Breeding of Dry Bean Cultivars Using Phaseolus vulgaris Landraces in Turkey

Öz

Yield and yield components is one of the key objectives of the legume breeding program worldwide.  Information on these traits is required for the selection of desirable types and efficient utilization of the genetic diversity in dry bean improvement program. Local landraces of dry beans grown over long time period are more resistant to low input growing conditions its genetic and morphologic properties and quality is more acceptable by the growers. From this perspective, 83 dry bean landraces were collected from different bean growing areas of Western Anatolia Region of Turkey in 2015-2016.   The dry bean landraces were grown on the experimental farm of Abant Izzet Baysal University, Bolu during 2016 growing season. A single plant from each dry bean landrace was selected according to morphological characterization results and weighted scaling method, and twenty (8 climber and 12 bush types) dry bean lines were accepted as promising.  In the present study, yield and yield components of 12 dry bean lines and 2 commercial cultivars were compared in Bolu province under western black sea ecological condition of Turkey. The experiment was arranged in a Randomized Block Design with three replicates in 2017 growing season on the experimental farm of Abant Izzet Baysal University. Emergence percentage (69.50-96.00%), days to flowering 50% (48.00-52.00 days), days to maturity (86.00-107.33 days), plant height (37.20-58.30 cm), height to first pod (12.50-19.00 cm), number of branches per plant (6.25-8.25), number of pods per plant (16.96-41.50 pods), seeds per pod (4.00-6.40 seeds), seed yield per plant (25.41-96.83 g plant^-1) and 100 seeds weight (29.82-55.35 g) were determined according to IPGRI and EU-CPVO criteria. As a result, lines ÇNK-2, ÇNK-4, YLV-28, YLV-32 and BLCK-7 had superior with respect to yield and yield components and hence selected advanced promising lines will be transferred to regional yield trials required for the official procedures of cultivar registration.

Anahtar Kelimeler

• Dry beans,landraces,selection,breeding

Türkiye’deki Yerel Phaseolus vulgaris Populasyonlarını Kullanarak Kuru Fasulye Çeşitlerinin Islahı

Abstract

Verim ve verim öğeleri dünya çapında baklagil ıslah programının temel hedeflerinden birisidir. Kuru fasulye ıslah programında genetik çeşitliliğin etkin kullanımı ve arzu edilen tiplerin seçimi için bu özelliklere ait bilgilere ihtiyaç duyulmaktadır. Uzun yıllardır yetiştirilen yerel kuru fasulye popülasyonları, düşük girdili yetiştirme koşullarına genetik ve morfolojik özellikleri sayesinde daha dayanıklı ve yetiştiriciler tarafından kalitesi daha kabul edilebilir düzeydedir. Bu amaç doğrultusunda, Türkiye’nin Batı Anadolu Bölgesi’ndeki farklı fasulye yetiştirme alanlarından 83 yerel kuru fasulye popülasyonu 2015-2016 yıllarında toplanmış ve 2016 yılı yetiştirme sezonunda Abant İzzet Baysal Üniversitesi deneme alanında yetiştirilmiştir. Tartılı derecelendirme ve morfolojik karakterizasyon sonuçlarına göre her bir fasulye popülasyonundan tek bitki seçilmiş ve 20 kuru fasulye hattı (8 sarılıcı ve 12 bodur) ümitvar kabul edilmiştir. Bu çalışmada, 12 yerel kuru fasulye hattı ile 2 ticari çeşit verim ve verim öğeleri bakımından Türkiye’nin Batı Karadeniz Bölgesi Bolu ekolojik koşullarında karşılaştırılmıştır. Araştırma, Abant İzzet Baysal Üniversitesi deneme alanında 2017 yılında tesadüf blokları deneme desenine göre üç tekrarlamalı olarak yürütülmüştür. Çimlenme oranı (%69.50-96.00), %50 çiçeklenme gün sayısı (48.00-52.00 gün), olgunlaşma süresi (86.00-107.33 gün), bitki boyu (37.20-58.30 cm), ilk bakla yüksekliği (12.50-19.00 cm), bitkide dal sayısı (6.25-8.25 adet), bitkide bakla sayısı (16.96-41.50 bakla), baklada tane sayısı (4.00-6.40 tane), bitki başına tohum verimi (25.41-96.83 g bitki^-1) ve 100 tane ağırlığı (29.82-55.35 g) IPGRI ve EU-CPVO kriterlerine göre belirlenmiştir. Sonuç olarak, verim ve verim öğeleri bakımından ÇNK-2, ÇNK-4, YLV-28, YLV-32 ve BLCK-7 üstün ümitvar hatlar olarak seçilmiş ve bu hatların çeşit tescil için bölge verim denemelerine aktarılmasına karar verilmiştir.

