Çeltikte bazı önemli agronomik karakterlerin kalıtımı üzerine araştırmalar

Abstract

ÖZET Doktora Tezi ÇELTİKTE (Oryza sativa L.) BAZI ÖNEMLi AGRONOMIK KARAKTERLERiN KALITIMI ÜZERiNE ARAŞTIRMALAR Halil SÜREK Trakya üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Z. Kayıhan KORKUT Jtirü : Prof. Dr. Z. Kay ı han KORKUT : Prof. Dr. Naz imi AÇIKGÖZ : Prof. Dr. Temel GENÇTAN Bu araştırmada, farklı coğrafi bölgelerden köken alan 8 çeltik (Oryza sativa L.) çeşidi aralarında resiproksuz melczlenerek, 8x8 yarım diallel melez seti oluşturulmuştur. Kullanılan çeşitlerden üçü italya kökenli (Baldo, Balilla, ve Titanio), Delta Fransa, Krasnodarsky-424 Rusya, Rodina Bulgaristan, H-33 Macaristan ve K-78-13 Hindistan'dan kökeniidirler. Araştırmanın yapılmasında; (a) ebeveynin genel ve özel kombinasyon yeteneklerini belirlemek ve uygun kombinasyonları tesbit etmek, (b) incelenen özelliklerin--II- genetik varyans komponentlerini ve kalıtım derecelerini tahmin etmek, (c) F» ve Fa generasyonlarında kullanılan bazı biyometrik genetik değerlendirme yöntemlerini karşılaştırmak, (d) üzerinde durulan karakterlerde heterosis ve heterobelthiosis değerlerini belirlemek, (e) kantitati-f karakterler arasındaki -fenotipik ikili ilişkileri tesbit etmek amaçlanmıştır. Oluşturulan yarım di al l el melez setinin F,. ve Fz populasyonları ve ilgili ebeveyn ile Trakya Tarımsal Araştırma Enstitüsü Deneme Tarlasında, 1990 yılında, tesadüf blokları deneme deseninde 4 tekrarlamalı bir deneme kurulmuştur. Denemede bitkide dane verimi, çiçeklenme gün sayısı, bitki boyu, salkım uzunluğu, bitkide salkım sayısı, bacakc ık sterilitesi, salkımda basakcık sayısı, toplam kuru madde verimi, hasat indeksi, bin dane ağırlığı, çeltik dane uzunluğu ve çeltik dane genişliği için gözlem ve değerlendirmeler yapılmıştır. Genel ve özel kombinasyon yetenekleri (Sri-f-fing, 1956) Metod-11, Model-1 göre tesbit edilmiştir. Yarım diallel tabloların varyans analizinde Hayman (1954a) ve Jones (1965) yöntemi kullanılmıştır. Diallel melez ve gra-fik analizi de Hayman (1954b) ve Mather ve Jinks (1971)*in önerilerine göre yapılmıştır. Heterosis ve heterobelthiosis değerleri hesaplanarak, önemlilikleri Singh ve Caudary (1977) ve Manual ve Palansamy (1987)'e göre kontrol edilmiştir. Ayrıca, kantitatif karakterler arasındaki ikili liskiler de--III- tesbit edilmiştir. Bitkide dane verimi hariç, incelenen tüm karakterlerde genel kombinasyon yeteneği varyansı 0.01 seviyesinde önemli bulunmuştur. Başakcık kısırlığı hariç, özel kombinasyon yeteneği varyansı da bitkide salkım sayısı, hasat indeksi ve çeltik dane genişliğinde 0.05 düzeyinde olmak üzere, bütün karaterlerde önemli çıkmıştır. Bitkide dane verimi dışında, bütün karaterlerde, ek lemeli gen varyansının, ekdemeli olmayan gen varyansından daha büyük olduğu belirlenmiştir. Genel kombinasyon yeteneği etkilerine göre, erkencilik için Delta ve Titanio kısa boyluluk için Balilla ve Titanio, uzun salkım için Rodina, Krasnodarsky-424, H-33 ve K-78-13, başakcık kısırlığı için Delta, Balilla, Rodina ve Krasnodarsky-424, salkımda başakcık sayısı için Balilla ve Titanio, hasat indeksi için Krasnodarsky-424 ve H-33, bin dane ağırlığı için Delta, Baldo ve Rodina, çeltik dane uzunluğu için Delta, Baldo ve H-33, ji^dane genişliği için de Rodina ve Krasnodarsky-424 çeşitleri uygun ebeveyn olarak tesbit edilmiştir. Delta >; Baldo, Delta x Balilla ve Rodina >: Krasnodarsky-424 kombinasyonları erkencilik için, Balilla x Krasnodarsky-424 ve Titanio K K-78-13 kısa boyluluk için, Delta x H-33, Balilla x H-33j Titanio x Rodina ve Titanio K Krasnodarsky-424 salkımda başakcık sayısı için, Krasnodarsky-424 x K-78-13 bin dane ağırlığı için Delta x Balilla ve Baldo x Krasnodarsky-424 çeltik dane uzunluğu için önemli özel kombinasyon yeteneği etkileri göstermi şlerdi r.