Baz ı Buğday ve Arpa Çeşit ve Hatlar ı n ı n Önemli Baz ı Fungal Patojenlere Kar şı Reaksiyonlar ı

Transkript

1 TARIM BILIMLERI DERGISI 2008, 14 (4) ANKARA ÜNIVERSITESI Z İRAAT FAKÜLTESI Baz ı Buğday ve Arpa Çeşit ve Hatlar ı n ı n Önemli Baz ı Fungal Patojenlere Kar şı Reaksiyonlar ı Hüseyin AKTAS' Y. Zekai KATIRCIOĞ LU 2 Geliş Tarihi: Kabul Tarihi: Öz : Bu çal ışmada, 38 bu ğday çe şit ve hatt ı n ı n Drechslera sorokiniana, Tilletia foetida, T. caries ve Ustilago nuda triticiye, 22 arpa çeşit ve hatt ı n ı n ise D. sorokiniana, D. teres, Ustilago hordei, ve U. nigra' ya karşı reaksiyonlar ı na bak ı lm ışt ı r. Çal ışmada D. sorokiniana'n ı n S-96 ve D. teres'in T-4 ı rklar ı, diğer patojenlerin ise popülasyonlar ı kullan ı lm ışt ı r. Sürme ve rast ı k çal ışmalar ı tarlada di ğer çal ışmalar serada yürütülmü ştür. Çal ışmada Porsuk 2800 ve Kunduru 149 bu ğday çe şitleri gerek sürme ve gerekse bu ğday aç ı k rast ığı na dayan ı kl ı bulunurken, D. sorokiniana'ya karşı dayan ı kl ı bu ğday çe şit veya hatt ı bulunamam ışt ı r. Arpa bitkilerinden sadece YEA arpa hatt ı D. sorokiniana `ya dayan ı kl ı l ı k gösterdi ği halde D. teres'e karşı ise hiçbir dayan ı kl ı arpa çe ş it ve hatt ı na rastlanmam ışt ı r. Arpa yar ı aç ık ve kapal ı rast ığı n ın her ikisine karşı 4 arpa çe şidinin ( Zafer 160, Ye şilköy 387, Yerçil 147, Gem ) dayan ı kl ı oldu ğ u saptanm ışt ı r. Anahtar Kelimeler: Fungal patogen, ıslah, hastal ı k reaksiyonu, bu ğday, arpa. Reactions of Some Wheat and Barley Cultivars and Lines Against Some Fungal Pathogens Abstract: Reactions of 38 wheat cultivars and lines against Drechslera sorokiniana, Tilletia foetida, T.caries and Ustilago nuda tritici, 22 barley cultivars and lines against D. sorokiniana, D. teres, U. hordei and U. nigra were determined. In this work, race S-96 of D. sorokiniana race T-4 of D. teres and populations of the other pathogens were used. Experiments related with bunts and smuts were carried out in field conditions, while the others were done in greenhose conditions with 3 replicates. Porsuk 2800 and Kunduru 149 wheat cultivars was resistant against bunt and smut, while there was no resistant wheat cultivar and line against D.sorokiniana. Only YEA barley line was resistant against D. sorokiniana while there was not any resistant barley cultivar and line against D. teres. Four barley cultivars ( Zafer 160, Ye şilköy 387, Yerçil 147 and Gem ) were found resistant against covered and semi loose smuts of barley. Key Words : Fungal pathogen, plant breeding, disease reaction, wheat, barley. Giriş Bitki çeşitleri genellikle bir patojenin enfeksiyonuna kar şı daima ayn ı