The determination of morphological variation level and characterization of Capsicum baccatum populations

Abstract

Aims: It was aimed to define the morphological traits of 67 genotypes of the Capsicum baccatum species according to the criteria of the UPOV (International Association for the Protection of New Plant Varieties) and, to determine the level of the present variation in the population of C. baccatum in terms of the plant characteristics.

Methods and Results: In this study, morphological characterization was used with the description form developed for Capsicum sp. by UPOV with reference number TG/8. The phenotypical diversity was found high level among Capsicum baccatum genotypes. Cluster and principal component analysis were performed to determine relationships among genotypes. Principal component analysis explained 75.75% of the total multivariate variation. This result demonstrated that morphological variation is high among genotypes in C.baccatum populations. The dendrogram was also prepared to evaluate morphological similarity between genotypes.

Conclusions: As conclusion, it was found high diversity in terms of detailed morphological traits in C. baccatum populations.

Significance and Impact of the Study: This research is the first stage of pepper breeding programme. Selected genotypes will be use to obtain improved new varieties at the end of this study.

Keywords

• C. baccatum
• diversity
• genotype
• identification
• variation

Capsicum baccatum türüne ait biber popülasyonunun karakterizasyonu ve morfolojik varyasyon düzeyinin belirlenmesi

Abstract

Amaç: Capsicum baccatum türüne ait 67 biber genotipinin UPOV (Uluslararası Yeni Bitki Çeşitlerini Koruma Birliği) bitki özellik belgesi kriterlerine göre morfolojik özelliklerinin tanımlanması ve bitkisel özellikleri yönünden C. baccatum türüne ait biber popülasyonunda var olan mevcut varyasyon düzeyinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Yöntem ve Bulgular: Araştırmada, C. baccatum türüne ait popülasyonda UPOV tarafından biber için belirtilen TG/76/8 nolu bitki çeşit özellik belgesine göre morfolojik karakterizasyon yapılmıştır. Morfolojik tanımlama kriterleri yönünden C. baccatum türüne ait biber genotiplerinin yüksek düzeyde fenotipik çeşitlilik gösterdikleri saptanmıştır. Elde edilen verilere, küme ve temel bileşen analizi uygulanmıştır. Temel bileşen analizi sonucunda C. baccatum türüne ait biber popülasyonunda morfolojik varyasyon değerinin %75.75 oranında olduğu belirlenmiştir. Bu sonuç, C. baccatum türüne ait biber genotipleri arasında yüksek oranda morfolojik varyasyon bulunduğunu göstermiştir. Ayrıca, küme analizi sonucunda C. baccatum genotiplerinin akrabalık ilişkilerinin tespit edildiği bir benzerlik dendogramı da elde edilmiştir.

Genel Yorum: Araştırma sonucunda, morfolojik tanımlama kriterleri yönünden C. baccatum türüne ait biber genotiplerinin yüksek düzeyde çeşitlilik gösterdikleri saptanmıştır.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Bu çalışma ıslah programının ilk aşamasını kapsamaktadır. Araştırma sonrasında, incelenen gen havuzundan seçilecek genotiplerin çeşit ve anaç ıslah programında değerlendirilmesine yönelik çalışmalara devam edilmesi planlanmaktadır.

Keywords

• C. baccatum
• çeşitlilik
• genotip
• tanımlama
• varyasyon

References

1. Agyare RY, Akromah R, Abdulai MS (2016) Assessment of genetic diversity in pepper (Capsicum sp.) landraces from Ghana using agro-morphological characters. American Journal of Experimental Agriculture 12(1): 1-16.
2. Balkaya A, Yanmaz R (2001) Bitki genetik kaynaklarının muhafaza imkanları ve tohum gen bankalarının çalışma sistemleri. Ekoloji Çevre Dergisi 10 (39): 25-30.
3. Balkaya A, Yanmaz R, Apaydın A, Kar H (2005) Morphological characterization of white head cabbage (Brassica oleracea var. capitata subvar. alba) genotypes in Turkey. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 33: 333-341.
4. Balkaya A, Özbakır M, Karaağaç O (2010) Karadeniz Bölgesinden toplanan bal kabağı (Cucurbita moschata Duch.) populasyonlarının karakterizasyonu ve meyve özelliklerindeki varyasyonun değerlendirilmesi. Ankara Tarım Bilimleri Dergisi 16 (1): 17-25.
5. Barboza GE, Garcia CC, Gonzalez SL, 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.
6. Bliss FA (1981) Utilization of vegetable germplasm (Ploidy levels). Hortscience 16 (2): 129-132.
7. Brown JS (1991) Principal component and cluster analysis of cotton cultivar variability a cross the U.S. Cotton Belt. Crop Science 31: 915-922.
8. Castro SP, Dávila MAG (2008) Caracterización morfológica de 93 accesiones de Capsicum spp del banco de germoplasma de la universidad nacional de colombia – sede palmira. Acta. Agron (Palmira) 57(4) : 247-252.

