Nohutta yaprak galeri sineği (Liriomyza cicerina Rond.)'ne dayanıklılıkla ilişkili biyokimyasal seleksiyon kriterlerinin belirlenmesi
Determination of biochemical selection criteria for resistance to leaf miner in chickpea (Liriomyza cicerina Rond.)
Yazar: NESRINE CHRIGUI
Danışman: PROF. DR. CENGİZ TOKER
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Nohut yaprak galerisineği (Liriomyza cicerina Rond.), nohut (Cicer arietinum L.) yetiştiriciliğinde değişen düzeylerde verim ve kalite kayıplarına neden olan zararlılardan biridir. Zararlı, yaşaması için uygun koşullarda nohut verimini %30 azaltabilmektedir. Böceğin oluşturduğu zarar; kimyasal ve biyolojik kontrol yöntemleri ile kültürel uygulamalar ve dayanıklı çeşit kullanılarak azaltılabilmektedir. Biyolojik kontrol ve kültürel uygulamalar ile dayanıklı çeşit kullanımı insan ve çevre sağlığı için güvenli olup sürdürülebilir üretim için öne çıkan metotlardır. Dayanıklı çeşit geliştirilmesinde, böceğe dayanıklılıkla ilişkili morfolojik ve biyokimyasal seleksiyon kriterlerinin rolünü anlamak önemlidir.  
Bu çalışmanın amaçları (i) Cicer reticulatum Ladiz. yabani nohut türünden tarımı yapılan nohuda, yaprak galerisineğine dayanıklılık gen/genlerini aktarmak, (ii) yaprak galerisineğine dayanıklılığın kalıtımını belirlemek ve (iii) yaprak galerisineğine dayanıklı ve hassas genotiplerin belirlenmesinde potansiyel tarımsal ve biyokimyasal seleksiyon kriterlerini belirlemektir. 
Çalışmanın yürütülmesinde, C. arietinum (CA 2969, Anne ebeveyn) ve C. reticulatum (AWC 602, Baba ebeveyn) türler arası melezlemelerinden elde edilen rekombinant kendilenmiş hatlar (RIL) kullanılmıştır. Araştırma 2017 ve 2018 üretim sezonlarında doğal böcek epidemisi (salgını) koşullarında yürütülmüştür. Araştırma da test materyali olarak, 130 RIL, ebeveynler (CA 2969 ve AWC 602) ve hassas kontrol (Sierra genotipi, Basit yapraklı) kullanılmıştır. Çalışmada tüm materyal 3 kez (fide, çiçeklenme ve bakla bağlama) 1-9 skalası (örneğin, 1 = Böcek zararı yok, 9 = %100 böcek zararı var, vb.) kullanılarak değerlendirilmiş olup Sierra ve CA 2969 genotiplerinde zararlıya reaksiyonu sırasıyla çok çok hassas (9) ve çok hassas (8) olarak belirlenmiştir. Değerlendirmeler sonucunda seçilmiş sekiz dayanıklı ve sekiz hassas genotip, biyokimyasal (organik asitler) seleksiyon kriterlerinin belirlemesi amacıyla tarla koşullarında böcek epidemisi altında ve kontrollü koşullar da (sera) böcek bulunmayan koşullarda yetiştirilmiştir. Sekiz dayanıklı ve hassas RIL genotipi yeşil aksamında bulunan oksalik asit, malik asit, kuinik asit, tartarik asit, sitrik asit ve süksinik asit miktarları HPLC yardımı ile belirlenmiştir. 
Genel olarak, dayanıklı RIL genotiplerinde potansiyel biyokimyasal seçim kriterlerinin hassas RIL genotiplerinden daha yüksek olduğu bulunmuştur. Dayanıklı genotiplerde tartarik ve malik asit konsantrasyonları hassas genotipleri ile karşılaştırıldığında daha düşük miktarda olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte, süksinik asitin dayanıklı genotiplerde hassas genotiplerle karşılaştırıldığında daha yüksek miktarda olduğu belirlenmiştir. Yaprak galerisineğine dayanıklı nohutların seçiminde süksinik asit miktarının seleksiyon kriteri olarak değerlendirilebileceği düşündürmektedir. 
