Maltlık arpa hibritlerinin malt ve agronomik özelliklerinin belirlenmesi
Determining the malting and agronomic characteristics in malting barley hybrids
Yazar: RAHİME KARATAŞ
Danışman: PROF. DR. NEJDET KANDEMİR
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tarla Bitkileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Diallel melezleme = Diallel crossing ; Malt = Malt ; Melez azmanlığı = Heterosis ; Mikrosatelitler = Microsatellites

Özet:
Bu araştırma maltlık arpa çeşitleri arasında üretilen hibritlerin verim ve çeşitli malt özellikleri bakımından değerlendirilmesi amacıyla gerçekleştirilmiştir. Araştırmanın hibrit tohum üretimi ve heterosis çalışmaları 2013-2014 ve 2014-2015 vejetasyon dönemlerinde Orta Karadeniz Geçit Kuşağı Tarımsal Araştırma Enstitü arazisinde, laboratuvar çalışmaları ise 2016 yılında Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Moleküler Biyoteknoloji laboratuvarında yürütülmüştür. Çalışmamızda Türkiye maltlık arpa çeşitlerinden Zeynelağa, Aydanhanım, Efes3 ve Tokak 157/37 ile Kanada kaliteli maltlık arpa çeşidi Harrington arasında yarım diallel melezleme metodu kullanılarak melezlemeler gerçekleştirilmiştir. Denemede elde edilen hibritler ve ebeveyn çeşitlerde çeşitli agronomik ve malt özellikleri ile bu özelliklere ait heterosis değerleri incelenmiştir. Tane verimine ait heterosis değerleri ilk yıl %-18.25 ile %50.44, ikinci yıl %-11.84 ile %19.49 arasında değişmiştir. Hibritler ebeveyn çeşitlerden birinci yıl %5.28, ikinci yıl ise %3.09 oranında daha yüksek verim sağlamışlardır. Malt üreticisi için en önemli özellik olan malt ekstre oranında ise hibritlerin heterosis değerleri ilk yıl %-1.78 ile 7.61, ikinci yıl ise %-4.36 ile 6.87 arasında değişmiştir. Çalışma sonucunda Zeynelağa x Aydanhanım ve Aydanhanım x Efes3 hibritleri her iki yılda da hem agronomik hem de malt kaliteleri özellikleri bakımından yüksek heterosis etkisi ile öne çıkan kombinasyonlar olmuştur. Ayrıca DNA markörlerine (SSR) dayalı olarak hesaplanan genetik mesafe ile heterosis arasındaki ilişki de incelenerek moleküler verilerin üstün hibrit kombinasyonlarının belirlenmesinde kullanım olanakları araştırılmıştır. DNA markörlerine dayalı olarak hesaplanan genetik mesafede en yüksek değer Harrington ve Tokak 157/37 (0.96), en düşük ise Tokak 157/37 ve Efes3 (0.31) genotipleri arasında elde edilmiştir. Genetik mesafe ve heterosis oranı arasında herhangi bir korelasyonun bulunmadığı ve DNA markörlerine dayalı olarak hesaplanan genetik mesafenin hibrit performansının tahmininde yeterli olmadığı tespit edilmiştir.

Abstract:
This research was carried out to evaluate the hybrids produced among malting barley cultivars in terms of yield and various malt properties. Hybrid seed production and heterosis studies were carried out under field conditions in 2013-2014 and 2014-2015 in  Middle Black Sea Transition Region Agricultural Research Institute,  and laboratory studies were conducted in 2016 at Tokat Gaziosmanpaşa University Faculty of Agriculture Molecular Biotechnology Laboratory. In this study, hybridizations were performed between Turkey's malting barley varieties Zeynelaga, Aydanhanım, Efes3 and Tokak 157/37 and Canada's malting barley variety Harrington using half diallel hybridization method. Various agronomical and malt traits and heterosis values of these traits were investigated in hybrids and parents. Heterosis values of grain yield ranged from -8.25% to 50.44%  in the first year and from -11.84% to 19.49% in the second year. The yield of the hybrids was 5.28% higher in the first year and 3.09% higher in the second year than the parents. In malt extract ratio, which is the most important feature for malt producer, heterosis values of hybrids ranged from -1.78 to 7.61% in the first year and from -4.36 to 6.87% in the second year. Based on the results of this study, Zeynelağa x Aydanhanım and Aydanhanım x Efes3 hybrids were the prominent combinations with high heterosis effects in both agronomic and malting quality characteristics in both years. In addition, the relationship between the genetic distance calculated based on DNA markers (SSR) and heterosis was examined and the possibilities for the use of molecular data to identify the superior hybrid combinations were investigated. The highest genetic distance calculated based on DNA markers was obtained between Harrington and Tokak 157/37 (0.96) and lowest (0.31) between Tokak 157/37 and Efes3 genotypes. It was found that there was no correlation between genetic distance and heterosis rate and genetic distance calculated based on DNA markers did not sufficiently predict the hybrid performance.