ÖZET Doktora Tezi BAZI EKMEKLİK BUĞDAY (Triticum aestivum L.) ÇEŞÎT ve HATLARINDA GENETİK UZAKLIKLAR, VERİM ve KALİTE ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Oğuz BİLGİN Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarla Bitkileri Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Kayıhan Z. KORKUT Jüri: Prof. Dr. Ekrem KÜN Prof. Dr. İbrahim GENÇ Prof. Dr. Temel GENÇTAN Prof. Dr. Hasan Hüseyin GEÇİT Prof. Dr. Kayıhan Z. KORKUT 1999 ve 2000 yetiştirme yıllarında Trakya Üniversitesi Tekirdağ Ziraat Fakültesi Tarla Bitkileri Bölümü uygulama alanında tesadüf blokları deneme desenine göre 3 tekrarlamalı olarak yürütülen bu araştırmada materyal olarak kullanılan Trakya Bölgesi' nde geniş alanlarda tarımı yapılan 10 ekmeklik buğday çeşidi ve CIMMYT materyalinden seleksiyonla geliştirilen 10 hattm RAPD yöntemi ile moleküler düzeyde tanımlanmaları yapılarak genetik uzaklıklarının hesaplanması, verim, verim unsurları ve kalite özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırmada kullanılan 10 baz uzunluğunda 10 primerden iyi sonuç veren 5'i değerlendirmeye alınmıştır. Primerler genelinde, genotiplerin amplifikasyon bant sayıları 2-11 adet arasında değişmiştir. En çok polimorfik bant T5 primerinden elde edilmiştir.II Ekmeklik buğday genotiplerinde, en düşük benzerlik oranına (0.365) Mv-17 ve ME-2 (51) arasında ulaşılırken, IBWSN-69 ve Mv-17 kombinasyonu en yüksek genetik benzerlik oranını (0.946) vermiştir. Elde edilen dendograma göre genotipler başlıca 2 ana gruba ayrılmışlardır. Dendogramda, ö.genotip ikinci ana grupta ve 14'ü de ilk ana grupta yer almış ve bu iki grup arasındaki genetik benzerlik oram yaklaşık 0.660 olmuştur. Dendograma göre; Sana ve Flamura-80, Miryana ve ISWYN-29, ME-2 (51) ve IBWSN-58, Prostar ve Pehlivan, IBWSN-69 ve Mv-17 ve ISWYN-24 ve Saraybosna birbirine yakın akraba; Kate A-I ve IB WSN-62 en uzak akraba genotipler olmuşlardır. Denemede 2 yıl süre ile ele alınan verim ve verim unsurları yönünden araştırmaya alman hat ve çeşitlerde; tane verimi 388.17-655.83 kg/da arasında değişim göstermiş, en yüksek tane verimini Sana, Mv-17, ISWYN-14 genotipleri vermiştir. IBWSN-58 ve ISWYN-9 hatları da bölge için tane verimi bakımından ümitli hatlar olarak belirlenmiştir. Bitki boyu, denemeye alınan genotiplerde 77.00-1 14.33 cm arasında bulunmuştur. Saraybosna ve Sana en kısa bitki boylarını vermişlerdir. Genelde hatlar, bölge için uygun bitki boylarına sahip olmuşlardır. Başak uzunluğu değerleri, 7.67-10.58 cm arasında değişim göstermiştir. En büyük ortalamalar ISWYN-24, Bezostaja-1, IBWSN-42, Kate A-I, Miryana ve ISWYN-29 genotiplerinden elde edilmiştir. İncelenen hat ve çeşitlerde; başakta tane sayıları 34.12-53.27 adet arasında belirlenmiştir. Başakta tane sayısı bakımından en yüksek ortalama IBWSN-62, Mv-17, Sana, Kate A-I, Prostar ve IBWSN-42 genotiplerinde saptanmıştır. Başakta tane ağırlığı açısından denemeye alınan genotipler 1.67-2.41 g arasında değerler almışlardır. Sana ve Mv-17 en yüksek ortalamaları vermişlerdir. Metrekarede başak sayısı yönünden yalnız yıllar önemli bulunmuştur. Genotipler, 1999 yılında 358.33-493.33 adet, 2000'de 520.00-765.00 adet arasında metrekarede başak sayılarına sahip olmuşlardır. İlk yıl ISWYN-14, IBWSN-58 ve Pehlivan ikinci yılda ise Mv-17 en yüksek ortalamayı vermiştir. Araştırmaya alınan hat ve çeşitlerde; başaklanma gün sayısı ortalamaları 169.17- 176.50 gün arasında hesaplanmıştır. En düşük başaklanma gün sayısı değerleri ISWYN- 14, ME-2 (51), ISWYN-9, IBWSN-58, IBWSN-62 ve ISWYN-24'ten elde edilmiştir.Denemede incelenen genotiplerin olgunlaşma gün sayıları 45.00-52.50 gün arasında değişim göstermiştir. En uzun olgunlaşma süresine sahip genotipler Bezostaja-1, Mv-17, ISWYN-14 ve Kate A-I olmuştur. Araştırmaya alman hat ve çeşitlerde; tane verimi ile başakta tane