--IV- Fı ve F» generasyonlarında, yarım diallel tabloların varyans analizi ve diallel melez analizi yöntemleri ile elde edilen komponentlerin karcıl açtır11 masından, bu iki generasyonun sonuçları arasında uyum olduğu tesbit edilmiş¬ tir. Buradan, Ft generasyonunda diallel melez yöntemiyle yapılacak uygun ebeveyn ve ümitli melez seçimlerinin ve elde edilecek genetik bilgilere göre belirlenecek ıslah metodlarının, ileri generasyonlar içinde geçerli olabileceğini söylemek mümkündür. Fİ generasyonunda, yarım diallel tabloların varyans analizi (Hayman, 1954a ve Jones, 1965), diallel melez analizi (Hayman, 1954b; Mather ve Jinks, 1971) ve genel kombinasyon yeyenegi analizi (Gri-f-fing, 1956) yöntemleri ile elde edilen komponentler karşılaştırılmış ve bu üç yöntemle elde edilen parametreler arasında önemlilik bakımından benzerlik olduğu görülmüştür. Bunun sonucu, genetik parametreleri belirlemek üzere, Ft generasyonunda bu yöntemlerden herhangi birinin kullanılmasının yeterli olabileceği sonucuna varılmıştır. Yapılan Wr/Vr gra-fik analizi sonucunda, çiçeklenme gün sayısı, bitki boyu, başakcık kısırlığı, salkımda başakcık sayısı, bin dane ağırlığı ve çeltik dane uzunluğu için kısmi dominantlık5 bitkide salkım sayısı, toplam kuru madde verimi ve hasat indeksi için üstün dominant!ık ve çeltik dane genişliği için de tam dominant!ık olduğu ortaya çıkmıştır. Dar anlamda kalıtım derecesi çiçeklenme gün sayısı, bitki boyu, salkım uzunluğu, başakcık kısırlığı, bin dane t-_v_ agırlıgı, çeltik dane uzunluğu ve genişliği için yüksek, hasat indeksi, salkımda başakcık sayısı ve bitkide salkım sayısı için orta, bitkide dane verimi ve toplam kuru madde verimi için de düşük derecede tahmin edilmiştir. Bitkide dane verimi için F» generasyonunda ortalama `/.2i.2 heterosis ve `/.15.2 heterobelthiosis elde edilirken, Fs generasyonunda ortalama `/.B. 2 heterosis ve `/.-0.24 heterobelthiosis gözlenmiştir. F4 generasyonunda bitkide dane veriminde meydana gelen heterosis üzerine, bitkide salkım sayısı, salkımda başakcık sayısı ve toplam kuru madde veriminde görülen heterosislerin etkili olabileceği saptanmıştır. Bitkide dane verimi ile bitkide salkım sayısı, toplam kuru madde verimi, hasat indeksi, bin dane ağırlığı ve çeltik dane uzunluğu arasında önemli ve poziti-f ilişkiler tesbit edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER r Çeltik (Oryza sativa L.), diallel meles analizi, yarım diallel mel ez l eme, genel kombinasyon yeteneği, özel kombinasyon yeteneği, genetik varyans komponentleri, gra-fik anal izi,kal itim derecesi, kantitatif karakter, heterosis, heterobelthiosis ve.fenotipik ikili ilişki.-

-VI- SUMMARY Ph. D. Thesis STUDIES ON INHERITANCE OF SOME IMPORTANT AGRONOMIC CHARACTERS İN RICE (Oryza sativa L.) Halil SÜREK Thrace University Graduate School of Natural and Applied Science Department of Agronomy Supervisor: Prof. Dr. Z. Kayı han KORKUT Jury: Prof. Dr. Z. Kayıhan KORKUT Prof. Dr. Nazimi AÇIKGÖZ Prof. Dr. Temel GENÇTAN Eight rice varieties originated from different geographical regions were crossed in ali combinations (cxculiding resiprocals) and a 8x8 half diallcl set was established. These varieties were Baldo, Balilla, Titanio, Delta, Rodina, Krasnodarsky-424, H-33, and K-78-13. The first three of them were from Italy, and the others werc from Francc, Bulgaria, Russia, Hungary, and Tndia, respect i ve l y. The objcctives of this study were (a) to determine general combining ability and specific eombining ability of-VII- parents and to identify suitable cross-combinations, (b) to estimate genetic parameters and heritabilities of the quantitative traits studied, (c) to compare some biometrical genetic analysis methods used in Fi and F2 generations, (d) to calculate heterosis and heterobeltiosis in the quantitative characters, and (e) to find out simple phenotypical correlations among the traits. Fi hybrids, F2 populations and the parents were grown in a randoraized block design with four replications at The Thrace Agricultural Research Institute Experimental Field in 1990. Data were collected on heading date, plant height, panicle length, number of panicles per plant, spikelet sterility, number of spikelets per panicle, total biological yield, grain yield per plant, harvest index, 1000 grain weight, grain length, and grain breadth. General and specific combining ablities were estimeted according to Griffing (1956) Method II, Model I. The analysis of half diallel tables were carried out based on the methods by Hayman (1954a) and on its modi f icat ions for half diallel set of data by Jones (1965). The data were subjected to Wr, Vr graph analysis and to the estimation of genetic parameters foJlowing Hayman (1954b) and Mather and Jinks (1971). Heterosis and heterobeltiosis were calculated and their significance tested according to Sing and Caudary (1977) and Manual and Palansamy (1987). Also, simple phenotypical correlations were estimated among the--VIII- quantitative traits. General combining ability was significant for ali traits at 0.01 level except grain yield per plant. Specific combining ability also was significant for ali the characters except spikelet sterility. However, the significance levels were at 0.05 for number of panicle per plants, harvest index, and grain length. General combining ability variances were larger than specific combining ability variances for ali the traits except grain yield per plant. According to general combining ability effects, the suitable parents were identified for some traits. Delta and Titanio were for earliness, Balilla and Titanio for short plant height, Rodina, Krasnodarsky-424, H-33, and K-78-13 for long panicle, Delta, Balilla, Rodina, and Krasnodarsky- 424 for low spikelets sterility, Balilla and Titanio for number of spikelets per panicle, Krasnodarsky-424 and H-33 for harvest index, Delta, Baldo, and Rodina for 1000 grain weight, Delta, Baldo, and H-33 for grain length, amd Rodina and Krasnodarsky-424 for grain breadth. Somc cross combinations showed significant specific combining ability effects for the various traits; Delta x Bal i ila and Rodina x Krasnodarsky-424 for earliness, Balilla x Krasnodarsky-424 and Titanio x K-78-13 for short plant hcigth, Delta x H-33, Balilla x H-33, Titanio x Rodina and Titanio x Krasnodarsky-424 for number of spikelets per panicle, Krasnodarsky-424 x K-78-13 for 1000 grain wcight,-X-IX- Delta x Bal i İla and Baldo x Krasnodarsky-424 for grain length. When the genetic parameters estimated Fi and F2 generations following varianca analysis of half diallel tables (Hayman, 1954a and Jones, 1965) and diallel cross analysis (Hayman, 1954b; Mather and Jinks 1971) were compared. It indicated that there were agreements among the results of two generations. Therefore, parents and cross- combinations identified and breeding strategies planned in Fi generations may be used in the future generation as well. Genetic parameters estimated in Fi generation according to three biometrical genetic methods which are general and specific combining ability estimation (Griffing, 1956), variance analysis of half diallel tables (Hayman, 1954a and Jones 1965), and diallel cross analysis (Hayman, 1954b; Mather and Jinks, 1971) were compared. The results showed that there were similarities among the parameters estimated with these methods in terms of statistical significance level. Therefore, any mothed of these can be used properly in order estimate genetic parameters in Fi generation. The results of graph analyses revealed that there were partial dominance for heading date, plant height, spikelet sterility number of spikelets per plant, 1000 grain weight, and grain length, overdomi nance for number of panicles per plant, total biological yield, and harvest index, and complete dominance for grain breadth. Narrow sense her i tabi 1 i t i es were estimated for all the characters. It was high for heading date, plant height,-X- panicle length, spikelet sterility, 1000 grain weight, grain length, and grain breadth, moderate for harvest index, number of spikelets per panicle, and number of panicles per plant, and low for grain yield per plant and biological yield. The average heterosis and heterobel tiosis observed in Fi generation for grain yield per plant were 21.2% and 15.2% respectively. Whereas, the average 8.2% heterosis and -0.24 heterobel tiosis were obtained in F2 generation for this trait. Heterosis for grain yield per plant in Fi generation was due to heterosis for number of panicles per plant, number of spikelets per panicle, and total biological yield. Grain yield per plant correlated positively with number of panicles per plant, total biological yield, harvest index 1000 grain weight and grain length. KEY WORDS: Rice (Oryza sativa L.), dial lei cross analysis, half diallel crossing, genetic variance components, graph analysis, general combining ability, specific combining ability, heritability quantitative character, heterosis, heterobel t iosis, phenotypicai correlation.