şekilde reaksiyon göstermezler. Duyarl ı l ık ve dayan ı kl ı l ık esas olmakla birlikte, bunlar aras ında de ğ işik tolerant gruplar da olu şabilir. Bitkilerde genetik karakterlerin farkl ı l ığı bitki ı slah ı nda çok önemlidir (Darpoux 1969). Dayan ı kl ı l ı k ı slah ı nda yaln ızca bitkide bir dayan ı kl ı l ı k geninin bulunmas ı yeterli de ğildir. Ayn ı zamanda hastal ı k etmeninin virulensinin de genlerle yönetiliyor olmas ı gereklidir. Bitkilerde hastal ıklara kar şı dayan ı kl ı l ı k kayna ğı büyük çapta kal ıtsal niteliklidir. Hastal ı k etmeninin virulensinde, fizyolojik ı rklar ından dolay ı s ı k s ı k değ i şiklikler olu şmaktad ı r. Dolay ı s ıyla bir bitkinin belirli bir hastal ı k etmenine kar şı uzun y ı llar dayan ı kl ı kalma olas ı l ığı bulunmamaktad ı r (Bora ve Karaca 1972). Hastal ı k etmenlerine kar şı konukçuda olu şan kal ıtsal dayan ı kl ı l ı k ya tek genle ya da çok say ı daki genlerle yönetilir. Bunun detayl ı biçimde incelenip tan ı mlanmas ı ıslah çal ışmalar ı nda bizleri daha kesin sonuçlara götürür. Darpoux (1969), Bora ve Karaca (1972)'ya göre bitkilerin hastal ı klara kar şı dayan ı kl ı l ığı kal ıtsal olu ş niteli ği yan ında, bazen sonradan kazan ı lm ış da olabilir. Sonradan kazan ı lan dayan ı kl ı l ığa bitkinin yap ıs ı, yaşı ve bulundu ğu ortam etkendir. Bu tip dayan ı kl ı l ığı bitki mekaniksel ve biyokimyasal yollarla sa ğ lar. İşte bütün bunlar göz önüne al ı nd ığı nda, hastal ıklara kar şı bitki ı slah ı oldukça komplekstir. Islahç ı bunu tek ba şına değ il de bir fitopatologla birlikte ancak ba şarabilir. Bu çal ışmada, arpa ve bu ğday çe şit ve hatlar ı n ı n, baz ı hastal ı k popülasyonlar ı na ve baz ı hastal ı k etmeni irklar ına karşı ıslaha esas olmak üzere gen kaynaklar ı saptanm ışt ı r. 'Karatekin Oniv. Çank ı r ı Orman Fakültesi - Çank ı r ı 2Ankara Only. Ziraat Fak. Bitki Koruma Bölümü -Ankara

2 382 TARIM B İ L İ MLER İ DERGISI 2008, Cilt 14, Say ı 4 Materyal ve Yöntem Çal ışmada hububat olarak bu ğday ve arpa çe ş it ve hatlar ı, hastal ı k etmenleri olarak da bu ğdayda Drechslera sorokiniana Subram. and Jain, Tilletia foetida (Wallr.) Liro ve Tilletia caries (DC.) Tul. ile Ustilago nuda tritici Schaffn., arpa çe şit ve hatlar ı nda ise Drechslera sorokiniana Subram. and Jain, Drechslera teres Shoemaker, Ustilago hordei Legerh. ve Ustilago nigra Tapke ele al ı nm ışt ı r. Hastal ı k etmenlerinden D. sorokiniana'n ı n S 96 ve D. Teres'in T 4 fizyolojik ı rklar ı, di ğer etmenlerin ise popülasyonlar ı ile çal ışma yürütülmü ştür. Denemelerden sürme ve rast ı k reaksiyonlar ı tarlada, diğer reaksiyon çal ışmalar ı ise serada üç tekerrürlü olarak