Arpa Çeşitlerinin Çimlenme Döneminde Ozmotik Stres Toleransının Belirlenmesi

Year 2024, Volume: 38 Issue: 1, 107 - 121, 14.06.2024

Kübra Özdemir Dirik , Mazlum Erdem , İbrahim Saygılı

https://doi.org/10.20479/bursauludagziraat.1376698

Abstract

Osmotik stres çimlenme döneminde kuraklık stresini stimüle ederek kuraklık toleransının ölçümünü sağlamaktadır. Bu araştırma ozmotik stres altında arpa çeşitlerinin çimlenme dönemindeki kuraklığa toleransının belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada 13’ü altı sıralı ve 23’ü iki sıralı olmak üzere 36 arpa çeşidi kullanılmıştır. Ozmotik stres polietilen glikol 6000 kullanılarak -3 bar ve -6 bar osmotik stres uygulanmış, stresin olmadığı uygulamada (kontrol) saf su kullanılmıştır. Araştırmanın yedinci gününde çimlenme oranı, kök uzunluğu ve sürgün uzunluğu belirlenmiştir. Çeşitlerin çimlenme oranları kontrole göre -3 bar ozmotik streste %5.7, -6 bar ozmotik streste ise %52.3 oranında önemli bir şekilde azalmıştır. Çeşitlerin kök uzunlukları -3 bar osmotik streste %14.4 artarken, -6 bar osmotik streste %56.1 azalmış, sürgün uzunlukları -3 bar osmotik streste %15.5 ve -6 bar osmotik streste %86.2 oranında azalmıştır. Genel ortalamada Kendal, Hasat, Dara, Yüksel, Etincel ve Epona çeşitlerinde en yüksek, Steptoe çeşidin de ise en düşük çimlenme oranı belirlenmiştir. Kök uzunluğu ve sürgün uzunluğu değerlerine göre Kral 97, Barış, Çetin 2000, Tarm 92, Sabribey ve Hasat çeşitlerinin osmotik strese daha toleranslı olduğu söylenebilir. Çeşitlerin kuraklık tolerans indeksleri incelenen üç özellikte de -6 bar osmotik streste -3 bar osmotik strese göre azalmıştır. -6 bar osmotik streste, en yüksek kuraklık tolerans indeksi, çimlenme oranında Kendal ve Dara (%86.7) çeşitlerinden, kök uzunluğunda Hasat (%98.1) çeşidinden, sürgün uzunluğundaEpona (%62.9) çeşidinden elde edilmiştir. Çimlenme döneminde kuraklık stresinin etkili olduğu bölgelerde, osmotik stres toleransı iyi olan çeşitlerin tarla denemelerine dahil edilmesi arpa üretimine katkı sağlayabilir.

Keywords

Hordeum vulgare, Kök uzunluğu, Kuraklık Toleransı PEG, Sürgün uzunluğu

Evaluation of Osmotic Stress Tolerance of Barley Cultivars during Germination

Abstract

Osmotic stress stimulates drought stress during germination and provides a measure of drought tolerance. This study was performed to determine the drought tolerance of barley cultivars under osmotic stress during germination. Thirty-six barley cultivars, 13 six-row and 23 two-row, were used. Osmotic stress was applied at -3 bar and -6 bar using polyethylene glycol 6000 and pure water was used in the non-stress treatment (control). Germination rate, root length and shoot length were determined on the seventh day of the experiment. Germination rates of the cultivars decreased by 5.7% at -3 bar osmotic stress and 52.3% at -6 bar osmotic stress compared to the control. Root length of the cultivars increased by 14.4% at -3 bar osmotic stress, decreased by 56.1% at -6 bar osmotic stress, and shoot length decreased by 15.5% at -3 bar osmotic stress and 86.2% at -6 bar osmotic stress. In the general average, the highest germination ratio was determined in cultivars Kendal, Hasat, Dara, Yüksel, Etincel and Epona and the lowest germination ratio was determined in Steptoe. According to root length and shoot length values, it can be stated that cultivars Kral 97, Barış, Çetin 2000, Tarm 92, Sabribey and Hasat are more tolerant to osmotic stress. Drought tolerance indexes of the cultivars decreased at -6 bar osmotic stress compared to -3 bar osmotic stress in all three traits examined. At -6 bar osmotic stress, the highest drought tolerance index was obtained from Kendal and Dara (86.7%) in germination rate, Hasat (98.1%) in root length and Epona (62.9%) in shoot length. In regions where drought stress is occurring during the germination period, inclusion of cultivars with better osmotic stress tolerance to field trials in these regions may contribute to barley production.

