Türkiye’deki maş fasulyesi [Vigna radiata (L.) Wilczek] genotiplerinin çıkış ve fide özellikleri yönünden karakterizasyonu

Abstract

Amaç: Bu çalışmada amaç ülkemizden temin edilen maş fasulyesi genotipleri ve yurt dışından temin edilen çeşitlerinin çıkış ve fide özelliklerinde karakterizasyon yapılmasıdır.

Yöntem ve Bulgular: Araştırmada Türkiye’nin farklı illerinden toplanan, 50 adet maş fasulyesi genotipi ile yurt dışından temin edilen 4 adet maş fasulyesi çeşidi kullanılmıştır. Çalışma, 2021 yılında Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Ziraat Fakültesinde saksı denemesi şeklinde yürütülmüştür. Araştırma, Tesadüf Parselleri deneme desenine göre 3 tekerrürlü olarak kurulmuştur. Çalışmada çıkış oranı, kotiledon yaprakların uzunluğu ve genişliği, klorofil içeriği ve antosiyanin durumları belirlenmiştir. Genotiplerin çıkış oranı % 45 - 100, kotiledon yaprak uzunlukları 22.60 – 43.38 mm, kotiledon yaprak genişliği 7.42 - 4.92 mm, klorofil içeriği 26.70 - 37.70 arasında değişim göstermiş ve 48 adet genotipin gövdesinde antosiyanin tespit edilmiştir. Korelasyon analizi sonucunda en yüksek pozitif ve önemli ilişki kotiledon yaprak uzunluğu ile kotiledon yaprak genişliği (r=0.82) arasında saptanmıştır. Temel bileşen analizi sonucunda genotiplere ait toplam varyasyonun % 74.73’ünü tanımlayan 2 adet temel bileşen ekseni elde edilmiştir. Cluster analizi sonucunda maş fasulyesi genotiplerinin 4 grupta toplandıkları belirlenmiştir.

Genel Yorum: Bitki genetik kaynaklarının fenotipik olarak karakterizasyonu bitki ıslahı ve yetiştiriciler için oldukça önemlidir. Maş fasulyesi genotiplerinde çıkış ve fide özelliklerinin geniş varyasyon gösterdiği çoklu karşılaştırma testleri ile de belirlenmiştir.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Araştırmadan elde edilen sonuçlara göre, genotiplerin çıkış ve fide özelliklerinde geniş bir varyasyon olduğu belirlenmiştir. Ülkemizdeki maş fasulyesi genotiplerinin fide ve çıkış özellikleri yönünden tanımlanması yapılarak hem mevcut varyasyon durumu ortaya çıkarılmış, hem de daha sonra maş fasulyesinde yapılacak agronomik ve morfolojik çalışmalara katkı sağlanmıştır.

Keywords

• Maş fasulyesi
• Karekterizasyon
• Çıkış ve fide özellikleri
• Klorofil
• Antosiyanin.

Characterization of mung bean [Vigna radiata (L.) Wilczek] genotypes in Turkey in terms of emergence and seedling traits

Abstract

Aims: The aim of this study is to characterize on the emergence and seedling characteristics of the mung bean genotypes obtained from Turkey and the registered cultivars obtained from abroad.

Methods and Results: In the research, 50 mung bean genotypes collected from different provinces of Turkey and 4 mung bean varieties imported from abroad were used. The study was conducted as a pot experiment in 2021 at Isparta University of Applied Sciences, Faculty of Agriculture. In the study, emergence rate, length and width of cotyledon leaves, chlorophyll content and anthocyanin status were determined. The emergence rate of the genotypes was 45 - 100%, the cotyledon leaf lengths were 22.60 - 43.38 mm, the cotyledon leaf width was 7.42 - 4.92 mm, the chlorophyll content varied between 26.70 - 37.70 and anthocyanin was detected in the stems of 48 genotypes. As a result of the correlation analysis, the highest positive and significant relationship was found between cotyledon leaf length and cotyledon leaf width (r=0.82). As a result of principal component analysis, 2 principal component axes were obtained, which define 74.73% of the total variation of genotypes. As a result of the cluster analysis, it was determined that mung bean genotypes were collected in 4 groups.

Conclusions: The phenotypical characterization of plant genetic resources is very important for plant breeding and breeders. It was also determined by multiple comparison tests that the emergence and seedling characteristics of mung bean genotypes showed wide variation.

Significance and Impact of the Study: According to the results obtained from the study, it was determined that there was a wide variation in the emergence and seedling characteristics of the genotypes. By defining the mung bean genotypes in Turkey in terms of seedling and emergence characteristics, it contributed both the current variation situation was revealed, and to the agronomic and morphological studies to be done in the mung bean later on.

Keywords

• Mung bean
• Characterization
• Emergence and seedling characteristics
• Chlorophyll
• Anthocyanin.