Keywords

• Kuru fasulye,yerel popülasyon,seleksiyon,ıslah

References

1. Anonymous., 2009. Protocol for distinctness, uniformity and stability tests. Phaseolus vulgaris L., Community Plant Variety Office.
2. Ahmad Ali., Sher Aslam Khan., Naushad Ali., Sardar Ali., Izhar Hussain., Fazlullah., Hanif Raza., Fayyaz Ahmad., Mehnaz Saleem and Attaullah., 2016. Evaluations of locally collected germplasm of common bean (P. vulgaris L.) for variability in morphological and yield characters in Swat valley. Pure and Applied Biology, 5(3): 573-577.
3. Ahmed S and Kamaluddin., 2013. Correlation and path analysis for agro morphological traits in rajmash beans under Baramulla- Kashmir region. African Journal of Agricultural Research, 8(18): 2027-2032.
4. Amini A., M Ghannadha and C Abd-Mishani., 2002. Genetic diversity and correlation between different traits in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Iranian Journal of Agricultural Science, 33(4): 605-615.
5. Anlarsal AE., Yücel C ve Özveren D., 2000. Çukurova koşullarında bazı fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşitlerinde tane verimi ve verimle ilgili özellikler ile bu özellikler arası ilişkilerin saptanması. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 24: 19-29.
6. Apostolova E., Dimova D and Svetleva E., 2009. Correlation dependence between twenty-one traits of some Bulgarian common bean genotypes. Acta Horticulturae, 830: 191–197.
7. Aydoğan C., 2017. İleri İspir kuru fasulye (Phaseolus vulgaris L.) hatlarında verim ve kalite çalışmaları. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
8. Azkan N ve Yürür N., 1987. Bazı Fasulye Çeşitlerinin Bursa Yöresinde İkinci Ürün Olarak Değerlendirilmesi Üzerinde Araştırmalar. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 6: 155-163.

9. Balkaya A ve Yanmaz R., 2003. Bazı taze fasulye çeşit adayları ile ticari çeşitlerin morfolojik özellikler ve protein markörler yoluyla tanımlanmaları. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 9(2): 182-188.
10. Bisht IS., Pandravada SR., Rana JC., Malik SK., Archn a Singh., Singh PB., Firoz Ahmad and Bansal KC., 2014. Subsistence farming, agro-biodiversity and sustainable agriculture: a case study. Journal of Agro-Ecology and Sustainable Food Systems, 38(8): 890-912.
11. Bitocchi E., Bellucci E., Giardini A., Rau D., Rodriguez M., Biagetti E., Santilocchi R., Spagnoletti Zeuli P., Gioia T., Logozzo G., Attene G., Nanni L and Papa R., 2013. Molecular Analysis of the Parallel Domestication of the Common Bean (Phaseolus vulgaris) in Mesoamerica and the Andes. New Phytologist, 197: 300-313.
12. Blair MW., Laura FG., Paul M and Louis B., 2010. Genetic diversity, inter-gene pool introgression and nutritional quality of common beans (Phaseolus vulgaris L.) from Central Africa. Theoretical and Applied Genetics, 121: 237-248.
13. Blair MW., Galeano CH., Tovar E., Muñoz Torres MC., Castrillón AV., Beebe SE and Rao IM., 2012. Development of a Mesoamerican intra-genepool genetic map for quantitative trait loci detection in a drought tolerant × susceptible common bean (Phaseolus vulgaris L.) cross. Molecular Breeding, 29(1): 71-88.
14. Bozoğlu H., 1995. Kuru fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) bazı tarımsal özelliklerin genotip x çevre interaksiyonu ve kalıtım derecelerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
15. Bozoğlu H and Sözen Ö., 2007. Some agronomic properties of the local population of common bean (Phaseolus vulgaris L.) of Artvin province. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 31: 327-334.
16. Bhushan KB., Jadli S., Verma O and Goswami AK., (2009) Plant characters correlation and path coefficient analysis of seed yield in exotic French bean (Phaseolus vulgaris L.) germplasm. International Journal of Agriculture and Forestry Science, 4(2): 667-669.
17. Ceyhan E., Önder M ve Kahraman A., 2009. Fasulye genotiplerinin bazı tarımsal özelliklerinin belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 23(49): 67-73.
18. Çiftçi CY ve Şehirali S., 1984. Fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşitlerinde değişik özelliklerin fenotipik ve genotipik farklılıkların saptanması. Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yayın No:TB 4, Ankara.
19. Çiftçi V., Şensoy S ve Kulaz H., 2012. Doğu Anadolu’nun Güneyinde Yetiştirilen Fasulye Gen Kaynaklarının Toplanması Ve Değerlendirilmesi, Tübitak 109O163 Nolu Proje Sonuç Raporu.
20. Çiftçi V., Şensoy S ve Türkmen Ö., 2009. Van-Gevaş’ta Yaygın Olarak Yetiştirilen Yalancı Dermason Fasulye Populasyonunun Seleksiyon Yöntemiyle Islahı, TOVAG- 106O346 Nolu Proje Sonuç Raporu.
21. De La Fuente María., López-Pedrouso María., Alonso Jana., Santalla Marta., De Ron Antonio M., Álvarez Gonzalo and Zapata Carlos., 2012. In-depth characterization of the phaseolin protein diversity of common bean (Phaseolus vulgaris L.) based on two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry. Food Technology and Biotechnology, 50(3): 315-325.
22. Demir I and Yanmaz R., 1994. Seed quality development in snap bean (Phaseolus vulgaris L.) during maturation. ISTA/ISHS Symposium, Technological Advences in Variety and edd Research 31 May-3 June 1994, Wageningen, Netherlands.
23. Dhiman KR., 1996. Path analysis in dry bean germplasm. Indian Journal of Genetic and Plant Breeding, 56(4): 439-446.
24. Dursun A., 2007. Variability, heritability and correlation studies in bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes. World Journal of Agrultural Sciences, 3(1): 12-16.
25. Düzdemir O ve Akdağ C., 2001. Türkiye kuru fasulye (Phaseolus vulguris L.) gen kaynaklarının karakterizasyonu. II: Verim ve diğer bazı özellikler. Gaziosmanpaşa Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 18(1): 101-105.
26. Düzdemir O ve Ece A., 2010. Kuzey geçit bölgesinde bazı kuru fasulye genotiplerinin tanımlaması. YYU 8. Tarım Sempozyumu, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Bahçe Bitkileri Bölümü, 23-26 Haziran 2010, Van.
27. Eberhart SA and Russel WA., 1966. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science, 6: 36-40.
28. Elkoca E ve Kantar F., 2004. Erzurum ekolojik koşullarına uygun erkenci ve yüksek verimli kuru fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin belirlenmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 35(3-4): 137-142.
29. Elkoca E ve Çınar T., 2015. Bazı kuru fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşit ve hatlarının Erzurum ekolojik koşullarına adaptasyonu, tarımsal ve kalite özellikleri. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 30 (2), 141-153.