Keywords

Drought tolerance, Hordeum vulgare, PEG, Root length, Shoot length

References

• Abdel-Ghani, A.H., Neumann, K., Wabila, C. Sharma R., Dhanagond S., Owais S. J., Borner, A., Graner, A. ve Kilian B., 2015. Diversity of germination and seedling traits in a spring barley (Hordeum vulgare L.) collection under drought simulated conditions. Genetic Resources and Crop Evolution, l 62, 275–292.
• Amini, R. 2013. Drought stress tolerance of barley (Hordeum vulgare L.) affected by priming with PEG. International Journal of Farming and Allied Sciences, 2(20), 803-808.
• Aydın, M., Hossein Pour, A., Tosun, M. And Haliloğlu, K. 2016. Effect of application of putrescine on seedling growth and cell division of wheat (Triticum aestivum L.) under drought stress. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 26(3): 319-332.
• Balkan, A. 2011. Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) kurağa dayanıklıkla ilişkili morfolojik ve fizyolojik özelliklerin saptanması üzerine araştırmalar. Doktora tezi, Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı.
• Balkan, A. Ve Gençtan, T. 2013. Ekmeklik buğdayda (Triticum aestivum L.) osmotik stresin çimlenme ve erken fide gelişimi üzerine etkisi. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 10(2): 44-52.
• Bilgili, D., Atak, M. ve Mavi, K. 2019. Effects of peg-induced drought stress on germination and seedling performance of bread wheat genotypes. Yuzuncu Yıl University Journal of Agricultural Sciences, 29(4), 765-771.
• Dolgun, C. Ve Aydoğan Çifci, E. 2018. Farklı kuraklık stresi seviyelerinin makarnalık buğday çeşitlerinde çimlenme ve erken fide gelişimi üzerine etkisi. Bursa Uludağ Üniv. Ziraat Fak. Derg., 32(2): 99-109.
• Kachare, S., Tiwari, S. and Tripathi, N. 2016. Effectiveness of drought tolerance indices to identify tolerant genotypes in soybean (Glycine max (L.) merr.). National Journal of Life Science, 13(1): 11-13.
• Karahan, S. 1996. Buğdaylarda (Triticum spp.) kurağa dayanma mekanizmasının laboratuvar, sera ve tarla şartlarında incelenmesi ve dayanıklı çeşitlerin seçimi ve sonuçların ıslah programlarında kullanılması üzerine araştırmalar. Doktora tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla bitkileri Anabilim Dalı.
• Khafagy, M. A., Mohamed, Z. A. A., Farouk, S., and Amrajaa, H. K. 2017. Effect of pre-treatment of barley grain on germination and seedling growth under drought stress. Advances in Applied Sciences, 2(3), 33-42.
• Kılıç, B. 2020. Prolin ön uygulamasının kuraklık stresi koşullarındaki karaçam tohumlarının çimlenmesi üzerine etkilerinin araştırılması. Yüksek lisans tezi, Artvin Çoruh Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Mühendisliği Anabilim Dalı.
• Kutlu, İ. 2010. Tahıllarda kuraklık stresi. Türk Bilimsel Derlemeler Dergisi 3(1): 35-41.
• Landjeva, S., Neumann, K., Lohwasser, U. and Börner, A. 2008. Molecular mapping of genomic regions associated with wheat seedling growth under osmotic stress. Biologia Plantarum, 52: 259-266.
• Macar, T. M. 2008. Effects of water deficit ınduced by peg and nacl on chickpea (Cicer arietinum L.) cultivars and lines at early seedling stages. G.U. Journal of Science, 22: 5-14.
• Michel, B. E. and Kaufmann, M. R. 1973. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant physiology, 51(5), 914-916.
• Özdemir Dirik, K., Saygılı, İ., Özkurt, M. ve Sakin, M. A. 2018. Bazı yerel ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinin ozmotik stres altında erken gelişme dönemindeki kuraklık Toleransının belirlenmesi. International Journal of Agricultural and Natural Sciences, 1(2): 95-101.