References

1. Abdi H, Williams LJ (2010) Principal component analysis. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Stat. 2: 433-459.
2. Adu MO, Asare PA, Asare-Bediako E, Amenorpe G, Ackah FK, Afutu E, Yawson DO (2018) Characterising shoot and root system trait variability and contribution to genotypic variability in juvenile cassava (Manihot esculenta Crantz) plants. Heliyon 4: 1-28.
3. Akcin A (1988) Edible grain legumes. University of Seluk, College of Agriculture. Publication (8).
4. Anonymous (2020) Mung bean (Vigna radiata (L.) R. Wilczek). https://eol.org/pages/655074 (Erişim tarihi:01. 03. 2022). Aytekin Rİ, Çalışkan S (2015) Fasulyede büyüme ve gelişme dönemleri. TURJAF 3(2): 84-93.
5. Baraki F, Gebregergis Z, Belay Y, Berhe M, Zibelo H (2020). Genotype x environment interaction and yield stability analysis of mung bean (Vigna radiata (L.) Wilczek) genotypes in Northern Ethiopia. Cogent Food Agric. 6(1): 3-14.
6. Basnet KM, Adhikari NR, Pandey MP (2014) Multivariate analysis among the Nepalese and exotic mungbean (Vigna radiata L. Wilczek) genotypes based on the qualitative parameters. Univers. J. Agric. Res. 2(5): 147-153.
7. Brown JS (1991) Principal component and cluster analyses of cotton cultivar variability across the US cotton belt. Crop Sci. 31(4): 915-922.
8. Cartea ME, Picoagea A, Soengas P, Ordás, A, (2002) Morphological Characterization of Kale Populations from Northwestern Spain. Euphytica 129: 25-32. Chalker‐Scott L (1999). Environmental significance of anthocyanins in plant stress responses. Photochem. Photobiol. 70(1): 1-9.