Çalışma materyali olarak kullanılan 130 RIL genotipin tüm tarımsal ve morfolojik özellikler birlikte değerlendirildiğinde üstün hatların (ana ve babadan daha üstün istenilen özellikler) olduğu belirlenmiştir. Yaprak galerisineğine dayanıklılığın çok sayıda çekinik genin (poligenik) kontrolü altında olduğu ve kalıtım derecesinin (h2=30.87) göreceli olarak düşük olduğu belirlenmiştir. Test genotiplerinde 3 "dayanıklı", "12 "orta dayanıklı" 21 "tolerant" materyal olduğu belirlenmiştir. Dayanıklı olarak belirlenen materyellerden bazılarının "kabuli" nohutlar gibi pigmentsiz, krem daneli, çift baklalı ve daha yüksek verimli genotipler olduğu gözlenmiştir. Yapılan "Path Analizi" sonuçlarına göre;, yaprak galerisineğine dayanıklılıkta en etkili olabilecek özelliklerin bitki boyu, dane verimi ve büyüme şekli olduğu belirlenmiştir. Yürütülen çalışma ile "yabani nohutlardan tarımı yapılan nohuda yaprak galerisineğine dayanıklılık özelliğinin aktarılabileceği" kanıtlanmıştır. "Kabuli" nohutlara benzer yüksek verimli ve yaprak galerisineğine dayanıklı RIL genotiplerinin elde edilmesiyle üretim alanlarında dayanıklı materyal yetiştirilebileceği kanısına varılmıştır.

Abstract:
In Mediterranean region, the chickpea leafminer, Liriomyza cicerina Rondani, is the main insect pest of chickpea (Cicer arietinum L.) which can reduce the seed yield by 30%. Options to overcome damage caused by the insect are chemical, biological and cultural practices and used durable resistant varieties as well. One of the most efficient, sustainable, and economical practices is used resistant varieties along with cultural methods. Also, it is important to understand the role of different morphological and biochemical components of chickpea associated with resistance. 
The present study was aimed to (i) introgression of resistance to leafminer from C. reticulatum Ladiz. to cultivated chickpea, (ii) to estimate inheritance for resistance leaf miner, and (iii) to determine potential agro-morphological and biochemical selection criteria for resistance to leaf miner. 
For this purpose, recombinant inbred lines (RILs) derived from interspecific crosses between C. arietinum (CA 2969, ♀) and C. reticulatum (AWC 602, ♂) were used. Trials were carried out in natural insect epidemic conditions in 2017 and 2018. In trials, 130 RILs, their parents and a genotype susceptible to leaf miner (Sierra with simple leaf) as control were used under field conditions. RILs were evaluated for resistance to leafminer using a 1-9 scale (For instance, 1 = no insect damage, 9 = 100% insect damage, etc.) when susceptible female parent and Sierra were moderately susceptible (70% insect damage). According to the field screening results, eight resistant and eight susceptible genotypes were grown under insect epidemic conditions in the field and non-insect conditions in the greenhouse in order to determine the biochemical (organic acids) selection criteria. Oxalic, malic, quinic, tartaric, citric and succinic acids were determined by HPLC in the green part of eight resistant and susceptible RILs. 
In general, the potential biochemical selection criteria were found to be higher in resistant RILs than susceptible RILs. Tartaric and malic acid concentrations were determined lower level in resistant RILs than that of susceptible RILs. However, succinic acid was higher in the resistant RILs than the susceptible ones. Results suggested that high level of succinic acid could be used as a potential biochemical selection criterion for resistance to leaf miner in chickpea breeding material. 
Also, it was concluded that leafminer resistant RILs similar to "kabuli" chickpeas with high-yield can be directly grown in the target environment. Results showed that superior lines were found for resistance to leafminer and agro-morphological traits indicating that introgression of resistance to leafminer from C. reticulatum to C. arietinum could be possible by using interspecific crosses. The inheritance pattern of resistance to leafminer in RILs was shown to be polygenic nature and governed by some minor recessive genes. Broad sense heritability was estimated to be relatively low level as h2= 30.87. According to the path analysis, it was found that the most direct effect on resistance to leaf miner had plant height, grain yield and growth habit. Three RILs were found to be "resistant" and 12 RILs were found to be "moderately resistant". Some of these were free from pigment with cream color grain, double pods and higher yields such as "kabuli" chickpea.