• Özdemir Dirik K., Saygılı, İ., Özkurt, M. ve Sakin, M. A. 2020. Bazı yerel ekmeklik buğday (Triticum aestivum L.) genotiplerinin erken gelişme dönemindeki tuz stresine toleransının incelenmesi. Türk Tarım-Gıda Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(3): 688-693.
• Özdemir Dirik, K. 2020. Tokat, Amasya ve Çorum orijinli yerel ekmeklik buğday çeşitlerinin bazı tarımsal özellikler ve geç gelişme dönemlerindeki kuraklığa tolerans yönünden karakterizasyonu. Doktora tezi, Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Anabilim Dalı.
• Özdemir Dirik, K., Sakin, M.A., İnanç, M. ve Sönmez, F. 2022. Bazı arpa (Hordeum vulgare L.) çeşitlerinin tokat-kazova koşullarında verim ve kalite özelliklerinin belirlenmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 25(4): 800-810.
• Özkurt, M., Saygılı, İ. ve Özdemir Dirik, K. 2019. Bazı yonca çeşitlerinin erken gelişme dönemindeki kuraklık toleransının belirlenmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Tarım ve Doğa Dergisi, 22(4): 557-562.
• Öztürk, A., Taşkesenligil, B., Haliloğlu, K., Aydın, M. and Çağlar, Ö. 2016. Evaluation of bread wheat genotypes for early drought resistance via germination under osmotic stress, cell membrane damage, and paraquat tolerance. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 40: 146-159.
• Öztürk, Y., Tatar, N. ve Budaklı Çarpıcı, E., 2018. Tuz stresi koşullarında polietilen glikol ön uygulamalarının kamışsı yumak (Festuca arundinacea Schreb.) tohumlarının çimlenme özellikleri üzerine etkilerinin belirlenmesi. Bursa Uludağ Üniv. Ziraat Fak. Derg., 32(1): 141-149.
• Rauf, M., Munir, M., Hassan, M.U., Ahmad, M. and Afzal, M. 2007. Performance of wheat genotypes under osmotic stress at germination and early seedling growth stage. Afr. J. Biotechnol., 6(8): 971-975. Rubinstein, B., 1982. Effects of osmotic shock. Plant Physiology, 69: 939-944.
• Sarı, N. ve İmamoğlu, A. 2009. Menemen ekolojik koşullarına uygun ileri arpa hat ve çeşitlerinin belirlenmesi. Anadolu J. of AARI., 19(1): 24-33.
• Smirnoff, N. 1993. The role of active oxygen in the response of plants to water deficit and desiccation. New Phytologist, 125: 27-58.
• Türkan, İ., Bor, M., Özdemir, F. and Koca, H. 2005. Differential responses of lipid peroxidation and antioxidants in the leaves of drought tolerant P. acutifolius gray and drought sensitive P. vulgaris L. subjected to polyethylene glycol mediated water stress. Plant Science, 168: 223– 231.
• Uslu, Ö.S., Gedik, O., Alhumedi, M. ve Alminfi, K. 2021. Kuraklık stresinin bazı yem bezelyesi (Pisum sativum L.) çeşitlerinin çimlenme ve fide gelişimi üzerine etkisi. Uluslararası Anadolu Ziraat Mühendisliği Bilimleri Dergisi, 3(2): 28-36.
• Villela, F.A., Doni Filho, L. and Sequeira, L.E. 1991. Tabela de potencial osmótico em função da concentração de polietileno glicol 6000 e da temperatura. Pesquisa Agropecuaria Brasileira, 26: 1957-1968.
• Veselov, D.S, Mustafina, A.R., Sabirjanva, I.B., Akhiyarova, G.R., Dedov, A.V., Veselov, S.U. and Kudoyarova, G.R. 2002. Effect of PEG-treatment on the leaf growth response and auxin content in shoots of wheat seedlings. Plant Growth Regulation, 38: 191-194.
• Yalçın Okursoy, M. 2006. Ekmeklik buğday genotiplerinin in vitro ve in vivo koşullarında kuraklığa dayanıklılık yönünden değerlendirilmesi. Yüksek lisans tezi, Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı.