Capsicum chinense Türüne Ait Biber Genotiplerinde Sıcaklığın Tohum Çimlenmesi Üzerine Etkisi

Abstract

Bitkisel üretimde tohum çimlenmesi ve çıkış için gerekli olan optimum sıcaklık değerleri, bitki tür ya da çeşitlerine göre farklıklar göstermektedir. Sıcaklık, çimlenme ve çıkış sürecini etkileyen önemli bir çevresel faktördür. Capsicum chinense biber türü; tohum canlılığı, tohum iriliği, tohum şekli, tohum rengi yönünden yüksek düzeyde varyasyon göstermektedir. Bu çalışmada, C. chinense türüne ait biber tohumlarında sıcaklık faktörünün çimlenme kapasiteleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Araştırmada; C. chinense türüne ait 10 biber genotipinin tohumlarının çimlenme performansları, 11 farklı sıcaklık uygulamasında (9 °C, 12 °C, 15 °C, 18 °C, 21 °C, 24 °C, 27 °C, 30 °C, 33 °C, 36 °C, 39 °C) belirlenmiştir. Araştırma sonucunda; 9 °C ve 15 °C arasında çimlenmenin olmadığı, 21 °C ve 33 °C sıcaklık aralıklarında ise çimlenme hızı ve çimlenme oranlarının yükselen sıcaklıklara bağlı olarak artışlar gösterdiği saptanmıştır. Biber genotiplerinde, 24 °C ve 27 °C sıcaklık uygulamalarında en yüksek çimlenme oranlarına ulaşılmıştır. Çimlenme oranı değerleri yönünden CC-51 ve CC-63 genotiplerinin diğer genotiplere göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca tohumların çimlenmesi üzerine, sıcaklık esas alınarak geliştirilen matematiksel modelleme ile, çimlenme oranın tahmin edilmesi olanağı da araştırılmıştır. Bu amaçla; çimlenme potansiyellerinin tahmini için Uzun ve ark. (2001) tarafından önceden türetilmiş model tarafımızdan geliştirilerek [D= a+(b x T) +(c x T2)] şeklinde kullanılmıştır. Her bir genotip için üretilen denklemlerin regresyon katsayılarının (R2), çimlenme oranı değerleri için 0.33 ile 0.95 arasında değiştiği belirlenmiştir. Çimlenme performans özellikleri yönünden öne çıkan C. chinense genotiplerinin gelecekte biber ıslah programında değerlendirilmesi planlanmaktadır.

Keywords

• Biber
• C. chinense
• tohum
• sıcaklık
• çimlenme
• modelleme

The Effect of Temperature on Seed Germination in Capsicum chinense Genotypes

Abstract

Optimum temperature values required for seed germination and emergence in plant propagation differ according to species or varieties. Temperature is an important environmental factor affecting the germination and emergence occurrence. Capsicum chinense genotypes shows a high level of variation in terms of seed viability, seed size, seed shape and seed colour. In this study, it was aimed to determine the effects of temperature on germination capacity of C. chinense seeds. In the research; germination performances of seeds were determined at 11 different temperatures (9 °C, 12 °C, 15 °C, 18 °C, 21 °C, 24 °C, 27 °C, 30 °C, 33 °C, 36 °C, 39 °C). As a result of the research; it was determined that there was no germination between 9 °C and 15 °C, and the germination speed and germination ratios increased depending on the rising temperatures at 21 °C and 33 °C temperature ranges. In C. chinense seeds, the highest germination rates were determined at 24 °C and 27 °C temperature. It was found that CC-63 and CC-51 genotypes were higher than other genotypes in terms of germination ratios. In addition, the possibility of predicting the germination rate by mathematical modelling based on temperature was also investigated. For this purpose, for the prediction of germination and emergence potentials, the previously derived model by Uzun et al. (2001) was developed by us and used as [D= a+(b x T) +(c x T2)]. The regression coefficients (R2) of the equations produced for each genotype were changed between 0.33 and 0.95 for the germination rate values. The promising C. chinense genotypes, in terms of germination performance are planned to be evaluated in the pepper breeding programs in the future.