30. FAO 2016. FAOSTAT, Statistic Database. http://faostat.fao.org/. [Erişim: 15 Aralık 2017].
31. Fivawo NC and Msolla SN., 2011. The diversity of common bean landraces in Tanzania. Tanzania Journal of Agricultural Science, 2: 337-351.
32. Gentry HS., 1969. Origin of the common bean, Phaseolus vulgaris. Economic Botany, 23:55–69.
33. Gepts P., 1998. Origin and Evolution of Common Bean: Past Events and Recent Trends, Horticultural Science, 33: 1124-1130.
34. Gepts P and Debouck D., 1991. Origin, domestication, and evolution of the common bean (Phaseolus vulgaris L.). In: Van Schoonhoven A, Voysest O (eds) Common Beans: Research for Crop Improvement. CAB Int., Wallingford, UK and CIAT, Cali, Colombia, pp. 7-53.
35. Greenway PJ., 1945. Origin of some East African food plants. East African Agricultural and Forestry Journal, 10: 177-180.
36. Kantar F ve Elkoca E., 2001. Bazı fasulye (Phaseolus vulgaris L.) çeşitlerinin kardinal ve toplam sıcaklık isteklerinin belirlenmesi. Türkiye 4. Tarla Bitkileri Kongresi, Cilt I Tahıllar ve Yemeklik Tane Baklagiller, 17-21 Eylül, Tekirdağ.
37. Güneş Z., 2011. Van-Gevaş’da ümitvar bulunan fasulye (Phaseolus vulgaris L.) hatlarında verim ve bazı verim öğelerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Van.
38. Kantar F., Elkoca E., Eken C ve Dönmez F., 2010. Kuzey Doğu Anadolu Bölgesi ve Çoruh Vadisi’nde Yetiştirilen Kuru Fasulye Gen Kaynaklarının Toplanması ve Değerlendirilmesi, Tübitak 107O400 Nolu Proje Sonuç Raporu.
39. Karakuş M., Çiftçi V., Toğay Y ve Toğay N., 2005. Van-Gevaş koşullarında farklı sıra aralıklarının fasulyede (Phaseolus vulgaris L.) verim ve bazı verim öğelerine etkisi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi, Tarım Bilimleri Dergisi, 15(1): 57-62.
40. Karasu A and OZ M., 2011. A study on coefficient analysis and association between agronomical characters in dry bean (Phaseolus vulgaris L.). Bulgarian Journal of Agricultural Science, 16(2): 203-211.
41. Kumar A., Singh A., Singh P., Singh SB and Singh V., 2009. Relationship and path analysis for green pod yield and its contributing characters over environments in French bean (Phaseolus vulgaris L.). Legume Research, 32(4): 270-273.
42. Kurtar ES., Balkaya A and Uzun S., 2004. Modelling the effect of temperature on the germination power in some legume group. Journal Agronomy., 3(4): 311-314.
43. Madakbas SY., Ellialtıoglu S ve Ergin M., 2009. Fasulyede döllenme biyolojisi ve melezleme tekniği. Hasad Dergisi (Üretim), 24(284): 72-80.
44. Madakbas SY., Ergin M ve Özcelik H., 2010. Çarsamba Ovası’ndan toplanmış eğri oturak taze fasulye (Phaseolus vulgaris L.) populasyonlarının özelliklerinin tespiti üzerine araştırmalar. VIII. Sebze Tarımı Sempozyumu, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, 23-26 Haziran, Van.
45. Madakbaş SY and Ergin M., 2011. Morphological and phenological characterization of Turkish bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes and their present variation states. African Journal of Agricultural Research, 6(28): 6155-6166.
46. Madakbaş SY., Halima A and James K., 2014. Determination of phaseolin types in common bean (Phaseolus vulgaris) varieties from Turkey. Greener Journal of Agricultural Sciences, 4(2): 39-45.
47. Mamidi S., Rossi M., Annam D., Moghaddam S., Lee RK., Papa R and McClean P., 2011. Investigation of the domestication of common bean (Phaseolus vulgaris) using multilocus sequence data. Functional Plant Biology, 38: 953-967.
48. Mcclean P., Gepts P and Kamir J., 2004. Genomics and Genetic Diversity in Common Bean. AOCS Press, USA.
49. Nechifor B., Raluca F and Lizia S., 2011. Genetic variability, heritability and expected genetic advance as indices for yield components selection in common bean (Phaseolus vulgaris L.), Scientific Papers, UASVM Bucharest Series A., 54: 332-337.
50. Özbekmez Y., 2015. Determination of yield and components with seed and technological characteristics of some dry beans (Phaseolus vulgaris L.) varieties and genotypes on in ecological conditions of Ordu. Master of Science Thesis, Ordu University Institute of Science and Technology, Ordu.
51. Özçelik H and Gülümser A., 1988. Bazı bodur fasulye (P. vulgaris L.) çeşitlerinde verim ve bazı verim öğeleri üzerine bir araştırma. OMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 3(1): 99-108.
52. Park SO., Coyne DP., Jung G., Skroch PW., Arnaud-Santana E., Steadman JR., Ariyarathne HM and Nienhuis J., 2000. Mapping of QTL for seed size and shape traits in common bean. The Journal of the American Society for Horticultural Science, 125: 466-475.