ağırlığı, metrekarede başak sayısı ve başaklanma gün sayısı arasında önemli ve olumlu; olgunlaşma gün sayısı, bitki boyu ve başakta tane sayısı arasında önemsiz ancak olumlu ve başak uzunluğu ile önemsiz ve olumsuz ikili ilişkiler saptanmıştır. Araştırmada incelenen kalite özeliklerinden çeşit ve hatlarda bin tane ağırlığı 34.92-47.96 g arasında değişmiştir. En yüksek bin tane ağırlığı Flamura-85, Pehlivan, Bezostaja-1 ve Flamura-80 çeşitlerinden elde edilmiştir. Hektolitre ağırlığı bakımından denemeye alınan genotipler 78.33-82.82 kg arasında değişim göstermiş, en yüksek değerler IBWSN-42, ISWYN-9 ve ISWYN-29 hatlarında hesaplanmıştır. Genotiplerin un verimleri % 65.63-72.35 arasında bulunmuş ve un verimi yönünden en yüksek değerleri ME-2 (51), IBWSN-62 ve IBWSN-58 hatları vermişlerdir. Protein oranları açısmdan denemeye alman genotipler % 10.60-12.30 arasında değerlere sahip olmuşlardır. En yüksek protein oranı Bezostaja-1 ve IBWSN-42'de saptanmıştır. İncelenen hat ve çeşitlerde; yaş gluten oram % 21.93-27.97 arasında değişim göstermiştir. En yüksek yaş gluten oranına sahip genotipler olarak ISWYN-14, ISWYN- 9, ISWYN-29IBWSN-42 ve IBWSN-62 olarak bulunmuştur. Araştırmada 51.67-96.33 arasında değişen gluten indeksi yönünden, incelenen genotiplerden ME-7 (274) ve Flamura-85 hariç diğerler genotipler uygun değerler (60- 90) vermişlerdir. Düşme sayısmda elde edilen değerler 339.67-443.50 sn arasında değişmiştir. Arzu edilen (200-250 sn) sınırlara en yakın sonuçlar IBWSN-69, ISWYN-24, Mv-17, ME-2 (51) ve Flamura-80'den alınmıştır. Denemede sediamtasyon değerleri 21.83-31.67 mi arasında değişmiştir. En yüksek ortalamalar Flamura-85, IBWSN-62 ve IBWSN-58 genotiplerinde saptanmıştır. Araştırmada incelenen genotiplerde; gecikmeli sedimantasyon ortalamaları 18.50- 34.83 mi arasında değişmiştir. En yüksek gecikmeli sedimantasyon değerleri Flamura-85 ve IBWSN-62'de belirlenmiştir.IV Enerji değerleri bakımından incelenen hat ve çeşitler 91.17-231.67 10 joules arasında ortalamalara sahip olmuşlardır. Kate A-I, ISWYN-24 ve IBWSN-62 en uygun ortalamaları vermişlerdir. İncelen çeşit ve hatlarda; direnç değerleri 47.92-90.48 mm arasında değişim göstermiştir. IBWSN-42, ME-7 (274) ve Kate A-I en iyi direnç değerini vermiştir. Denemeye alınan genotiplerin elastikiyet ortalamaları 37.94-91.05 mm arasında değişim göstermiştir. Miryana, IBWSN-58 veISWYN-14 en büyük ortalamaları vermişlerdir. Araştırmada ele alman çeşit ve hatlarda; direnç/elastikiyet değerleri 0.58-2.40 arasında değişmiştir. İstenilen orana (0.81) en yakın değerleri Pehlivan, Sana, Prostar, IBWSN-62 ve IBWSN-42 vermiştir. Hamur hacmi açısmdan denemeye alman genotipler, 13.83-36.50 cm2 arasında ortalamalara sahip olmuşlardır. Flamura-80, IBWSN-58, ISWYN-14, Bezostaja-1, Saraybosna ve Flamura-85 en yüksek hamur hacimlerini vermişlerdir. Kabarma indeksleri yönünden incelene hat ve çeşitlerin ortalamaları 13.67-21.65 cm3 arasında değişmiştir. En yüksek değerleri Flamura-85, Miryana ve IBWSN-58 vermişlerdir. Araştırmada incelenen genotipler arasında Flamura-80, Flamura-85, Bezostaja-1, ISWYN-14, IBWSN-42 ve IBWSN-58 ele alman tüm kalite özellikleri yönünden en iyi, IBWSN-62, ISWYN-9 ve ISWYN-29 ise ümitli hatlar olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ekmeklik buğday, RAPD, tane verimi, bitki boyu, başak uzunluğu, başakta tane sayısı, başakta tane ağırlığı, metrekarede başak sayısı, başaklanma gün sayısı, olgunlaşma gün sayısı, bin tane ağırlığı, hektolitre ağırlığı, un verimi, protein oram, yaş gluten, gluten indeksi, sedimantasyon, gecikmeli sedimantasyon, düşme sayısı ve alveograf özellikleri. ABSTRACT A Dissertation DETERMINATION OF GENETIC DISTANCES, THE PROPERTIES OF YIELD AND QUALITY IN SOME BREAD WHEAT (TriticumaestivumL.) VARIETIES AND LINES Oğuz BİLGÎN Trakya University