9. Cherian EV, Indira P (2003) Variability in Capsicum chinense Jacq. Germplasm. Capsicum and Eggplant Newsletter 22: 39-43.
10. Costa LV, Bentes JLS, Lopes MTG, Alves SRV, Vıana Júnıor, JM (2015) Caracterização de acessos de pimentas do Amazonas. Horticultura Brasileira 33: 290-298.
11. Eken Nİ, Mavi K (2014) Çan biberinde (Capsicum baccatum var. pendulum) meyve olgunluk dönemleri ile tohum gelişimi ve kalitesi arasındaki ilişkilerin belirlenmesi. Tarım Bilimleri Dergisi 22 (1): 69-76.
12. Eshbaugh WH, Russo VM (2012) The taxonomy of the genus Capsicum. In: Peppers Botany, Production and Uses. CAB International 14-28s.
13. García-Neria MA, Rivera-Bustamante RF (2011) Characterization of geminivirus resistance in an accession of Capsicum chinense Jacq. Molecular Plant-Microbe Interactions 24(2), 172-182.
14. Grubben GJH (1977) Tropical Vegetables and their Resources. IBPGR: International Board for Plant Genetic Resources. Rome, Italy pp. 197
15. Greenleaf WH (1986) Pepper Breeding. Breeding Vegetable Crops. CAP International. The Cambridge University Press. United Kingdom 76-82.
16. Jarret RL (2007) Morphologic variation for fruit characteristics in the USDA/ARS Capsicum baccatum L. germplasm collection. Hortscıence 42 (5):1303–1305.
17. Karaağaç O (2006) Bafra Kırmızı Biber Gen Kaynaklarının (Capsicum annuum var. conoides Mill.) Karakterizasyonu ve Değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bil. Ens., Bahçe Bitkileri ABD, 129s.
18. 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.
19. Karaağaç O (2013) Karadeniz Bölgesinden Toplanan Kestane Kabağı (C. maxima duchesna) ve Bal Kabağı (C. moschata Duchesne) Genotiplerinin Karpuza Anaçlık Potansiyellerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bil. Ens., Bahçe Bitkileri ABD, 258s.
20. Karaağaç O, Balkaya A (2017) Türkiye’de yerel sebze çeşitlerinin mevcut durumu ve ıslah programlarında değerlendirilmesi. TÜRKTOB 23(6): 8-15.
21. Luitel BP, Ro NY, Ko HC, Sung JS, Rhee JH, Hur OS (2018) Phenotypic variation in a germplasm collection of pepper (Capsicum chinense Jacq.) from Korea. J. Crop Sci. Biotech 21(5): 499-506.
22. Mavi K, Mavi F (2012) Capsicum baccatum var. pendulum türüne ait biber hattının tohumlarında çimlenme için uygun sıcaklığın belirlenmesi. MKU Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 17(2):79-86.
23. Mavi K, Mavi F (2015) Bazı süs biberi genotiplerinin tohumluk bitki özellikleri ve tohum çıkış performansları. Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 4(1): 31-35.
24. Mavi K, Uzunoğlu F, Hacbekir H, Kaya S (2018) Biber denince eşsiz bir lezzet: Capsicum baccatum. BIPP. 201. Kasım: p. 32.
25. Özdamar K (2004) Paket Programlar ile İstatiksel Veri Analizi (Çok Değişkenli Analizler), Eskişehir. 528s Padilha HKM, Vasconcelos CS, Villela JCB, Valgas RA, Barbieri RL (2016) Agronomic evaluation and morphological characterization of chili peppers. Capsicum annuum. Solanaceae. from Brazil. Australian Journal of Basic and Applied Sciences 10(13): 63-70.
26. Patel K, Calderon R, Asencios E, Vilchez D, Marcelo M, Rojas R (2016) Agro-morphological characteristics and sensory evaluation of native peruvian chili peppers. Journal of Agricultural Science and Technology B 6:180-187.
27. Pickersgill B (1980) Some aspects of interspecific hybridization in Capsicum. In Preliminary report at The 4th EUCARPIA Capsicum working group meetings, Wageningen Netherlands October 14-46.
28. Rohlf FJ (1993) Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System. Exeter Software, Dept. Of Ecology and Evolution, State University of New York. NTSYS-pc 16(2): 197-223.
29. Sreenivas M, Sharangi AB, Banerjee S, Bhattacharya T, Maurya PK, Chattopadhyay A (2019) Characterization and evaluation of indigenous and exotic genotypes for identification of spice chilli lines. IJCS 7(2): 1830-1837.
30. Taş K (2020) Capsicum chinense Türüne Ait Biber Genotiplerinin Morfolojik ve Moleküler Karakterizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Ens., Bahçe Bitkileri ABD, 95s.
31. 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 Şubat 2019)
32. UPOV (2006) International Union for the Protection of New Varieties of Plant Mcguire, R.G., 1992. Reporting of objective color measurements, HortScience 27: 1254-1255.
33. Velázquez-Ventura JC, Márquez-Quiroz C, Cruz-Lázaro EDL, Osorio-Osorio R, Preciado-Rangel P (2018) Morphological variation of wild peppers (Capsicum spp.) from the state of Tabasco, Mexico. Emirates Journal of Food and Agriculture 30(2): 115-121.
34. Villota-Cerón D, Bonilla-Betancourt ML, Carmen-Carrillo H, Jaramillo-Vásquez J, García-Dávila MA (2012) Morphological characterization of accessions of Capsicum spp. from the germplasm collection of the Colombian corporation for agricultural research (corpoica) C.I. Palmira. Acta Agronomica 61(1): 16-26.
35. Yaldız G, Özgüven M (2011) Farklı süs biberi (Capsicum Sp.) tür ve hatlarının Çukurova koşullarına adaptasyonu. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi 21(1): 1-11.