Research Article
Kuraklık Stresinde Buğday Genotiplerinde Verim Komponentleri ve Antioksidan Enzim Metabolizmasında Değişimler
Abstract
Bu çalışma ile ekmeklik
buğday genotiplerinin kuraklık
stresi altındaki verim bileşenlerinin ve enzim aktivitelerinin istikrarı ile aralarındaki
ilişkinin tanımlanması amaçlanmıştır. Deneme, Eskişehir şartlarında, 2013-2014
üretim sezonunda, 9 ekmeklik buğday çeşidi ve 7 doubled haploid
buğday genotipi ile yürütülmüştür. Genotipler çiçeklenme süresi, başak boyu,
başakta tane sayısı, başakta tane ağırlığı, bin tane ağırlığı ve yaprak
dokularındaki katalaz (CAT) ve glutatiyon redüktaz (GR) enzim aktivitelerindeki
değişimler yönünden analiz edilmişlerdir. Bu özelliklere ait stres duyarlılık indeksi (SSI) hesaplanmış
ve enzim aktiviteleri ile verim komponentleri arasındaki ikili ilişkiler
belirlenmiştir. Kuraklık stresi altında, başak boyunda %57, başakta tane
sayısında %86 ve başakta tane ağırlığında ise %88’e varan azalmalar belirlenmiş,
ortalama
CAT aktivitesi önemli ölçüde artarken, GR aktivitesi etkilenmemiştir. Kuru
koşullarda CAT ve GR aktivitelerinde en fazla artışın Krasunia, Bezostaja-1 ve
DH19 genotiplerinde olduğu belirlenmiştir. Glutatiyon redüktaz ile
bin tane ağırlığı arasında negatif ve önemli korelasyon saptanırken, CAT enzim
aktivitesi bin tane ağırlığı dışındaki tüm özelliklerle negatif ve önemli
korelasyon göstermiştir. Bu
sonuçlar, özellikle CAT aktivitesinin kuraklıkla değişiminin buğdayın kurak
koşullardaki veriminin korunmasına ve dolayısıyla kuraklık toleransının
geliştirilmesine katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca tüm başak
özelliklerinde SSI bakımından 1’den küçük değere sahip olan ve stres
koşullarında antioksidan enzim aktivitelerini koruyabilen DH6 ve DH19
genotipleri ile Bezostaja-1 çeşidinin, kuraklığa toleransı geliştirmek için
yapılacak ıslah programlarında ebeveyn olarak kullanılabileceği sonucuna
varılmıştır.
References
- Allen R, 1995. Dissection of Oxidative Stress Tolerance Using Transgenic Plants, Plant Physiology, 107:1049-1054.
- Aydoğan S, Sade B, 2017. Ekmeklik Buğday Çeşitlerinin Verim ve Verim Öğeleri ile Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi, Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 26 (1): 24-30
- Blum A, 1988. Plant Breeding for Stress Environments, Boca Raton, FL.CRF Press.
- Çakmak I, Marschner H, 1992. Magnesium Deficiency and High-Light Intensity Enhance Activities of Superoxide Dismutase, Ascorbate Peroxidase and Glutathione Reductase in Bean Leaves, Plant Physiol., 98: 1222-1227.
- Clarke JM, De Pauw RM, Townley-Smith TM, 1992. Evaluation of Methods for Quantification of Drought Tolerance in Wheat, Crop Sci. 32: 728–732.
- Contour-Ansel D, Torres-Franklin LM, Cruz de Carvalho MH, D’arcy-Lameta A, Zuily- Fodil Y, 2006. Glutathione Reductase in Leaves of Cowpea: Cloning of Two cDNAs, Expression and Enzymatic Activity under Progressive Drought Stress, Desiccation and Abscisic Acid Treatment, Ann. of Bot. 98: 1279–1287.
- Dencic S, Kastori R, Kobiljski B, Duggan B, 2000. Evaluation of Grain Yield and its Components in Wheat Cultivars and Landracesunder Near Optimal and Drought Conditions, Euphytica, 113: 43-52.
- Farooq M, Wahid A, Kobayashi N, Fujita D, Basra SMA, 2009: Plant Drought Stress: Effects, Mechanisms and Management, Agron. Sust. Dev. 29: 185–212.
- Fischer RA, Maurer R, 1978. Drought Resistance in Spring Wheat Cultivars. I. Grain Yield Responses, Austr. J. Agric. Res., 29: 897-912.
- Ge, TD, Sui FG, Bai LP, Lu YY, Zhou GS, 2006. Effects of Water Stress on the Protective Enzyme Activities and Lipid Peroxidation in Roots and Leaves of Summer Maize, Agricultural Sciences in China, 5(4): 291-298.
