Autumn leaf colour changes in gamma-ray (Cobalt 60)-induced mutant apple population

Year 2020, Volume: 37 Issue: 1, 95 - 101, 01.06.2020

Ayşe Nilgün Atay , Ersin Atay , Burak Kunter

https://doi.org/10.16882/derim.2020.663488

Abstract

Gama ışınıyla (Kobalt 60) elde edilmiş mutant elma popülasyonunda sonbahar yaprak renk değişimi

Abstract

Elmanın da yer aldığı ılıman iklim meyve türlerinde, sonbaharda yapraklara yeşil rengi veren klorofil parçalanmaya başlamakta ve yaprak dökümü öncesi renk değişimleri meydana gelmektedir. Sonbaharda görülen bu farklı yaprak renklerinin, basitçe yaprak yaşlanmasının tesadüfi bir sonucu olmadığı kabul edilmekte ve bu konuda foto-koruma ve hayvan-bitki etkileşimlerine dayanan farklı hipotezler öne sürülmektedir. Özellikle antosiyanin kaynaklı kırmızı gibi koyu pigmentli yaprakların koruyucu veya savunma gibi bir işaret taşıdığı düşünülmektedir. Bu çalışmada, sonbaharda yapraklarda görülen renk değişimleri hakkındaki mevcut bilgi birikimini arttırmak ve konunun daha iyi anlaşılmasına yardımcı olabilmek amacıyla ‘Amasya’ elmasında gama ışını uygulaması ile elde edilmiş mutant popülasyonda (n=375) sonbahar yaprak rengi değişimleri incelenmiştir. Renk kodlamaları, rengin yaprakların %80'inden fazla veya az olma durumuna göre tanımlanmış ve her çeşit veya mutant birey için ayrı ayrı değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda popülasyonun %82’sinin sonbaharda sarı yaprak rengine sahip olduğu ve orijinal ‘Amasya’ elması ile aynı yaprak rengi grubunda yer aldığı belirlenmiştir. ‘Granny Smith’, ‘Crissp Pink’ ve ‘Braeburn’ gibi ticari çeşitlerin sonbaharda yaprak renklerinin ‘Amasya’ elmasına kıyasla oldukça yeşil kaldığı belirlenmiştir. Popülasyonda yaprak rengi tamamen kırmızı olan birey bulunmadığı tespit edilmiştir. Ancak oldukça koyu pigmentlere sahip sarı-kırmızı grupta toplam popülasyonun %15’ini oluşturan 58 birey yer almıştır. Bu gruptaki bireylerde L* ve ho değerlerindeki azalış, daha yüksek antosiyanin pigmentine sahip olduğunun bir göstergesidir. Daha net bir polimorfizme sahip oldukları için yaprak rengi farklı mutantlar ile yapılacak sonraki çalışmalar sonbahardaki bu renk değişimlerinin anlaşılmasında önemli katkılar sağlayabilecektir.