kurulmu ştur. Hastal ı k etmeni inokulasyonlar ı nda ise; buğday çeşit ve hatlar ı %0,5 oran ı nda Sürme klamidosporlar ı ile kuru tohum inokulasyonu, Aç ı k Rast ık için çiçek inokulasyonu ve ayn ı inokulum yoğunluğu ile Arpa Kapal ı Rast ı k ve Arpa Yar ı Aç ı k Rast ı k klamidosporlar ı ile vakum alt ı nda arpa tohum inokulasyonlar ı yap ı lm ışt ı r (Sorauer 1962, Hoffmann, Schmutterer 1983, Schuhmann 1966). Drechslera sorokiniana ile bu ğday çeşit ve hatlar ı kök; arpa çe şit ve hatlar ı ise hem kök ve hem de yaprak inokulasyonlar ı yap ı lm ışt ı r. İ nokulasyon yoğunlu ğu ise 2x105 konidi / ml. olarak belirlenmi ştir (Saur 1976, Akta ş ve Bora 1981). T. teres'e kar şı arpa çe şit ve hatlar ı ile yaprak inokulasyonu yap ı lm ışt ı r. İ nokulum yoğ unluğu ise 103 konidi/ ml. + kesif misel süspansiyonu kullan ı lm ışt ı r. Reaksiyon değerlendirmeleri Sürme için en uygun devre olan süt olum döneminde Dickson (1956) ve Schuhmann (1966)'n ı n reaksiyon skalas ına göre yap ı lm ışt ı r. Bu ğday Aç ık Rast ığı için çiçeklenme döneminde Sorauer (1962)'in reaksiyon skalas ı na göre, Arpada Noktal ı Yaprak Lekesi hastal ı k etmeni ile Bu ğday ve arpada kök ve kökbo ğaz ı çürüklü ğ ü reaksiyonlar ı için ekimden bir ay sonra, arpada Yaprak Lekesi reaksiyonlar ı için ise inokulasyondan 8 gün sonra Akta ş ve Bora (1981)'n ı n Kök ve Yaprak reaksiyonlar ı skalas ı na göre de ğerlendirilmi ştir. Arpada A ğbeneklilik Hastal ığı na karşı reaksiyon saptama çal ışmalar ı nda ise inokulasyondan 10 gün sonra Caddel and Wilcoxson (1975) ve Tekauz (1985)'in reaksiyon skalas ı kullan ı lm ışt ı r. Bulgular ve Tart ışma Bu ğday ve arpan ı n çeşit ve hatlar ı n ı n; çeşitli kök, yaprak ve ba şak hastal ık etmenlerine kar şı reaksiyonlar ı saptanm ışt ı r. Sonuçlar Çizelge 1 ve 2 de gösterilmi ştir. Çizelgelerde bu çal ış malar ın 3 y ı ll ı k sonuçlar ı verilmi ştir. Ancak baz ı sonuçlar tart ış mal ı olduklar ı için çizelgelerde bo ş b ı rak ı lm ış ve yinelenme zorunlulu ğ u duyulmu ştur. Sürme hastal ığı na karşı dayan ı kl ı l ığı çok say ıda modifiye gen sa ğ lamaktad ı r (Kappert ve Rudorf 1959). Çal ışmalanm ızda Porsuk 2800, Kunduru 1149 ve Atay 85 çeşitleri ile , ES 3 ES 14 ve ES hatlar ı n ı n sürme popülasyonlar ı na karşı dayan ı kl ı l ı k olu şturduklar ı saptanm ışt ı r. Ayn ı çeşit ve hatlar Akta ş ve Tunal ı (1994) ve Akta ş (1996)' ın yapt ı klar ı çal ışmalarda da dayan ı kl ı sonuçlar vermi ştir. Ancak sürme popülasyonuna kar şı dayan ı kl ı l ı k gösteren bu ümit verici hatlar ın birkaç kez daha reaksiyon çal ışmalar ı yap ı ld ıktan sonra kesin kan ıya var ı lmas ı nda yarar vard ı r. Buğday Aç ı k Rast