- Huseynova IM, Rustamova SM, Suleymanov SY, Aliyeva DR, Mammadov AC, Aliyev JA, 2016. Drought-Induced Changes in Photosynthetic Apparatus and Antioxidant Components of Wheat (Triticum durum Desf.) Varieties. Photosynthesis Research, 130(1-3): 215-223.
- Kireçci OA, 2012. Kuraklık Stresine Maruz Bırakılan Triticum aestivum L. (Buğday) Çeşitlerinde Sinyal İletiminde Rol Oynayan Bazı Biyomoleküllerin Araştırılması. İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, 245 s.
- Osipova SV, Permyakov AV, Permyakova MD, Pshenichnikova TA, Börner A, 2011. Leaf Dehydroascorbate Reductase and Catalase Activity is Associated with Soil Drought Tolerance in Bread Wheat, Acta Physiologiae Plantarum, 33(6): 2169-2177.
- Osipova SV, Permyakov AV, Permyakova MD, Pshenichnikova TA, Genaev MA, Börner A, 2013. The Antioxidant Enzymes Activity in Leaves of Inter-Varietal Substitution Lines of Wheat (Triticum aestivum L.) with Different Tolerance to Soil Water Deficit, Acta Physiologiae Plantarum, 35(8): 2455-2465.
- Öztürk A, 1999. Kuraklığın Kışlık Buğdayın Gelişmesi ve Verimine Etkisi. Tr. J. of Agric. and Forestry Sciences, 2: 199-237.
- Pastori G, Foyer CH, Mullineaux P, 2000. Low Temperature-Induced Changes in the Distribution of H2O2 and Antioxidants between the Bundle Sheath and Mesophyll Cells of Maize Leaves, J Exp Bot, 51: 107–113.
- Rao MV, Paliyath G, Ormrod DP, 1996. Ultraviolet-B- and Ozone-Induced Biochemical Changes in Antioxidant Enzymes of Arabidopsis thaliana. Plant Phsiol, 110:125-136.
- Richards RA, Condon AG, Rebetzke GJ, 2001. Traits to Improve Yield in Dry Environments, (Application of Physiology in Wheat Breeding, Mexico: CIMMYT: Ed. Reynolds MP, Ortiz-Monasterio JI, McNab A), 88-101.
- Sade B, 1999. Tahıl Islahı (Buğday ve Mısır). Selçuk Üniv. Ziraat Fak Yay. No:31
- Sharma P, Dubey RS, 2005, Lead Toxicity in Plants. Braz. J. Plant Physiol. 17: 35–52.
- Sharma SC, Thakur KS, 2004. Selection Criteria for Drought Tolerance in Spring Wheat (T. aestivum L.). 4 th Int. Crop Sci. Congress. 26 September-1 October, Brisbone, Australia.
- Simova-Stoilova L, Demirevska K, Petrova T, Tsenov N, Feller U, 2009. Antioxidative Protection and Proteolytic Activity in Tolerant and Sensitive Wheat (Triticum aestivum L.) Varieties Subjected to Long-Term Field Drought, Plant Growth Regulation, 58(1): 107-117.
- Sudhakar C, Lakshmi A, Giridarakumar S, 2001. Changes in the Antioxidant Enzyme Efficacy in Two High Yielding Genotypes of Mulberry (Morus alba L.) Under NaCl Salinity. Plant Sci. 161:613-619.
- Tosun O, Yurtman N, 1973. Ekmeklik Buğdaylarda (Triticum aestivum L. Em Thell) Verime Etkili Morfolojik ve Fizyolojik Özellikler. Ankara Üniv. Zir. Fak. Yıllığı, 23: 414-434
Year 2017,
Volume: 20 , 273 - 277, 26.12.2017
Abstract
References
- Allen R, 1995. Dissection of Oxidative Stress Tolerance Using Transgenic Plants, Plant Physiology, 107:1049-1054.
- Aydoğan S, Sade B, 2017. Ekmeklik Buğday Çeşitlerinin Verim ve Verim Öğeleri ile Bazı Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi, Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 26 (1): 24-30
- Blum A, 1988. Plant Breeding for Stress Environments, Boca Raton, FL.CRF Press.
- Çakmak I, Marschner H, 1992. Magnesium Deficiency and High-Light Intensity Enhance Activities of Superoxide Dismutase, Ascorbate Peroxidase and Glutathione Reductase in Bean Leaves, Plant Physiol., 98: 1222-1227.
- Clarke JM, De Pauw RM, Townley-Smith TM, 1992. Evaluation of Methods for Quantification of Drought Tolerance in Wheat, Crop Sci. 32: 728–732.
- Contour-Ansel D, Torres-Franklin LM, Cruz de Carvalho MH, D’arcy-Lameta A, Zuily- Fodil Y, 2006. Glutathione Reductase in Leaves of Cowpea: Cloning of Two cDNAs, Expression and Enzymatic Activity under Progressive Drought Stress, Desiccation and Abscisic Acid Treatment, Ann. of Bot. 98: 1279–1287.
