Ekmeklik buğdayda kuraklığa toleransın belirlenmesinde kullanılan bazı morfolojik ve fizyolojik parametreler ile kök sistem özellikleri arasındaki ilişkilerin tespiti
Determination of relationships among root system traits with some morphological and physiological parameters used to improve drought tolerance in bread wheat
Yazar: SUAT ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. SÜLEYMAN SOYLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Bu çalışma, Orta Anadolu koşullarında ekmeklik buğdayda kuraklığa toleransın geliştirilmesinde kullanılan bazı morfolojik ve fizyolojik parametrelerin, kök sistem özellikleri ile arasındaki ilişkileri incelemek, çeşit ıslah çalışmalarında seleksiyon kriteri olarak kullanılabilirlik durumlarını araştırmak ve çok sayıda ıslah materyalinde hızlı tarama için eşdeğer yaklaşımları belirlemek amacıyla planlanmıştır.
Araştırma, 2016-2017 ve 2017-2018 yılları arasında, iki yıl süre ile Eskişehir Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitüsü deneme tarlası ve araştırma serasında olmak üzere iki farklı ortamda, Tesadüf Blokları Deneme Deseninde ve dört tekerrürlü olarak yürütülmüştür. Çalışmada materyal olarak, fenolojik, morfolojik, kalite ve fizyolojik özelliklerine göre seçilen, 16 adet ekmeklik buğday çeşidi (Gerek 79, Bezostaja 1, Sönmez 2001, İzgi 2001, Altay 2000, Müfitbey, Ak 702, Yayla 305, Kıraç 66, Mesut, Bayraktar 2000, Karahan-99, Konya-2002, Alpu 2001, Kate A-1 ve Reis) kullanılmıştır. Bitkiler sera koşullarında, 10 cm çapında ve 100 cm uzunluğunda, içinde kum bulunan kök tüplerinde yetiştirilmiştir. Deneme süresince optimum seviyede bitki besin maddesi içeren solüsyon (hoagland), materyale eşit olarak verilmiştir.
Araştırma sonucunda, çeşitlerin toplam kök biyokütlesi 0.44-1.27 g/bitki, kök uzunlukları 93.1-118.3 cm/bitki, tane verimi 7.1-15.2 g/bitki, bitki örtüsü sıcaklığı 28.9-30.6 oC, gövde biyokütlesi 18.5-36.0 g/bitki, bitki boyu 72.0-117.3 cm/bitki, kardeş sayısı 4.4-9.1, bayrak yaprak oransal nem içeriği % 93.7-95.9 ve azot alım etkinliği % 11.3-23.4 arasında belirlenmiştir. Kök biyokütlesi ile bitki boyu, oransal nem içeriği, gövde biyokütlesi, kök uzunluğu, üst boğum uzunluğu, kardeş sayısı ve bitki besin maddeleri (N,P,K,Ca) alım etkinlikleri arasında istatistiksel anlamda pozitif ve önemli ilişkiler tespit edilmiştir. Aynı zamanda, kök biyokütlesi ile bitki örtüsü sıcaklığı ve hasat indeksi arasında negatif yönde önemli ilişkiler saptanmıştır. 
Araştırmada, Orta Anadolu ve Geçit Bölgelerinde yaygın olarak ekilen ve ıslahçıların melezleme programlarında ebeveyn olarak sıklıkla kullandıkları 16 adet ekmeklik buğday çeşidi, kök özellikleri yönünden sınıflandırılmıştır. Ayrıca, buğday ıslahında kuraklığa tolerans çalışmaları yönünde farklı bir yaklaşım uygulanmıştır. Bununla birlikte, deneme materyalinde, morfolojik, fizyolojik, agronomik, kalite ve kök özellikleri yönünden geniş çapta veri setleri oluşturulmuş, araştırmacılar ve ıslahçılar için temel bilgiler sağlanmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, yeni buğday çeşitlerinin ıslahında, bitki gelişiminin iyileştirilmesinde ve özellikle de kuraklığa toleransın arttırılmasında, buğdayın gizli kalan diğer yarısının da seleksiyona dahil edilmesinin gerekliliğini göstermektedir.

Abstract:
This research was planned to observe the relationship between bread wheat's root system traits and some of its morphological and physiological parameters, which are used to improve drought tolerance under Central Anatolian conditions. Moreover, to determine equivalent approaches for rapid screening of a large number of breeding materials by researching the usability of these parameters. 
The experiment was carried out on a randomized complete block design with four replications in two different environments, which were an experimental field and a glasshouse in 2016-2017 and 2017-2018 at Eskisehir Transitional Zone Agricultural Research Institute. In this research, 16 bread wheat cultivars, Gerek 79, Bezostaja 1, Sönmez 2001, İzgi 2001, Altay 2000, Müfitbey, Ak 702, Yayla 305, Kıraç 66, Mesut, Bayraktar 2000, Karahan-99, Konya-2002, Alpu 2001, Kate A-1 and Reis, were selected in terms of their quality, phenological, morphological, and physiological characteristics. Single plants were grown in sand tubes having the diameter of 10 cm and the length of 100 cm. The nutrition solution was equally given to the entire experimental materials at the optimum level during the experimentations.
Root biomass as 0.44-1.27 g/plant, root length as 93.1-118.3 cm/plant, grain yield as 7.1-15.2 g/plant, canopy temperature as 28.9-30.6 0C, shoot biomass as 18.5-36.0 g/plant, plant height as 72.0-117.3 cm/plant, tiller number as 4.4-9.1, flag leaf relative water content as % 93.7-95.9 and nitrogen uptake efficiency as % 11.3-23.4 were measured during the research. It is found that root biomass has a statistically positive and significant correlation with plant height, relative water content, shoot biomass, root length, peduncle length, tiller number and plant nutrients (N, P, K, Ca) uptake efficiency. However, root biomass has a negative and significant correlation with the canopy temperature and harvest index. 
In conclusion, 16 bread wheat cultivars, which are widely cultivated in Central Anatolia and Transition Zones that breeders frequently used as parents in breeding programs, were classified according to their root traits. Besides, a different approach has been applied to drought tolerance studies in wheat breeding. At the same time, a wide range of data sets were formed on the experimental material in terms of morphological, physiological, agronomic, quality and root system traits, providing basic information to breeders and researchers. In this study, results were pointing out that the hidden half of wheat should be included in the selection for breeding new wheat cultivars, improvement of plant growth and especially to improve drought tolerance.