Capsicum baccatum Türüne Ait Biber Genotiplerinin Fenotipik Kök Özellikleri Yönünden Seleksiyonu

Year 2021, Volume: 26 Issue: 1, 19 - 33, 30.04.2021

Aslı Kanal , Ahmet Balkaya , Onur Karaağaç

Abstract

Capsicum baccatum, Capsicum cinsinin kültüre alınmış beş biber türünden birisidir. Daha çok Güney Amerika’da yetiştiriciliği yapılan bu tür güçlü kök yapısı ve bazı stres şartlarına dayanıklı olması nedeniyle son yıllarda biber anaç ıslahı programlarında da kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada; Amerika kıtasının farklı lokasyonlarından toplanmış olan bu türe ait 66 adet biber genotipinin, fenotipik kök yapılarının incelenmesi ve köklenme mimarilerini oluşturan temel unsurların karşılaştırılması amaçlanmıştır. C. baccatum türüne ait biber genotiplerinde yapılan kök analizleri sonucunda, biber genotiplerinin fenotipik kök özellikleri arasında çeşitliğin oldukça yüksek olduğu belirlenmiştir. Çalışmada, toplam kök uzunluğunun 325.76 cm (CB-22) ile 1 959.15 cm (CB-46), kök çapının 2.64 mm (CB-72) ile 5.80 mm (CB-86), kök yüzey alanının 198.60 cm2 (CB-52) ile 1318.08 cm2 (CB-36), kök hacmi değerlerinin 13.50 cm3 (CB-52) ile 151.65 cm3 (CB-36), kök kuru ağırlığının ise 0.48 g ile 3.05 g arasında değişim gösterdikleri tespit edilmiştir. Seleksiyon ıslahında, ağırlıklı tartılı derecelendirme metodu ile kök mimarisi kriterleri birlikte değerlendirilmiştir. Buna göre CB-50, CB-21, CB-69, CB-36, CB-29 ve CB-44 genotipleri kök yapısı en güçlü ümitvar genotipler olarak belirlenmiştir. Selekte edilen bu genotiplerin, gelecek yıl hibrit biber anaç ıslahı melezleme programında ebeveyn olarak kullanılması planlanmaktadır.

Keywords

Anaç, Capsicum baccatum, Kök mimarisi, Seleksiyon, Root system architecture, Rootstock, Selection

Thanks

Bu araştırma, Aslı Kanal’ın Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Bahçe Bitkileri Ana Bilim Dalında tamamlanmış olan yüksek lisans tez çalışmasının bir kısmından oluşturulmuştur.

The Selection of Capsicum baccatum Genotypes for Phenotypic Root Traits

Abstract

Capsicum baccatum is one of five cultivated species of the Capsicum genus. This species, which is mostly grown in South America, has been used in rootstock breeding programs in recent years due to its strong root structure and resistance to certain stress conditions. In this study; It was aimed to examine the phenotypic root traits of 66 C. baccatum genotypes collected from different locations of the American continent. The diversity of phenotypic root traits of pepper genotypes were found to be quite high. In this study, the total root length is ranged from 325.76 cm (CB-22) to 1959.15 cm (CB-46), the root diameter is ranged from 2.64 mm (CB-72) to 5.80 mm (CB-86), the root surface area is ranged from 198.60 cm2 (CB-52) to 1318.08 cm2 (CB-36), root volume is ranged from 13.50 cm3 (CB-52) to 151.65 cm3 (CB-36). Root architecture characteristics were evaluated together with the Weighted Ranked method in selection. Accordingly, CB-50, CB-21, CB-69, CB-36, CB-29 and CB-44 genotypes were selected as the most promising genotypes with strong root structure. These selected genotypes will be used as parents for interspecific hybridization in the rootstock breeding program.

Keywords

Capsicum baccatum, Root system architecture, Rootstock, Selection

References

• Aidoo, M.K., Sherman, T., Ephrath, J.E., Fait, A., Rachmilevitch, S., & Lazarovitch, N. (2018). Grafting as a method to increase the tolerance response of bell pepper to extreme temperatures. Vadose Zone Journal, 17(1), 1-8. doi.org/10.2136/vzj2017.01.0006
• Anonim (2008). Bahçecilik. Biber yetiştiriciliği Notları, Mesleki Eğitim ve Öğretim Sistemlerinin Güçlendirilmesi Projesi, 47 s., Millî Eğitim Bakanlığı, Ankara.
• Balkaya, A., Kurtar, E.S., Yanmaz, R., & Özbakır, M. (2011). Karadeniz Bölgesi kestane kabağı (Cucurbita maxima) populasyonlarından seleksiyon ıslahı yoluyla geliştirilen çeşit adayları. Türkiye IV. Tohumculuk Kongresi, Bildiriler Kitabı-1, 17-22. Samsun.
• Barboza, G.E., Garcia, C.C., Gonzalez, S.L., Scaldaferro, M., & Reyes, X. (2019). Four new species of Capsicum (Solanaceae) from the tropical Andes and an update on the phylogeny of the genus. PLoS ONE 14(1): e0209792. doi.org/10.1371/journal.pone.0209792
• Bui, H.H., Serra, V., & Pagès, L. (2015). Root system development and architecture in various genotypes of the Solanaceae family. Botany, 93(8), 465-474. doi.org/10.1139/cjb-2015-0008
• Dorlodot, S., Forster, B., Pagès, L., Price, A.., Tuberosa, R., & Draye, X. (2007). Root system architecture: opportunities and constraints for genetic improvement of crops. Trends in Plant Science, 12 (10), 474-481. doi.org/10.1016/j.tplants.2007.08.012
• Eken N.İ. & Mavi, K. (2016). Çan biberinde (Capsicum baccatum var. pendulum) meyve olgunluk dönemleri ile tohum gelişimi ve kalitesi arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 22, 69-76.
• Eshbaugh, W.H. (2012). The taxonomy of the genus Capsicum. In: V.M. Russo (Ed), Peppers Botany, Production and Uses. (pp: 14-28). Wallingford, UK: CABI.
• Eşiyok, D. (2012). Kışlık ve Yazlık Sebze Yetiştiriciliği. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, s. 410. İzmir.
• FAO, (2019). http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC Erişim tarihi: 26.12.2020.
• Fita, A., Alonso-Valero, I., Andrés, J., Mateu, M.C., & Rodríguez Burruezo, A. (2013). Evaluating Capsicum spp. root architecture under field conditions. Paper presented at the XVth EUCARPIA Capsicum and Eggplant Working Group Meeting, Hungary, pp. 373-376.
• Hennart, J.W. (2017). Capsicum Rootstock. U.S. Patent No. 9,683,243. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
• Grubben, G.J., Tindall, H.D., & Williams, J.T. (1977). Tropical Vegetables and Their Genetic Resources, p. 197, Rome, Italy.
• Greenleaf, W.H. (1986). Pepper breeding. In: M.J. Basset (Ed.), Breeding Vegetable Crops. (pp: 76-82). Avi Publishing Company.
• Jarret, R.L. (2007). Morphologic variation for fruit characteristics in the USDA/ARS Capsicum baccatum L. germplasm collection. Hortscience 42 (5), 1303-1305. doi.org/10.21273/HortScience.42.5.1303
• Karaağaç, O. & Balkaya, A. (2010). Bafra kırmızı biber populasyonlarının [Capsicum annuum L. var. conoides (Mill.) Irish] tanımlanması ve mevcut varyasyonun değerlendirilmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi. 25(1), 10-20. doi: 10.7161/anajas.2010.25.1.10-20.
• Karaağaç, O., Balkaya, A., Göçmen, M., Şimşek, İ., & Kandemir, D. (2018). Use of phenotypic selection and hypocotyl properties as predictive selection criteria in pumpkin (Cucurbita moschata Duch.) rootstock lines used for grafted cucumber (Cucumis sativus L.) seedling cultivation. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 42(2), 124-135. doi:10.3906/tar-1709-52
• Karaağaç, O. (2020). Hybrid Cucurbita rootstocks improve root architecture, yield, quality, and antioxidant defense systems of cucumber (Cucumis sativus) under low temperature conditions. International Journal of Agriculture and Biology, 23(3), 613-622. doi: 10.17957/IJAB/ 15.1331