Keywords

• Pepper
• C. chinense
• seed
• temperature
• germination
• modelling

References

1. Balkaya A, 2004. Modelling the Effect of Temperature on the Germination Speed in Some Legume Crops. Journal of Agronomy, 3 (3): 179-183.
2. Balkaya A, Kurtar E, Cemek B, 2008. Bazı Lahana Türlerinde Tohumların Çimlenme Gücü Üzerine Sıcaklığın Etkisinin Modellenmesi. Türkiye III. Tohumculuk Kongresi. Bildiri Kitabı. 37-41. 25-28 Haziran, Kapadokya
3. Barboza GE, Garcia CC, Gonzalez SL, Scaldaferro M, Reyes X, 2019. Four New Species of Capsicum (Solanaceae) from the Tropical and an Update on the Phylogeny of the Genus. PLoS One, 14(1).
4. Baskin CC, Baskin JM, 1998. Seeds: Ecology, Biogeography, and Evolution of Dormancy and Germination. Academic press, San Diego, CA, USA.
5. Cengiz E, 2017. Bazı Kabak Anaçlarında Tohumların Çimlenmesi ve Çıkış Üzerine Sıcaklığın Etkisinin Modellenmesi. Yüksek Lisans Tezi, 76s. OMÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Samsun.
6. Demir I, Okçu G, 2004. Aerated Hydration Treatment for Improved Germination and Seedling Growth in Aubergine (Solanum melongena) and Pepper (Capsicum annuum), Annals Applied Biology, 144: 121-123.
7. Eshbaugh WH, 2012. The taxonomy of the Genus Capsicum. In: Peppers Botany Production and Uses. CAB International, 14-28.
8. Finch-Savage WE, Phelps K, 1993. Onion (Allium cepa L.) Seedling Emergence Patterns can be Explained by the Influence of Soil Temperature and Water Potential on Seed Germination. Journal of Experimental Botany, 44: 407-414.