Institute of Natural Sciences Department of Field Crops Supervisor: Prof. Dr. Kayıhan Z. KORKUT Academic Committee: Prof. Dr. Ekrem KÜN Prof. Dr. İbrahim GENÇ Prof. Dr. Temel GENÇTAN Prof. Dr. Hasan Hüseyin GEÇÎT Prof. Dr. Kayıhan Z. KORKUT In this study, it was aimed to determine genetic distances, yield and yield components, and quality properties of ten bread wheat varieties and ten lines developed from CIMMYT material through selection by defining them in molecular level using RAPD method. This research was conducted in experimentation fields of Field Crops Department of Tekirdağ Agricultural Faculty at Trakya University in the growing years of 1999 and 2000 based on the random blocks of experimentation design with three replications. Five primers, out of ten primers in ten base length used in the research, giving good results were taken into consideration. The number of amplified bands of genotypes ranged from 2 to 1 1 in the primers. The most polymorphic bands were obtained from T5 primer. The lowest similarity (0.365) was found between Mv-17 and ME-2 (51), theVI highest similarity (0.946) was found between IBWSN-69 and Mv-17 combination in the bread wheat genotypes. Genotypes were categorised mainly into two groups based on the dendogram results. Six genotypes took place in the second group and 14 genotypes took place in the first group, and the average similarity between these two groups was 0.660. Sana and Flamura-80; Miryana and ISWYN-29; ME-2 (51) and IBWSN-58; Prostar and Pehlivan; IBWSN-69 and Mv-17; ISWYN-24 and Saraybosna genotypes were closely related while Kate A-I and IBWSN-62 were the most divergent. After evaluating yield and yield characters of the lines and varieties included in the study for a period of two years: grain yield changed between 388.17 - 655.83 kg/da and the genotypes of Sana, Mv-17, and ISWYN-14 respectively produced the highest yields. Also, the lines of IBWSN-58 and ISWYN-9 were determined as promising lines for the region. Plant height was found between 77.00 - 114.33 cm in the genotypes included in the study. Saraybosna and Sana produced the lowest plant height. In general, the lines had appropriate plant heights for the region. Values of spike length ranged between 7.67 - 10.58 cm. The highest averages were obtained from the genotypes of ISWYN-24, Bezostaja-1, IBWSN-42, Kate A-I, Miryana and ISWYN-29. The number of grains per spike in the examined lines and varieties was determined between 34.12 - 53.27. The highest averages of the number of grains per spike were measured for the genotypes of IBWSN-62, Mv-17, Sana, Kate A- I, Prostar and IBWSN-42, respectively. When the genotypes were examined in terms of their grain weight per spike, they ranged between 1.67 - 2.41 g. Sana and Mv-17 resulted in the highest means. In terms of the number of spike per square meter, only the years were found significant. Genotypes had 358.33 - 493.33 number of spike per square meter in the year 1999 while they had 620.00 - 765.00 spikes per square meter in the year 2000. ISWYN-14, IBWSN-58 and Pehlivan in the first year and Mv-17 in the second year produced the highest average. Averages of the number of days of heading in the lines and varieties studied were calculated between 169.17 - 176.50 days. The values of the lowest number of days of heading were obtained from ISWYN-14, ME-2 (51), ISWYN-9, IBWSN-58, IBWSN- 62 and ISWYN-24, respectively.VII The number of days of maturing of the genotypes investigated in the experiment changed between 45.00 - 52.50. The genotypes that had the longest period of maturation were Bezostaja-1, Mv-17, ISWYN-14 and Kate A-I. In the lines and varieties studied, significant and positive relations between grain yield and grain weight per spike, and between the number of spike per square meter