Keywords

Gama ışınlaması, Malus domestica, M. slyvestris, sonbahar renkleri

References

• Atay A.N., Koyuncu F., Atay E., & Koyuncu M.A. (2012) Hasat Öncesi Etefon Uygulamasının Starking Delicious Elmasında Renklenme ve Meyve Kalitesi Üzerine Etkisi. Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 49 (1): 107-112.
• Atay A.N., Atay E., Lauri P.E., Kunter B., & Kantoğlu K.Y. (2018) Phenotyping gamma-ray-induced mutant population of ‘Amasya’ apple for architectural traits, precocity, floral phenology and fruit characteristics. Scientia Horticulturae, 233: 195-203, doi: 10.1016/j.scienta.2018.01.003.
• Archetti M., & Brown S.P. (2004) The coevolution theory of autumn colours. Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 271, 1219–1223.
• Archetti M., & Leather S.R. (2005) A test of the coevolution theory of autumn colours: colour preference of Rhopalosiphum padi on Prunus padus. Oikos 110, 339–343.
• Archetti M. (2009) Evidence from the domestication of apple for the maintenance of autumn colours by coevolution. Proc. R. Soc. B (2009) 276, 2575–2580 doi:10.1098/rspb.2009.0355.
• Archetti M. (2009b) Classification of hypotheses for the evolution of autumn colours. Oikos, doi: 10.1111/j.1600-0706.2008.17164.x.
• Archetti M., Döring T.F., Hagen S.B., Hughes N.M., Leather S.R., Lee D.W., Lev-Yadun S., Manetas Y., Ougham H.J., Schaberg P.G., & Thomas H. (2009) Unravelling the evolution of autumn colours: an interdisciplinary approach. Trends Ecol. Evol. 24, 166–173.
• Chittka L., & Döring T.F. (2007) Are autumn foliage colors red signals to aphids? PLoS Biology 5: 1640–1644.
• Davis P.H. (1972) Flora of Turkey and the East Aegean Islands, vol. 4. Edinburgh.
• Döring T., & Chittka L.L. (2007) Visual ecology of aphids – a critical review on the role of colours in host finding. Arthropod Plant Interact. 1: 3–16.
• Döring T.F., Archetti M., & Hardie J. (2009) Autumn leaves seen through herbivore eyes. Proc. R. Soc. B 276, 121–127. doi:10.1098/rspb.2008.0858.
• Fairchild M.D. (2005) Color appearance models. 2nd ed. John Wiley, Chichester, England.
• Feild T.S., Lee D.W., & Holbrook N.M. (2001) Why Leaves Turn Red in Autumn. The Role of Anthocyanins in Senescing Leaves of Red-Osier Dogwood. Plant Physiol. Vol. 127, doi/10.1104/pp.010063. 566-574.
• Hamilton W.D., & Brown S.P. (2001) Autumn tree colours as a handicap signal. Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 268, 1489–1493.
• Hoch W.A., Zeldin E.L., & McCown B.H. (2001) Physiological significance of anthocyanins during autumnal leaf senescence. Tree Physiology 21: 1–8.
• Lee D.W. (2002) Anthocyanins in autumn leaf senescence. Adv. Bot. Res. 37: 147–165.
• Lee D.W., O’Keefe J., Holbrook N.M., & Feild T.S. (2003) Pigment dynamics and autumn leaf senescence in a New England deciduous forest, eastern USA. Ecol. Res. 18: 677–694.
• Mannisto E., Holopainen J.K., Haikio E., & Klemola T. (2017) A field study with geometrid moths to test the coevolution hypothesis of red autumn colours in deciduous trees The Netherlands Entomological Society Entomologia Experimentalis et Applicata 165: 29–37, doi: 10.1111/eea.12626.
• Moore P.P. (1997) Estimation of anthocyanin concentration from color meter measurements of red raspberry fruit. Hortscience. 32: 135.
• Ougham H.J., Thomas H., & Archetti M. (2008) The adaptive value of leaf colour. New Phytol. 179, 9–13, doi: 10.1111/j.1469-8137.2008.02505.x.
• Ramirez C.C., Lavandero B., & Archetti M. (2007) Coevolution and the adaptive value of autumn tree colours: colour preference and growth rates of a southern beech aphid. J. Evol. Biol. 21, 49–56. doi:10.1111/j.1420- 9101.2007.01469.x.
• Sarsu F., Penna S., Kunter B., & Ibrahim, R. (2018) Mutation breeding for vegetatively propagated crops. In: Spencer-Lopes M.M., Forster B.P., Jankuloski L. (eds). Manual on Mutation Breeding. Food and Agriculture Organization of the United Nations, International Atomic Energy Agency, Vienna, 157-176.
• Schaberg P.G., Van Den Berg A.K., Murakami P.F., Shane J.B., & Donnelly J.R. (2003) Factors influencing red expression in the autumn foliage of sugar maple trees. Tree Physiol. 23, 325–333.
• Schaefer H.M., & Rolshausen G. (2007) Aphids do not attend to leaf colour as visual signal, but to the handicap of reproductive investment. Biol. Lett. 3, 1–4.
• Tanaka Y., Sasaki N., & Ohmiya A. (2008) Biosynthesis of plant pigments: anthocyanins, betalains and carotenoids. Plant J. 54, 733–749.
• Whale S., Singh Z., Behboudian H., Janes A., & Dhaliwal S. (2008) Fruit quality in ‘Crips Pink’ apple, especially colour, as affected by preharvest sprays of aminoethoxyvinylglicine and ethephon. Scientia Horticulturae, 115(4): 342- 351.