Iğdır ili buğday ekim alanlarında sorun olan yabani yulaf (avena fatua L.) populasyonlarının als ile accase inhibitörü herbisitlere karşı dayanıklılık durumunun, morfolojik karakterizasyonunun ve metilasyon düzeylerinin belirlenmesi
Determination of resistance status, morphological characterization, and methylation levels of wild oat (avena fatua L.) populations problematic in wheat cultivation areas in iğdir province to als and accase inhibitor herbicides
Yazar: HARUN ALPTEKİN
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN GÜRBÜZ ; DOÇ. DR. ADNAN AYDIN
Iğdır Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarım Bilimleri Ana Bilim Dalı (Disiplinlerarası) / Tarım Bilimleri (Disiplinlerarası) Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
Yabani yulaf (Avena fatua L.) buğday ekim alanlarında sorun oluşturan önemli yabancı otlardan biridir. Buğday ekim alanlarında herbisitlerin kullanması ile birlikte A. fatua herbisitlere karşı dayanıklılık kazanmıştır. Yabancı otların herbisitlere karşı kazanmış olduğu dayanıklılığı tespit etmek onlarla mücadele etmede büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma Iğdır ili ve ilçelerinde buğday ekim alanlarında toplanılan A. fatua popülasyonlarının morfolojik özellikleri, ACCase inhibitörü ve ALS inhibitörü herbisitlere karşı dayanıklılık durumlarının belirlenmesi ve ayrıca A. fatua'nın hassas ve dayanıklı bireylerinin ACCase ve ALS inhibitörü herbisitlerin farklı dozları uygulandığında epigenetik olarak meydana gelebilecek değişiklikleri araştırmak amacıyla yürütülmüştür. Çalışma kapsamında Iğdır ili ve ilçelerinde 50 farklı lokasyonda A. fatua tohumları toplanmıştır. ACCase inhibitörü  (clodinafop-propargyl) ve ALS inhibitörü [mesosulfuron-methyl + mefenpyr-diethyl (safener)] herbisitler kullanılmıştır. Epigenetik çalışma için ise A. fatua'nın dayanıklı ve hassas popülasyonları ile ALS ve ACCase inhibitör herbisitlerin N/2, N, 2N dozları kullanılmıştır. A. fatua'nın populasyonlarının ilk olarak belirtilen herbisitlere karşı tavsiye edilen dozları sera koşullarında denenmiştir. Bazı populasyonların herbisit uygulamasından etkilenmedikleri ve canlı kaldığı belirlenmiştir. Bu populasyonlar doz-etki çalışmalarına alınmış ve ED90 değerlerinin elde edilmesi için Weibull modeli ile R paket programı kullanılmıştır. A. fatua popülasyonlarının gövde çapı dışında diğer morfolojik özellikleri bakımında istatistiki olarak %1 (p<0,01) fark meydana gelmiştir.  Doz etki denemeleri sonucunda iki popülasyon (IĞR36 ve IĞR40) ALS inhibitörü herbisite, iki popülasyon (IĞR17 ve IĞR23) ise ACCase inhibitörü herbisite karşı dayanıklılık kazandığı belirlenmiştir. Yapılan korelasyon analizleri, morfolojik özellikler ile herbisit dayanıklılığı arasında belirgin bir ilişki olmadığı belirlenmiştir. Metilasyon analizi sonucunda, ALS ve ACCase hassas bireylerin herbisitlere karşı metilasyon seviyelerinde daha büyük değişimler gösterdiğini, dayanıklı bireylerde ise bu değişimlerin daha sınırlı kaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca herbisit dozlarının artmasıyla metilasyon seviyelerinde arrtığı belirlenmiştir.

Abstract:
Wild oat (Avena fatua L.) is one of the important weeds that cause problems in wheat cultivation areas. With the use of herbicides in wheat cultivation areas, A. fatua has gained resistance to herbicides. Determining the resistance that weeds have gained to herbicides is of great importance in controlling them. This study was carried out to determine the morphological characteristics of A. fatua populations collected from wheat cultivation areas in Iğdır province and its districts, their resistance status to ACCase inhibitor and ALS inhibitor herbicides and also to investigate the epigenetic changes that may occur when different doses of ACCase and ALS inhibitor herbicides are applied to susceptible and resistant individuals of A. fatua. Within the scope of the study, A. fatua seeds were collected from 50 different locations in Iğdır province and its districts. ACCase inhibitor (clodinafop-propargyl) and ALS inhibitor [mesosulfuron-methyl + mefenpyr-diethyl (safener)] herbicides were used. For the epigenetic study, resistant and sensitive populations of A. fatua and N/2, N, 2N doses of ALS and ACCase inhibitor herbicides were used. First, the recommended doses of the A. fatua populations against the mentioned herbicides were tested under greenhouse conditions. It was determined that some populations were not affected by the herbicide application and remained alive. These populations were included in dose-effect studies and Weibull model and R package program were used to obtain ED90 values. A statistically 1% (p<0.01) difference occurred in terms of morphological characteristics except stem diameter of A. fatua populations. As a result of dose-effect studies, it was determined that two populations (IĞR36 and IĞR40) gained resistance to ALS inhibitor herbicide, and two populations (IĞR17 and IĞR23) gained resistance to ACCase inhibitor herbicide. Correlation analyses showed that there was no significant relationship between morphological characteristics and herbicide resistance. As a result of methylation analysis, it was observed that ALS and ACCase sensitive individuals showed greater changes in methylation levels to herbicides, while these changes were more limited in resistant individuals. It was also determined that methylation levels increased with increasing herbicide doses.