and the number of days of heading were found while insignificant but positive relations, between the number of days of maturing and plant height, and the number of grains per spike were determined. On the other hand, insignificant and negative relations were determined between grain yield and spike length. From the quality properties of the varieties and lines examined in the study, thousand kernel weight ranged between 34.92 - 47.96 g. The highest thousand kernel weights were obtained from Flamura-85, Pehlivan, Bezostaja-1 and Flamura-80, respectively. Genotypes included in this study in terms of test weight ranged between 78.33 - 82.82 kg. The highest values of test weight were calculated from the lines of IBWSN-42, ISWYN-9 and ISWYN-29, respectively. Flour yields of genotypes were found between 65.63 - 72.35 percentage and the highest flour yield values were maintained by the lines of ME-2 (51), IBWSN-62 and IBWSN-58. Genotypes included the study from protein rates point of view had values between 10.60 - 12.30 %. The highest protein rates were determined in Bezostaja-1 and IBWSN- 42. In the lines and varieties studied, wet gluten rate changed between 21.93 - 27.97 %. The genotypes that had the highest wet gluten rate were ISWYN-14, ISWYN-9, ISWYN-29, IBWSN-42 and IBWSN-62, respectively. According to gluten index changing between 51.67 - 96.33 in the research, all the genotypes investigated except ME-7 (274) and Flamura-85 produced appropriate values (60-90). Values obtained for falling number ranged between 339.67 - 443.50 second. The nearest means to wished limits (200 - 250 second) were determined in the genotypes of IBWSN-69, ISWYN-24, Mv-17, ME-2 (51) and Flamura-80, respectively. Sedimentation values in this experiment, changed between 21.83 - 31.67 ml. The highest averages were determined in the genotypes of Flamura-85, IBWSN-62 andVIII IBWSN-58. Retarded sedimentation averages in the genotypes covered in this study ranged between 18.50 - 34.83 ml. The highest retarded sedimentation values were obtained from Flamura-85 and IBWSN-62. Lines and varieties examined for their energy values had averages between 91.17 - 231.67 10`4 joules. Kate A-I, ISWYN-24 and IBWSN-62 resulted in the most appropiate means. Resistance values in the genotypes studied ranged between 47.92 - 90.48 mm. IBWSN-42, ME-7 (274) and Kate A-I produced the best resistance averages. Means of elasticity values of the genotypes studied changed between 37.94 - 91.05 mm. Miryana, IBWSN-58 and ISWYN-14 resulted in the highest averages. Resistance/Elasticity values for the varieties and lines investigated ranged between 0.58 - 2.40. The closest values to the desired rate (0.81) were obtained from Pehlivan, Sana, Prostar, IBWSN-62 and IBWSN-42. Genotypes included in the study in terms of their dough volume had averages between 13.83 - 36.50 cm2. Flamura-80, IBWSN-58, ISWYN-14, Bezostaja-1, Saraybosna and Flamura-85 gave the highest dough volumes. Averages of the lines and varieties studied for their swelling indexes ranged between 13.67 - 21.65 cm3. Flamura-85, Miryana and IBWSN-58 produced the highest values. Among the genotypes included in this study; Flamura-80, Flamura-85, Bezostaja- 1, ISWYN-14, IBWSN-42 and IBWSN-58 were determined as the best genotypes in terms of all the quality properties considered, while the lines of IBWSN-62, ISWYN-9 and ISWYN-29 were obtained as the promising lines. Key Words: Bread wheat, RAPD, grain yield, plant height, spike length, number of grain per spike, grain weight per spike, number of spike per squaremeter, number of days to heading, number of days to maturing, thousand kernel weight, test weight, flour yield, protein rate, wet gluten, gluten index, sedimentation, retarded sedimentation, falling number and alveograph characters. 128