• Karaağaç, O., Taş, K., Özgen, R., Kanal, A., & Balkaya, A. (2020). Capsicum türlerinin kök yapılarının incelenmesi ve kök özellikleri yönünden karşılaştırılması. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 30(2), 266-279. doi.org/10.29133/yyutbd.713437
• Koevoets, I.T., Venema, J.H., Elzenga, J.T., & Testerink, C. (2016). Roots withstanding their environment: exploiting root system architecture responses to abiotic stress to improve crop tolerance. Frontiers in Plant Science, 1335, 1-19. doi.org/10.3389/fpls.2016.01335
• Ou, L.J., Dai, X.Z., Zhang, Z.Q., & Zou, X. (2011). Responses of pepper to waterlogging stress. Photosynthetica, 49(3), 339. doi.org/10.1007/s11099-011-0043-x
• Özgen, R. (2020). Hibrit dolmalık biber (C. annuum var. grossum) konbinasyonlarının düşük sıcaklığa toleranslık düzeylerinin incelenmesi ve sonbahar yetiştiriciliğine uygun çeşit adaylarının saptanması. Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 87s. Samsun.
• Paez-Garcia, A., Motes, C., Scheible, W.R., Chen, R., Blancaflor, E., & Monteros, M. (2015). Root traits and phenotyping strategies for plant improvement. Plants, 4(2), 334-355. doi.org/10.3390/plants4020334
• Peláez-Anderica, E., Rodríguez-Burruezo, A., Prohens, J., & Fita, A. (2011). Root seedling morphology diversity in Capsicum spp. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca Horticulture, 68(1), 535-536.
• Penella, C., Nebauer, S. G., López-Galarza, S., Quiñones, A., San Bautista, A., & Calatayud, Á. (2017). Grafting pepper onto tolerant rootstocks: An environmental-friendly technique overcome water and salt stress. Scientia Horticulturae, 226, 33-41. doi.org/10.1016/j.scienta.2017.08.020
• Pickersgill, B. (1980). Some aspects of interspecific hybridization in Capsicum. In Proceedings of the Eucarpia IVth Meeting on Genetics and Breeding of Capsicum and Eggplant, Wageningen, The Netherlands, 14–16 October 1980.
• Pico, B., Thompson, A., Gisbert, C., Yetişir, H. & Bebeli, P. (2017). Genetic resources for rootstock breeding. Vegetable grafting: principles and practices, 22-69. doi: 10.1079/9781780648972.0022
• Ribeiro, C., Reifschneider, F., Carvalho, S., Bianchetti, L., & Buso, G. (2020). Embrapa's Capsicum Breeding Program-looking back... into the future. Crop Breed Genet Genom. 2(1):1-26. doi.org/10.20900/cbgg20200001
• Sarıbaş, Ş., Balkaya, A., Kandemir, D. & Karaağaç, O. (2019). Yerli patlıcan anaçlarının (Solanum melongena x Solanum aethiopicum) potansiyeli ve fenotipik kök mimarisi. Black Sea Journal of Agriculture, 2(3),138-146.
• Schwarz D, Rouphael Y, Colla G & Venema J.H. (2010). Grafting as a tool to improve tolerance of vegetables to abiotic stresses: thermal stress, water stress and organic pollutants, Scientia Horticulturae, 127, 162-171. doi.org/10.1016/j.scienta.2010.09.016
• Sharma, V. K., Srivastava, A., & Mangal, M. (2020). Recent Trends in Sweet Pepper Breeding. In S.S. Gosal, S.H. Wani (Eds.), Accelerated Plant Breeding, Volume 2, pp. 417-444. Springer, Cham. doi.org/10.1007/978-3-030-47298-6_16
• Şalk, A., Arın, L., Deveci, M., & Polat, S. (2008). Özel Sebzecilik, Namık Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi, s.448, Tekirdağ.
• TTSM, (2019). T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Tohumluk Tescil ve Sertifikasyon Merkez Müdürlüğü. https://www.tarimorman.gov.tr/BUGEM/TTSM/Menu/30/Kayit-Listeleri Erişim tarihi: 13.02.2019.
• TÜİK, (2020). Türkiye İstatistik Kurumu, http//www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt id=1001. Erişim tarihi: 28.04.2020.
• Yıldırım, M. (1985). Populasyon Genetiği II. Ege Üniv. Ziraat Fakültesi. Ders Kitabı. 236s.