9. Greenleaf WH, 1986. Pepper breeding. Breeding Vegetable Crops. CAP International. The Cambridge University Press, United Kingdom, 76-82.
10. Günay A, 1992. Özel Sebze Yetiştiriciliği.1 (2): 14-15, Ankara.
11. Günay A, 2005. Sebze Yetiştiriciliği. Baskı (1), 502s, Türkiye.
12. ISTA, 1999. International Rules for Testing Seeds. Seed Science and Technology 27: 155-175.
13. ISTA, 2007. International Rules for Seed Testing. Edition 2007. International Seed Testing Association. Bassersdorf, Switzerland.
14. Kandemir D, Özkaraman F, Özer H, Yücel HŞ, Tarım G, Saka A.K, Uzun S, 2012. Bazı Baklagil Tohumlarının Çimlenme Zamanları Üzerine Sıcaklığın Etkisinin Modellenmesi. 9. Ulusal Sebze Tarımı Sempozyumu Bildiri Kitabı, 81-92, Konya.
15. Kandemir D, Uzun S, 2019. Farklı Işık ve Sıcaklık Şartlarının Sera Biber Yetiştiriciliğinde Büyüme Parametreleri Üzerine Kantitatif Etkilerinin Modellenmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi. 34: 1308-8750.
16. Kaymak HÇ, 2014. Potential Effect of Seed Fatty Acid Profile of Pepper (Capsicum annuum L.) Cultivars on Germination at Various Temperatures. Zemdirbyste-Agriculture, vol.101, no.3, pp.321-326,
17. Kevseroğlu K, Çalışkan Ö, 1995. Farklı Sıcaklık Derecelerinin Bazı Endüstri Bitkileri Tohumlarının Çimlenmesine Etkisi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 10:23-31.
18. Khan HA, Ayub CM, Pervez MA, Bilal RM, Shadid MA, Ziaf K, 2009. Effect of Seed Priming with Nacl on Salinity Tolerance of Hot Pepper (Capsicum annuum L.) at Seedling Stage. Soil & Environment, 28:1, 81-87.
19. Khoury CK, Carver D, Barchenger DW, Barboza GE, Zonneveld M, Jarret R, Bohs L, Kantar M, Uchanski M, Mercer K, Nabhan GP, Bosland PW, Greene SL, 2020. Modelled Distributions and Conservation Status of the Wild Relatives of Chile Peppers (Capsicum L.) Diversity and Distributions. 26:209-225.
20. Kurtar ES, 2010. Modelling the effect of Temperature on Seed Germination in Some Cucurbits. African Journal of Biotechnology, 9 (9): 1343-1353.
21. Kurtar ES, Balkaya A, Uzun S, 2004. Modelling the Effect of Temperature on the Germination Power in Some Legume Crops. Journal of Agronomy, 3 (4): 311-314.
22. Mavi K, Mavi F, 2012. Capsicum baccatum var. pendulum Türüne Ait Biber Hattının Tohumlarında Çimlenme İçin Uygun Sıcaklığın Belirlenmesi. MKU Ziraat Fakültesi Dergisi 17 (2): 79-86.
23. Mavi̇ K. 2020. Biberlerde Türler Arası Melezleme. International Journal of Life Sciences and Biotechnology, 3(3):386-406.
24. Odabaş MS, Mut, Z, 2007. Modelling the Effect of Temperature on Percentage and Duration of Seed Germination in Grain Legumes and Cereals. American Journal of Plant Physiology, 2 (5): 303-310.
25. Özkaplan M, Balkaya A, 2020. Topraksız Tarımda Domates Yetiştiriciliğinde Bitki Gelişme Parametreleri İle Sıcaklık Ve Işık Arasındaki İlişkilerin Modellenmesi. Mediterranean Agricultural Sciences, 33(2), 181-187.
26. Ramchiary N, Kehie M, Brahma V, Kumaria S, Tandon P, 2014. Application of Genetics and Genomics Towards Capsicum Translational Research. Plant Biotechnology Reports, 8, 101-123.
27. Sağsöz S, 1990. Tohumluk Bilimi. Atatürk Üniversitesi Yayınları. No:677. Ziraat Fakültesi Yayınları. No:302, Ders Kitapları Serisi. No:54, 273.
28. Sivritepe Ö, Şentürk B, 2011. Biber Tohumlarının Fizyolojik Olarak İyileştirilmesi İçin Su Ve Tuz Çözeltileri İle Yapılan Priming ve Kurutma Uygulamalarının Karşılaştırılması. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 25:1, 53-64.
29. Şehirali S, 1997. Tohumluk ve Teknolojisi. Fakülteler Matbaası. 422s, İstanbul.
30. Taş K, 2020. Capsicum chinense türüne Ait Biber Genotiplerinin Morfolojik Ve Moleküler Karakterizasyonu. Yüksek lisans tezi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı, 95s. Samsun.
31. Uzun S, Marangoz D, Özkaraman F, 2001. Modelling the Time Elapsing from Seed Sowing to Emergence in Some Vegetable Crops. Pakistan Journal of Biological Sciences, 4 (4): 442-445.
32. Vural H, Eşiyok D, Duman İ, 2000. Kültür Sebzeleri (Sebze Yetiştirme). Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Yayınları, 331-338, İzmir.
33. Watkins JT, Cantliffe DJ, 1983. Hormonal Control of Pepper Seed Germination, Hort science, 18: 342-343.
34. Yadav PV, Kumari M, Ahmed Z, 2011. Chemical Seed Priming as simple Technique to Impart Cold and salt Stress Tolerance in Capsicum. Journal of Crop Improvement, 25: 497-503.