ı k hastal ığı na karşı dayan ı kl ı l ığı n ise çok say ıda ressesif resistent gene bağ l ı olduğ u ve bu ressesif resistent genlerin bir bitkide bir araya gelmesi ile dayan ı kl ı l ığın sağ land ığı bildirilmektedir (Kappert ve Rudorf 1959). Çal ışmalar ı m ızda Bezostaja 1, Porsuk 2800 ve Kunduru 1149 çe şitleri ile ES 4 ve ES 5 hatlar ı n ı n bu hastal ı k etmeni popülasyonuna kar şı dayan ı kl ı l ı k olu şturdu ğ u Çizelge 1 de görülmektedir. Bu çe şitlerden Porsuk 2800 ve Kunduru 1149 çe şitleri Akta ş ve Tunal ı ( 1994 ) ile Akta ş ( 1996 )' ı n yapt ı klar ı çal ışmalarda da dayan ı kl ı reaksiyon verirken; Bezostaja 1 çe şidi bu iki çal ışmada ( Akta ş ve Tunal ı 1994, Akta ş 1996 ) duyarl ı reaksiyon göstermi ştir. Di ğer taraftan bu ğday aç ı k rast ığı na duyarl ı buldu ğumuz Çakmak 79 ve Atay 85 çeşitleri bu iki çal ışmada ise dayan ı kl ı bulunmu şlard ı r. Çal ışmalar aras ı söz konusu farkl ı l ı klar ın buğday aç ık rast ığı etmeni popülasyonunda olu şabilecek genetik varyasyona bağlanabileceği gibi farkl ı zamanlarda yap ı lan bu çal ışmalardaki çal ışma ko şullar ı na da ba ğ lanabilir. Porsuk 2800 ve Kunduru 1149 bu ğday çeşitleri gerek Sürme ve gerekse Bu ğday Aç ı k Rast ı k hastal ığı etmenine karşı dayan ı kl ı olmalar ı, ı slah yönünden ve yap ılacak melezleme kombinasyonlar ına girmesi aç ı s ı ndan şimdilik müracaat edilebilecek çe şitler olabileceğ i kan ı s ı nday ız. Gerek bu ğday ve gerekse arpa bitkilerinde, Arpada Noktal ı Yaprak Lekesi hastal ı k etmeni D. sorokiniana (S-96)'ya kar şı multigenik bir resistentlik görülür. Çal ışmam ızda bu etmene kar şı kullan ı lan ayn ı çeşitlerle daha önce yap ı lan çal ışmalarda da benzer sonuçlar al ı nm ışt ı r ( Akta ş ve Bora 1981, Akta ş 1991, Aktaş ve Tunal ı 1994). Yap ı lan bu çal ışmada yaln ız arpa'da YEA hatt ı n bir dayan ı kl ı l ı k olu şturdu ğ u Çizelge 2'de görülmektedir. Arpa'da D. Teres (T-4)'e kar şı dayan ı kl ı l ı k 3 tan ı mlanmam ış. (lncompletely) dominant gen

3 AKTAŞ H. ve Y. Z. KATIRCIOGLU, "Baz ı buğday ve arpa çeşit ve hatlar ı n ı n önemli baz ı fungal patojenlere 383 karşı reaksiyonlar ı " Çizelge 1. Bu ğday çeşit ve hatlar ı n ı n Drechslera sorokiniana Subram. and Jain, Tilletia spp. ile Ustilago nuda tritici Schaffn.'e karşı reaksiyonlar ı. S ı ra Buğday çeşit ve hatlar ı No: 1 Bezostaja 1 2 Bolal Gertek 4 Haymana Porsuk Yektay Berkmen Kunduru Çakmak Atay ES 3 14 ES 4 15 ES 5 16 ES 9 17 ES ES ES T G 76 T G EÇVD EÇVD Cumhuriyet 26 Gediz 27 Lachish line 28 Ata Gönen 30 Lovrin 26 x Lfn sdy 31 Hgs -7 x K ı raç Veery "S" 33 ES ES ES ES ES ES Drechslera sorokiniana Tilletia spp. cn 2 Ustilago nuda tritici R = Dayan ı kl ı, MR = Orta Derecede Dayan ı kl ı, MS = Orta Derecede Duyarl ı, S = Duyarl ı, VS = Çok Duyarl ı taraf ından sa ğland ığı bilinmektedir (Khan ve Boyd 1969). Çal ışmam ızda elde edilen sonuçlar Akta ş (1991 ) ile Akta ş ve Tunal ı (1994)'n ın sonuçlar ıyla paralellik göstermekte olup; bu etmene kar şı dayan ı kl ı gen kayna ğı içeren arpa bitkisine rastlanmam ışt ı r. Arpa Yar ı Aç ı k ve Kapal ı Rast ık hastal ığı na kar şı en az iki dominant gen taraf ından dayan ı kl ı l ığı n sağ land ığı n ı görmekteyiz (Kappert ve Rudorf 1959). Ülkemizde üretimi yap ı lan ve ümit verici olan arpa çe şit ve hatlar ı bu iki hastal ık etmenine kar şı oldukça dayan ı kl ı bulunmu ştur (Çizelge 2). Bu sonuçlar Akta ş ve Tunal ı (1994) ile paralellik arz etmektedir. Hastal ıklara kar şı dayan ı kl ı çeşitlerin eldesinde ba şar ı sa ğlanabilmesi için ıslaha al ınacak çe şitlerin bu hastal ı k etmenlerinin yaln ızca popülasyonlar ıyla değ il, ayn ı zamanda mevcut patojenik irklar ı na kar şı da reaksiyonlar ı n ın bilinmesine ihtiyaç vard ı r. Bu itibarla hastal ıklara kar şı dayan ı kl ı l ık ıslah ı çal ışmalar ı ile ı rk saptama çal ışmalar ı kesintisiz ve sürekli olarak sürdürülmelidir. Bilindiği ve burada da bahsedildi ği gibi buğday ve arpa çe şitlerinde, baz ı hastal ıklara kar şı dayan ı kl ı l ı k poligeniktir. Dolay ı s ıyla ıslah çal ışmalar ı n ı n ırk düzeyinde yürütülmesi zorunlu görülmektedir. Bir çe şitte, tüm hastal ıklara kar şı dayan ı kl ı genlerin toplanmas ı idealdir.

4 384 TARIM BILIMLERI DERGISI 2008, Cilt 14, Say ı 4 Çizelge 2. Arpa çe şit ve hatlann ı n Drechslera sorokiniana Subram and Jain Drechslera teres Shoemaker Ustilago hordei Legerh. ve Ustilago nigra Tapke'ye kar şı reaksiyonlar ı S ı ra Arpa çeşit ve hatlar ı No: 1 Tokak 157/37 2 Cumhuriyet 50 3 Zafer Ye ş ilköy Yerçil Gem 7 Kaya Kavak K ı l ı ç 11 Anadolu Obruk Quantum 14 Kocaoğ lu Hamidiye YEA YEA KABVD KABVD G 76 H 86 Drechslera sorokiniana Yaprak Kök CO CO Drechstera teres U) Ustilago hordet U) Ustilago nigra R = Dayan ı kl ı, MR = Orta Derecede Dayan ı kl ı, MS = Orta Derecede Duyarl ı, S = Duyarl ı, VS = Çok Duyarl ı Fakat böyle bir çe şitte önemli ı rk gruplar ı na karşı dayan ı kl ı l ığı n olu şabilmesi için çok say ıdaki ana faktörün her şeyden önce bir araya gelmesi gereklidir. Bunu ise ba ğı ml ı olduğu faktörler dolay ı s ıyla ne tek ba şı na ıslahç ı, ne de patolog sa ğlayabilir. Ancak bu iki ara şt ı r ıcı grubun, mü şterek kararlar ı n ı bu olguyu olu şturaca ğı kan ı s ı nday ız. Kaynaklar Akta ş, H. und T. Bora Untersuchungen über die Biologie und Physiologische Variation von auf Mittelanatolischen Gersten Vorkommenden Drechslera sorokiniana (Sacc.) Subram. and Jain und die Reaktion der Befallenen Gerstensorten auf den Parasiten. J. Turkush Phytopath. 