Herbisitlere dayanıklı ve duyarlı kısır yabani yulaf (Avena sterilis L.) popülasyonlarının rekabeti, çimlenme biyolojisi ve genetik çeşitliliği üzerine araştırmalar
Competition, germination biology and genetic diversity of herbicide-resistant and sensitive wild oat (Avena sterilis L.) populations
Yazar: PEİMAN MOLAEİ
Danışman: PROF. DR. YILDIZ NEMLİ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bitki Koruma Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışmada herbisitlere dayanıklı ve duyarlı kısır yabani yulaf (Avena sterilis) popülasyonlarının kendi aralarındaki ve buğday ile olan rekabeti, çimlenme biyolojileri ve fenolojik ve genetik özellikleri araştırılmaya çalışılmıştır.Rekabet ile ilgili olarak, bitki biyoması ve bitkilerin topraktan kaldırdığı besin elementleri kriter alınarak değerlendirilmiştir. Biyomas kuru ağırlığına göre buğday en yüksek rekabet gücüne sahip olmuş, bunu duyarlı yabani yulaf izlemiş, dayanıklı yabani yulaf ise en son sırada yer almıştır. Bitkilerin kaldırdığı besin elementleri yönünden, buğdayın yaprak ve gövdeleri ile kalkan azot (N), fospor (P) ve potasyum (K) miktarı, buğdayla birlikte yetişen dayanıklı ve duyarlı yabani yulaf sayısı buğdayın iki ve ya üç katına çıktığında, önemli düzeyde azalmıştır. Yine aynı koşullarda buğdayın kalsiyum (Ca), magnezyum (Mg), demir ( Fe) ve çinko (Zn) miktarında düşüş olmuştur. Dayanıklı ve duyarlı yabani yulafın kendi aralarında rekabet durumları değerlendirildiğinde, dayanıklı ve duyarlı yabani yulaf biyotipleri kendi başlarına olduğunda, N miktarı bakımından aralarında önemli bir fark görülmemiştir. Ancak dayanıklı ve duyarlı yabani yulaf sayısı eşit oranlarda yetiştirildiğinde dayanıklı yabani yulafın N miktarı duyarlılara göre daha düşük bulunmuştur. Yapraklar ile kalkan P ve K miktarı, gerek dayanıklı gerekse duyarlı biyotipte, rekabete girdiği bitki sayısına paralel olarak düşüş göstermiştir.Dört farklı lokasyona (Marmara, Akdeniz, K.K.T.C ve İran) ait dayanıklı ve duyarlı yabani yulafların bazı fenolojik özellikleri karşılaştırılmıştır. Popülasyonların arasında fenolojik özellikleri bakımından istatistiksel olarak önemli farklılıklar bulunmuştur. Lokasyonlar içinde her dayanıklı kendi duyarlıları ile karşılaştırıldığında, İran ve Marmara lokasyonuna ait duyarlı popülasyonların kendi dayanıklılarına göre daha erken çiçeklendiği ve tohum bağladığı ve toprak üstü organlarının kuru ağırlığının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Yine aynı popülasyonların çimlenme farklılıkları incelenmiş ve dayanıklı popülasyonların duyarlılara göre daha hızlı ve yüksek oranda çimlendikleri anlaşılmıştır. Farklı sıcaklıklar da dayanıklı ve duyarlı yabani yulafların çimlenme yüzdesi ve hızı bakımından önemli farklar bulunmuştur. Oniki popülasyonun RAPD-PCR yöntemi ile akrabalık ilişkileri ayrıca saptanmaya çalışılmış ve dendogram oluşturulmuştur.Birer dayanıklı ve duyarlı A.sterilis biyotiplerinde stoma hücrelerinin boyutları ve polenlerin boyları bakımından bir fark görülmemiştir. Yine her iki biyotipin de polenleri fertil bulunmuştur. İki biyotipte mayoz bölünme safhaları da incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Gerek duyarlı gerekse dayanıklı biyotipin mayoz bölünmesinde anormallik (Kromozom köprüsü, asentrik kromozom, çok nukleuslu tetrat, mikropolen) görülmemiştir.Elde edilen sonuçlar, dayanıklı A. sterilis popülasyonlarının ekolojik uyumu ve biyolojisiyle ilgili önemli bulguları içermektedir. Bu verilerin dayanıklı yabani yulafların mücadelesinde ve dayanıklılığın önlenmesinde ve erken tahmininde önemli olduğu kanısındayız.

Abstract:
Herbicide-resistant and sensitive wild oat (Avena sterilis) populations, in case of competition with wheat and without wheat, the germination biology, phenology and genetic characteristics were investigated in this study.Plant biomass and nutrient uptakes from the soil were evaluated and based on the dry weight of the mass, wheat was found most competitive. Sensitive wild oat and the resistant wild oat ranked the second and the last in the sequence. Increases in the number of sensitive and resistance wild oats two to three times more than the presence of the wheat in the field resulted in lower nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) uptakes of leaves and stems of wheat significantly. In this regard, calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe) and zinc (Zn) contents of the wheat also decreased. The N uptakes of the resistant and sensitive wild oats were found quite close provided that there is no competitive. However, in case the resistant and sensitive wild oats were cultivated in equal numbers, the N uptake of the resistant wild oat was lower than the sensitive one. The P and K uptakes by the leaves of both the resistant and sensitive biotypes decreased parallel with the decreases in the number of plants entring into competition.In this study, some phenological characteristics of the wild oats belonging to the four different locations (Marmara, Akdeniz, Cyprus and Iran) were compared. There were statisticaly significant differences between the populations in terms of phenological stages. The comparison of the sensitive and resistance biotypes belonging to the same Locations showed that the sensitive populations of Iran and Marmara flowered and reached seed maturity earlier than their resistant biotypes. The dry weight of the above-ground plant parts was also higher. Results in relation to the differences in the germination of the same populations indicated that the resistant populations germinate fast and also have higher germination rate. The germination rates of the resistant and sensitive wild oats changed with respect to different temperatures significantly. The genetic diversity among the twelve populations were determineted with RAPD-PCR and a dendogram was created. No significant differences were found between the resistant and sensitive A. sterilis biotypes in terms of pollen size and stomatal length of cells. Also, the pollen of each biotype was fertile. In the sensitive and resistant biology, meiosis cell division were investigated and compared and no abnormalities (chromosome bridge, asentric chromosomes, multi nuclei titrate, micropollen) in the meiotic were determined.It can be concluded that the findings in this study could be important in terms of the ecological compatibility and biological resistance of A. sterilis. As a result, it can be recommended that there is a necessity of wild oats control, prevention of resistance and early estimations.