Organik, düşük gübre girdili ve konvansiyonel koşullarda makarnalık buğday (Triticum durum L.) genotiplerinin morfolojik, fizyolojik ve moleküler karakterizasyonu
Morphological, physiological and molecular characterization of durum wheat (Triticum durum L.) genotypes under organic, low fertilizer input and conventional conditions
Yazar: REMZİ ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. CUMA AKINCI ; DOÇ. DR. BEHCET İNAL
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Amonyum nitrat gübresi = Ammonium nitrate fertilizer ; Azotlu gübreler = Nitrogen fertilizers ; Ekolojik tarım =   ; Kimyasal gübreler = Chemical fertilizers ; Makarnalık buğday = Durum wheat ; Organik gübreler = Organic fertilizers ; Organik tarım = Organic farming ; Sürdürülebilir tarım = Sustainable agriculture ; Yaprak gübresi = Leaf fertilizer ; İyi tarım uygulamaları = Good agricultural practices

Özet:
Çalışma, 2019-2020 ve 2020-2021 yetiştirme mevsiminde Diyarbakır ili Dicle Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümünün organik ve konvansiyonel tarım için ayrılan deneme alanlarında yağışa dayalı koşullarda yürütülmüştür. Çalışmanın amacı, kullanılan çeşit ve hatların organik ve düşük gübre girdili tarıma uygunluğunun belirlenmesi, farklı tarım sistemlerinde (organik, düşük gübre girdili ve konvansiyonel) yüksek ve düşük performanslı genotiplerde azot kullanım etkinliği ile ilgili gen ifadelerinin tespit edilmesidir. Çalışmanın birinci yılında materyal olarak, Güneydoğu ve Doğu Anadolu Bölgesinin bazı illerinden (Diyarbakır, Adıyaman, Elazığ, Bingöl, Şanlıurfa, Mardin, Siirt ve Şırnak) toplanmış olan 125 adet yerel makarnalık buğday, 32 adet tescilli ticari çeşit, Dicle Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümünde ıslah edilmiş 35 adet ileri hat olmak üzere toplam 192 adet makarnalık buğday genotipi kullanılmıştır. Çalışmanın ikinci yılında ise birinci yılın sonunda 3 farklı yetiştirme koşulu (organik, düşük gübre girdili ve konvansiyonel)  için ayrı ayrı seçilen 30 genotip 3 ayrı deneme halinde Tesadüf Blokları Deneme Desenine göre 4 tekerrürlü olarak denenmiştir. Analiz sonuçlarına göre genotipler özellikle verim bakımından organik ve düşük gübre girdili koşullarda, konvansiyonel koşullara nazaran kuraklıktan daha az etkilenmişlerdir. Genotipler farklı tarım sistemlerinde farklı genlere değişen oranlarda tepkiler vermişlerdir. Çalışmada düşük gübre girdili koşullarda yetiştirilen genotiplerin AMT2.1 gen seviyeleri organik koşullara kıyasla daha yüksek, konvansiyonel koşullardan daha düşük bulunmuştur. Buna karşın düşük gübre girdili koşullarda yetişen genotipler diğer iki koşula kıyasla daha yüksek NPF6.3 ekspresyon değerlerine sahip olmuştur. Ayrıca genotiplere ait TaNRT2.1 geninin ekspresyon seviyeleri diğer incelenen genlere kıyasla her üç tarım sisteminde de yüksek seyretmiştir. Diyarbakır koşullarında iki yıllık çalışma sonunda ve incelenen özellikler neticesinde organik tarım sistemi için SYM-1, AYM-3 ve MYM-8;  düşük gübre girdili tarım sistemi için YM-16, DYM-6 ve Sena;  konvansiyonel tarım sistemi için AYM-6, UYM-2 ve DYM-27 genotipleri çalışmada yer alan diğer genotiplere nazaran uygun çeşit adayları olarak ön plana çıkmışlardır.

Abstract:
This research was conducted for two years in 2019-2020 and 2020-2021 wheat growing season at Dicle University Faculty of Agriculture Research and Application Field (organic and conventional experiment areas) in Diyarbakir, Turkey. The goal of this study is to evaluate varieties and lines suitable for organic and low fertilizer input agriculture in the Southeastern Anatolia Region, as well as to identify gene expressions related to nitrogen use efficiency in varieties and lines suitable for various agricultural systems (organic, low fertilizer input and conventional).  A total of 192 durum wheat genotypes were used in the first year of the study, including 125 local durum wheat genotypes collected from provinces in the Southeastern and Eastern Anatolia Region (Diyarbakir, Adiyaman, Elazig, Bingol, Sanliurfa, Mardin, Siirt, and Sirnak), 32 commercial varieties, and 35 advanced lines improved by Dicle University Faculty of Agriculture, Department of Field Crops. According to the first year's findings, 30 genotypes from three different growing conditions (organic, low fertilizer input and conventional) were employed in three different experiments using the Randomized Complete Blocks Design with four replications in the second year of the study. A statistical analysis revealed that genotypes were less affected by drought in organic and low fertilizer input circumstances than in conventional environments, particularly in terms of yield.The levels of gene expression of Genotypes for NUE varied depending on the farming system used.. In the study, the AMT2.1 gene levels of the genotypes grown under low fertilizer input conditions were found to be higher compared to organic conditions, but lower than conventional conditions. On the other hand, genotypes grown under low fertilizer input conditions had higher NPF6.3 expression values compared to the other two conditions. In addition, the expression levels of the TaNRT2.1 gene of the genotypes were higher in all three agricultural systems compared to the other examined genes. As a result of the evaluation of the characteristics obtained for two years, it has been determined that  SYM-1, AYM-3 and MYM-8 genotypes are suitable for organic farming system, YM-16, DYM-6 and Sena genotypes for low fertilizer input farming system, AYM-6, UYM-2 and DYM27 for the conventional farming system .