9. Çancı H, Bozkurt M, Kantar F, Yeken MZ, Özer G, Çiftçi V (2019) Batı Anadolu fasulye genetik kaynaklarının biyolojik çeşitliliğinin araştırılması ve karakterizasyonu. KSÜ Tarım ve Doğa Dergisi 22: 251-263.
10. Dias PMB, Julier B, Sampoux JP, Barre P, Dall’Agnol M (2007) Genetic diversity in red clover (Trifolium pratense L.) revealed by morphological and microsatellite (SSR) markers. Euphytica 160(2): 189-205.
11. Doğan A, Uyak C, Akçay A, Keskin N, Şensoy RİG, Çelik F, Özrenk K (2020) Hizan (Bitlis) koşullarında yetiştirilen üzüm çeşitlerinin klorofil miktarları ve stoma yoğunluklarının belirlenmesi. YYU J AGR SCI 30(4): 652-665.
12. Dunteman GH (1989) Principal components analysis. Thousand Oaks, CA: Sage.
13. Fischer RA, Rees D, Sayre KD, Lu ZM, Condon AG, Saavedra AL (1998) Wheat yield progress associated with higher stomatal conductance and photosynthetic rate, and cooler canopies. Crop Sci. 38(6): 1467-1475.
14. Gökpınar B, Balkaya A, Şahin GT (2021) Capsicum chinense Türüne Ait Biber Genotiplerinde Sıcaklığın Tohum Çimlenmesi Üzerine Etkisi. JIST 11(özel sayı): 3336-3346.
15. Hair JF, Anderson RE, Tatham RL, Black WC (1998) Multivariate Data Analysis. Prentice-Hall International, New Jersey.
16. Iqbal Q, Saleem MY, Hameed A, Asghar M (2014). Assessment of genetic divergence in tomato through agglomerative hierarchical clustering and principal component analysis. Pak. J. Bot. 46(5): 1865-1870.
17. Jiang C, Johkan M, Hohjo M, Tsukagoshi S, Maruo T (2017) A correlation analysis on chlorophyll content and SPAD value in tomato leaves. Hort Research 71: 37-42.
18. Kantar F, Elkoca E, Eken C, Dönmez MF (2010) Kuzey Doğu Anadolu Bölgesi ve Çoruh Vadisi'nde yetiştirilen kuru fasulye gen kaynaklarının toplanması ve değerlendirilmesi. https://app.trdizin.gov.tr/proje/TVRBeE56RXg (Erişim Tarihi: 03.03.2022)
19. Karaman R (2019) Maş fasulyesi (Vigna radiata Wilczek) genotiplerinin/yerel populasyonlarının Isparta koşullarında fenolojik, morfolojik, agronomik ve bazı teknolojik özellikler yönünden karakterizasyonu Doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bil. Ens., Tarla Bitkileri, 226 s.
20. Karaman R, Kaya M, Türkay C (2020) Determination of forage yield, quality and mineral content mung bean growing as second crop. TURJAF 8(10): 2118-2124.
21. Karaman R, Türkay C, Kaya M (2022) Maş fasulyesi tohum hasadı artıklarının hayvan beslemede kullanılabilme potansiyeli. JOTAF 19(1): 108-119.
22. Kassambara A (2017). Practical guide to principal component methods in R: PCA, M (CA), FAMD, MFA, HCPC, Factoextra Vol. 2. STHDA.
23. Kutbay HG, Kılınç M (1992) Bazı bitkilerdeki klorofil a ve klorofil b içeriklerinin mevsimsel değişimi. FÜ XI. Ulusal Biyoloji Kongresi. Genel Biyoloji, 195-202.
24. Madakba SY, Meral ERGN (2011) Morphological and phenological characterization of Turkish bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes and their present variation states. Afr. J. Agric. Res. 6(28): 6155-6166.
25. Mavi K, Mavi F (2015) Bazı süs biberi genotiplerinin tohumluk bitki özellikleri ve tohum çıkış performansları. DÜFED 4(1): 31-35.
26. Mogotsi KK (2006). Vigna radiata (L.) R. Wilczek. Prota 1: 23-29.
27. Mohammadi SA, Prasanna BM (2003) Analysis of genetic diversity in crop plants—salient statistical tools and considerations. Crop Sci. 43(4): 1235-1248.
28. Muñoz-Huerta FR, Guevara-Gonzalez GR, Contreras-Medina ML, Torres-Pacheco I, Prado-Olivarez J, Ocampo-Velazquez RVA (2013) Review of methods for sensing the nitrogen status in plants: advantages, disadvantages and recent advances. Sensors 13: 10823–10843.
29. Nadeem MA, Nawaz MA, Shahid MQ, Doğan Y, Comertpay G, Yıldız M, Baloch FS (2018) DNA molecular markers in plant breeding: current status and recent advancements in genomic selection and genome editing. Biotechnol. Biotechnol. Equip. 32(2): 261-285. Nair R, Schreinemachers P (2020) Global status and economic importance of mungbean. In The mungbean genome (pp. 1-8). Springer, Cham.
30. Nasir M, Sidhu JS, Sogi DS (2022) Processing and nutritional profile of mung bean, black gram, pigeon pea, lupin, moth bean, and ındian vetch. Dry Beans and Pulses: Production, Processing, and Nutrition, Second Edition, 431-452.
31. Öten M, Albayrak S, Kiremitci S, Türk M (2018) Determination of yield and quality parameters of some Alfalfa (L.) genotypes in the Mediterranean Region of Turkey. Fresen. Environ. Bull. 27(11): 7627-7633
32. Özgen M, Adak MS, Karagöz A, Ulukan H (2000) Bitkisel gen kaynaklarının korunma ve kullanımında yeni yaklaşımlar. V. Türkiye Ziraat Mühendisliği Teknik Kongresi. Ankara, 1: 259- 284 s.
33. Öztürk HI (2018) Erzincan ilinde yaygın yetiştiriciliği yapılan barbunya v taze fasulye (Phaseolus vulgaris L.) genotiplerinin seleksiyonu, morfoloji ve moleküler karakterizasyonu. Doktora Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bil. Ens., Erzurum.
34. Paramesh M, Reddy DM, Priya MS, Sudhakar PSP, Reddy KHP (2016) GT biplot analysis for yield and drought related traits in mung bean (Vigna radiata L. Wilczek). Electron. J. Plant Breed. 7(3): 538-543.
35. Peryea FJ, Kammereck R (1997) Phosphate-enhanced movement of arsenic out of lead arsenate-contaminated topsoil and through uncontaminated subsoil. Wat. Air And Soil Poll. 93(1): 243-254.
36. Sardana S, Mahajan RK, Gautam NK, Ram B (2007) Genetic variability in pea (Pisum sativum L.) germplasm for utilization. SABRAO J. Breed. Genet. 39(1): 31-41.
37. Singh DP, Singh BB (2011) Breeding for tolerance to abiotic stresses in mungbean. J Food Legum. 24(2): 83-90.
38. Sivakumar J, Prashanth JEP, Rajesh N, Reddy SM, Pinjari OB (2020). Principal component analysis approach for comprehensive screening of salt stress-tolerant tomato germplasm at the seedling stage. J. Biosci. 45(1): 1-11.
39. Soehendi R, Hapsari RT, Nugrahaeni N, Haksiwi P, Mejaya MJ (2021) Agronomic characteristics and seed yield of ındonesian mungbean (Vigna radiata) genetic resources. Annu. Res. Rev. 1: 9-21.
40. Sözen Ö, Özçelik H, Bozoğlu H (2014) Doğu Karadeniz Bölgesi yerel fasulye (Phaseolus vulgaris L.) populasyonlarının karakterizasyonu ve morfolojik değişkenliğin ortaya konulması. BIBAD 7(1): 29-36.
41. Yeken MZ, Çiftçi V, Çancı H, Özer G, Kantar F (2019) Türkiye’nin Batı Anadolu Bölgesi’nden toplanan yerel fasulye genotiplerinin morfolojik karakterizasyonu. IJAWS 5(1): 124-139.
42. Yimram T, Somta P, Srinives P (2009) Genetic variation in cultivated mungbean germplasm and its implication in breeding for high yield. Field Crops Res. 112(2-3): 260-266.