showed a decrease in K concentrations. The least increase in MDA was found in AUS-5924 and Bolal x 5907 lines and the least decrease in K concentration was in AUS-5924 and Bolal x 5924 lines. When considering all the test results, the Bolal x 5924 line showed more dominant results.