- Dencic S, Kastori R, Kobiljski B, Duggan B, 2000. Evaluation of Grain Yield and its Components in Wheat Cultivars and Landracesunder Near Optimal and Drought Conditions, Euphytica, 113: 43-52.
- Farooq M, Wahid A, Kobayashi N, Fujita D, Basra SMA, 2009: Plant Drought Stress: Effects, Mechanisms and Management, Agron. Sust. Dev. 29: 185–212.
- Fischer RA, Maurer R, 1978. Drought Resistance in Spring Wheat Cultivars. I. Grain Yield Responses, Austr. J. Agric. Res., 29: 897-912.
- Ge, TD, Sui FG, Bai LP, Lu YY, Zhou GS, 2006. Effects of Water Stress on the Protective Enzyme Activities and Lipid Peroxidation in Roots and Leaves of Summer Maize, Agricultural Sciences in China, 5(4): 291-298.
- Huseynova IM, Rustamova SM, Suleymanov SY, Aliyeva DR, Mammadov AC, Aliyev JA, 2016. Drought-Induced Changes in Photosynthetic Apparatus and Antioxidant Components of Wheat (Triticum durum Desf.) Varieties. Photosynthesis Research, 130(1-3): 215-223.
- Kireçci OA, 2012. Kuraklık Stresine Maruz Bırakılan Triticum aestivum L. (Buğday) Çeşitlerinde Sinyal İletiminde Rol Oynayan Bazı Biyomoleküllerin Araştırılması. İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora tezi, 245 s.
- Osipova SV, Permyakov AV, Permyakova MD, Pshenichnikova TA, Börner A, 2011. Leaf Dehydroascorbate Reductase and Catalase Activity is Associated with Soil Drought Tolerance in Bread Wheat, Acta Physiologiae Plantarum, 33(6): 2169-2177.
- Osipova SV, Permyakov AV, Permyakova MD, Pshenichnikova TA, Genaev MA, Börner A, 2013. The Antioxidant Enzymes Activity in Leaves of Inter-Varietal Substitution Lines of Wheat (Triticum aestivum L.) with Different Tolerance to Soil Water Deficit, Acta Physiologiae Plantarum, 35(8): 2455-2465.
- Öztürk A, 1999. Kuraklığın Kışlık Buğdayın Gelişmesi ve Verimine Etkisi. Tr. J. of Agric. and Forestry Sciences, 2: 199-237.
- Pastori G, Foyer CH, Mullineaux P, 2000. Low Temperature-Induced Changes in the Distribution of H2O2 and Antioxidants between the Bundle Sheath and Mesophyll Cells of Maize Leaves, J Exp Bot, 51: 107–113.
- Rao MV, Paliyath G, Ormrod DP, 1996. Ultraviolet-B- and Ozone-Induced Biochemical Changes in Antioxidant Enzymes of Arabidopsis thaliana. Plant Phsiol, 110:125-136.
- Richards RA, Condon AG, Rebetzke GJ, 2001. Traits to Improve Yield in Dry Environments, (Application of Physiology in Wheat Breeding, Mexico: CIMMYT: Ed. Reynolds MP, Ortiz-Monasterio JI, McNab A), 88-101.
- Sade B, 1999. Tahıl Islahı (Buğday ve Mısır). Selçuk Üniv. Ziraat Fak Yay. No:31
- Sharma P, Dubey RS, 2005, Lead Toxicity in Plants. Braz. J. Plant Physiol. 17: 35–52.
- Sharma SC, Thakur KS, 2004. Selection Criteria for Drought Tolerance in Spring Wheat (T. aestivum L.). 4 th Int. Crop Sci. Congress. 26 September-1 October, Brisbone, Australia.
- Simova-Stoilova L, Demirevska K, Petrova T, Tsenov N, Feller U, 2009. Antioxidative Protection and Proteolytic Activity in Tolerant and Sensitive Wheat (Triticum aestivum L.) Varieties Subjected to Long-Term Field Drought, Plant Growth Regulation, 58(1): 107-117.
- Sudhakar C, Lakshmi A, Giridarakumar S, 2001. Changes in the Antioxidant Enzyme Efficacy in Two High Yielding Genotypes of Mulberry (Morus alba L.) Under NaCl Salinity. Plant Sci. 161:613-619.
- Tosun O, Yurtman N, 1973. Ekmeklik Buğdaylarda (Triticum aestivum L. Em Thell) Verime Etkili Morfolojik ve Fizyolojik Özellikler. Ankara Üniv. Zir. Fak. Yıllığı, 23: 414-434
There are 24 citations in total.
Details
| Journal Section | TARLA BİTKİLERİ (Field Crops) |
|---|---|
| Authors | |
| Publication Date | December 26, 2017 |
| Acceptance Date | December 15, 2017 |
| Published in Issue | Year 2017 Volume: 20 |