10 (1): Akta ş, H Baz ı Türk Alman arpa çe şit ve hatlar ı n ı n Drechslera sorokiniana (Sacc.) Subram. and Jain ve Drechslera teres Shoem.'e kar şı dayan ı kl ı l ı k kaynaklar ı n ı n saptanmas ı. VI. Türkiye Fitopat. Kong Ekim 1991, İzmir Akta ş, H. ve B. Tunal ı Türkiye'de ekimi yap ı lan ve ümitvar olan bu ğday ile arpa çe ş it ve hatlar ı n ı n önemli hastal ı klar ına kar şı reaksiyonlar ı n ı n saptanmas ı üzerinde ara şt ı rmalar. Bitki Koruma Bült., 34(3-4) : Akta ş, H Islah çal ışmalar ı na esas olmak üzere k ış l ı k bu ğ day çe şit ve hatlar ı n ı n önemli baz ı hastal ı klar ı na kar şı reaksiyonlar ı n ı n saptanmas ı üzerinde ara şt ı rmalar. TOBITAK J. of Agricul. and Forestry, 20: Bora, T. ve İ. Karaca Bitkilerde Hastal ığ a Dayan ı kl ı l ığı n Anayollar ı. Ege Üniv. Zir. Fak. Yay. No: 302, 30. Cadde!, J. L. and R. D. Wilcoxson Sources of resistance to net blotch of barley in Morocco. Pl. Dis. Reptr. 59 (6): Darpoux, H Sensibilite, resistence, predisposition des Plantes aux maladies. Rev. Path. Comp. Med. Exp. 69 (6): Dickson, J. G Diseases of Field Crops. Newyork, Toronto and London. McGran-Hill Book Comp Hoffmann, G. M. und H. Schmutterer Parasitare Krankheiten und Schadlinge an landwirtchaftlichen Kulturpflanzen. Euger Ulmer Stuttgart, 488. Kappert, H. und W. Rudorf Handbuch der Pflanzensüchtung. Paul Paray in Berlin und Hamburg 111:

5 AKTAŞ H. ve Y. Z. KATIRCIOGLU, "Baz ı bu ğday ve arpa çe şit ve hatlar ı n ı n önemli baz ı fungal patojenlere 385 karşı reaksiyonlar ı " Khan, T. N. and W. J. R. Boyd Inberitance of resistance to net blotch ı n barley. 11. Genes conditioning resistance aga ı nst Race W.A. 2. Can. J. Genet. Cytol. 11(3): Saur, R Untersuchungen über den Einfluss systemischer Fungizide auf den Befall der Gerste, mit Helminthosporium sativum P.K. and B. unter besonderer berücksichtigung von Ethirimol. Aus den Inst. F. PflKrank. der Rheinischen Fridrich Wilhelms Univ. Bonn., 93. Schuhmann, G Untersuchungen über die physiologische Spezialisierung von Tilletia caries (DC.) Tul. und Tilletia controversa Kahn in Deutschland und das Resistenzverhalten von Weizensorten. Paul Parey, Berlin und Hamburg, 95. Sorauer, P Handbuch der Pflanzenkrankheiten (Basidiomycetes). Paul Parey in Berlin und Hamburg. 111: X Tekauz, A A numerical scale to classify reactions of barley to Pyrenophora teres. Can. J. Pl. Path. 7: İ leti şim Adresi: Y. Zekai KATIRCIOĞ LU Ankara Üniv. Ziraat Fak. Bitki Koruma Bölümü- Ankara Tel: E- posta: katirci@agri.ankara.edu.tr