53. Pekşen E., 2005. Samsun koşullarında bazı fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin tane verimi ve verimle ilgili özellikler bakımından karşılaştırılması. OMÜ Ziraat Fakültesi Dergisi, 20(3): 88-95.
54. Pooran-Chand., 1999. Character association and path analysis in rajmash. Madras Agricultural Journal, 85: 188-190.
55. Rana PK., Kumar P., Singhal VK and Rana JC., 2014. Uses of local plant biodiversity among the tribal communities of Pangi Valley of district Chamba in cold desert Himalaya, India. Scientific World Journal, 2014: 753289.
56. Rana JC., Sarma TR., Tyagi RK., Chahota RK., Gautam NK., Singh M., Sharma PN and Ojha SN., 2015. Characterization of 4274 accessions of common bean (Phaseolus vulgaris L.) germplasm conserved in the Indian gene bank for phenological, morphological and agricultural traits. Euphytica, 205: 441-457.
57. Rodrigo AD and Adams MW., 1972. A path coefficient analysis of some yield component interrelations in field beans (Phaseolus vulgaris L.). Crop Science, 12: 579-582.
58. Roy SK., Karim MA., Islam AKAMA., Bari MN., Mian MAK and Tetsushi H., 2006. Relationship between and its component characters of bush bean (Phaseolus vulgaris L). South Pacific Studies, 27(1): 12-23.
59. Rai N., Yadav DS, Yadav RK and Patel RK., 2001.Variability, correlation and path-coefficient analysis in between seed morphology and seedling gowth in French bean. Journal of Assam Science Society, 42: 40-43.
60. Sehirali S., 1980. Bodur Fasulyede Ekim Sıklığının Verimle ilgili Bazı Karakterler Üzerine Etkisi. Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma ve İncelemeler.
61. Sehirali S., 2002. Tohumluk ve teknolojisi. Trakya Üniversitesi, Tekirdağ Ziraat Fakültesi, Tarla Bitkileri Bölümü, Tekirdağ.
62. Schmutz J., McClean PE., Mamidi S., Wu GA., Cannon S., Grimwood J., Jenkins J., Shu S., Song Q., Chavarro C., Torres-Torres M., Geffroy V., Moghaddam SM., Gao D., Abernathy B., Barry K., Blair M., Brick MA., Chovatia M., Gepts P., Goodstein DM., Gonzales M., Hellsten U., Hyten DL., Jia G., Kelly JD., Kudrna D., Lee R., Richard MM., Miklas PN., Osorno JM., Rodrigues J., Thareau V., Urrea CA., Wang M., Yu Y., Zhang M., Wing RA., Cregan PB., Rokhsar DS and Jackson SA., 2014. A reference genome for common bean and genome-wide analysis of dual domestications. Nature Genetics, 46: 707-713.
63. Singh KP., Minakshi J and Minakshi B., 2007. Genetic variability in French bean (Phaseolus vulgaris L.). Research on Crops, 8: 636-637. Sofi PA., Zargar MY., Debouck D and Graner A., 2011. Evaluation of common bean (Phaseolus vulgaris L) germplasm under temperate conditions of Kashmir Valley. Journal of Phytology, 3(8): 47-52.
64. Sofi PA., Rana JC and Bhat NA., 2014. Pattern of variation incommon bean (Phaseolus vulgaris L) genetic resources of Jammu and Kashmir. Journal Food Legumes, 27(3): 197-201.
65. Sözen Ö., 2012. Kelkit vadisi ve Artvin ili’nden toplanan yerel fasulye (Phaseolus vulgaris L.) populasyonlarından teksel seleksiyon metodu ile şeker tane tipinde çeşit geliştirilmesi üzerine bir araştırma. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
66. Tikka SBS., Yadavendra JP., Bordia PC and Kumar S., 1976. A correlation and path coefficient analysis of compenent of grain yield in Phaseolus aconitifolius Jaca. Genetica Agraria, 30(2): 241-248.
67. Ülker M., 2008. Orta Anadolu ekolojik şartlarında yetiştirilen fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin bazı tarımsal ve kalite özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
68. Ülker M and Ceyhan E., 2008. Orta Anadolu ekolojik şartlarında yetiştirilen fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin bazı tarımsal özelliklerinin belirlenmesi. Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22(46): 77-89.
69. Varankaya S., 2011. Yozgat ekolojik şartlarında yetiştirilen fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin bazı tarımsal özelliklerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
70. Yeken MZ., 2017. Türkiye’nin Farklı bölgelerinden toplanan yerel fasulye genotiplerinin morfolojik karakterizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Abant İzzet Baysal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bolu.
71. Yılmaz N., Ozkorkmaz Atıcı F and Oner F., 2014. Determination of yield and yield components in some dry bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars under, Giresun conditions. Turkish Journal of Agricultural and Natural Sciences, Special Issue: 1.
72. Wagenvoort WA and Van Opstal NA., 1979. The effect of constant and alternating temperatures, rinsing, stratification and fertilizer on germination of some weed species, Scientia Horticulturae, 10(1): 15-20.