The effect of different plant growth regulators on the biochemical contents of the 'Hayward' kiwi cultivar

Abstract

Aims: In this study, it was aimed to determine the effect of different plant growth regulators on the biochemical contents of the "Hayward" kiwi variety.

Methods and Results: In accordance with this purpose, the vines were given 50 ml 100L^-1 Forchlorfenuron (CPPU) after five weeks from full bloom, 20 ppm Gibberellic acid (GA₃) and 2 mM Oxalic acid (OA) before six weeks from harvest, 25 ppm Indolbutyric acid (IBA) and 50 ppm Perlan after six weeks from full bloom. The fruits collected as a result of the applications were evaluated in terms of total total soluble sugar contents (SSC), juice acidity (pH), titratable acid (TEA), Vitamin C, total phenolic and flavonoid contents.

Conclusions: After the applications, there were no statistically significant differences in the contents of the TSS, but it was determined that IBA and GA₃ applications increased the pH value and this increase was statistically significant. It was found that there were increases in Perlan, IBA and OA values when compared with the control application in titrable acidity value. In our study on kiwi fruit, which is known to be rich in vitamin C, it has been proven once again that it contains high levels of vitamin C and it has been found to be compatible with the literature values. In the research, decreases occurred in total phenolic and total flavonoid values.

Significance and Impact of the Study: In the research were investigated to effects of plant growth regulators on the biochemical properties of kiwi fruit. Kiwifruit, which has beneficial effects on human health, is rich in biochemical contents and has characteristic features.

Keywords

• Actinidia deliciosa
• kiwifruit
• hayward
• total phenolic
• total flavonoid

Farklı bitki büyümeyi düzenleyici maddelerin ‘Hayward’ kivi çeşidinin biyokimyasal içerikleri üzerine etkisi

Öz

Amaç: Bu çalışmada, ‘Hayward’ kivi çeşidinin biyokimyasal içerikleri üzerine farklı bitki büyümeyi düzenleyici maddelerin etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır.

Yöntem ve Bulgular: Bu amaç doğrultusunda, omcalara tam çiçeklenmeden beş hafta önce 50 mL 100L^-1 Forchlorfenuron (CPPU), hasattan altı hafta önce 20 ppm Giberelik asit (GA₃) ve 2 mM Okzalik asit (OA), tam çiçeklenmeden altı hafta sonra 25 ppm Indolbütirik asit (IBA) ve 50 ppm Perlan uygulamaları yapılmıştır. Araştırma sonucunda meyvelerin toplam suda çözünebilir kuru madde (SÇKM), meyve suyu asitliği (pH), titre edilebilir asit (TEA), Vitamin C, toplam fenolik ve flavonoid madde içerikleri belirlenmiştir.

Genel Yorum: Uygulamalar sonrası SÇKM içeriklerinde istatistik olarak önemli farklar tespit edilmezken IBA ve GA₃ uygulamalarının pH değerini arttırdığı ve bu artışın istatistik açıdan da önemli olduğu tespit edilmiştir. TEA değerlerinde kontrol uygulaması ile kıyaslandığında Perlan, IBA ve OA değerlerinde artışların olduğu saptanmıştır. Vitamin C bakımından zengin olduğu bilinen kivi meyvesinde yaptığımız çalışmada da yüksek oranlarda vitamin C içerdiği bir kez daha kanıtlanmış ve sonuçların literatür değerleri ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Araştırmada toplam fenolik ve toplam flavonoid değerlerinde azalışlar meydana gelmiştir.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Araştırmada bitki büyüme düzenleyicilerin kivi meyvesinin biyokimyasal özellikleri üzerine etkileri incelenmeye çalışılmıştır. İnsan sağlığı üzerine yararlı etkileri olan kivi meyvesinin biyokimyasal içerikleri yönünden zengin olduğu ve bu anlamda karakteristik özelliklere sahip olduğu düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Actinidia deliciosa
• kivi
• hayward
• toplam fenolik madde
• toplam flavonoid

References

1. Ali M, Lıu MM, Wang ZE, Lı SE, Jıang TJ, Zheng XL (2019). Pre-harvest spraying of oxalic acid improves postharvest quality associated with increase in ascorbic acid and regulation of ethanol fermentation in kiwifruit cv. Bruno during storage. Journal of Integrative Agriculture, 18 (11): 2514-2520.
2. Altuntaş E, Cangi R, Kaya C, Dilmaç M, Saraçoğlu O. 2009. Hayward kivi çeşidinin hasat ve yeme olumu dönemlerindeki bazı fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi. III. Ulusal Üzümsü Meyveler Sempozyumu. 10-12 Haziran 2009, Kahramanmaraş. Bildiriler Kitabı: 293- 301.
3. Anonim (2020). Tarım ve Orman Bakanlığı. Bitki koruma ürünleri. https://bku.tarim.gov.tr/MRLUrunKoduAdBilgileri/Details/53. (Son erişim tarihi:08.06.2020). Anonim, 2011. Bahçecilik: Kivi Yetiştiriciliği. Milli Eğitim Bakanlığı Yayını Ankara, 52 sayfa.
4. Ayala-Zavala JF, Wang SY, Wang CY, Gonzales-Aguilar AG (2004). Effect of storage temperatures on antioxidant capacity andaroma compounds in strawberry fruit. Lebensmitted-Wissenschaft und-Technologie, 37, 687–695.
5. Basak A, Rozpara E, Grzyb Z, (1998). Use of bioregulators to reduce sweet cherry tree growth and to improve fruit quality. Acta Horticulturae, 468, 719-723.
6. Basım H (2001). Kivinin Antalya koşullarında mevsimsel gelişimi üzerinde araştırmalar (Master's thesis, Akdeniz Üniversitesi).
7. Beever DJ, Hopkirik G (1990). Fruit development and fruitphysiology. Kiwifruits: Science and Management, 97–126.
8. Ben-Aire R, Gross J, Sonego L. 1982. Changes in ripening parameters and pigments of the chinese gooseberry (kiwi) during ripening and storage. Scientia Horticulturae, 18: 65-70.

9. Bostan SZ, Günay K (2014). ‘Hayward’(Actinidia deliciosa Planch) kivi çeşidinin meyve kalitesi üzerine rakım ve yöneyin etkisi. Akademik Ziraat Dergisi, 3 (1): 13-22.
10. Budak MM, Şan B (2017). Hasat öncesi giberellik asit ve oksalik asit uygulamalarının ‘kosiu’ve ‘Hakko’asya armut çeşitlerinde meyve kalitesi üzerine etkileri. Ziraat Fakültesi Dergisi, 12 (2): 73-80.
11. Cangı R, Tarakçıoğlu C, Yalçın SR (2003). Potasyum sülfat ve potasyum humat gübre uygulamalarının Hayward kivi (Actinidia deliciosa) çeşidinde verim ve bazı meyve özellikleri üzerine etkisi. Tarım Bilimleri, 9 (4): 402-407.
12. Canli FA, Pektas M (2015). Improving fruit size and quality of low yielding and small fruited pear cultivars with benzyladenine and gibberellin applications. European Journal of Horticultural Science, 80 (3): 103-108.
13. Chen H, Cheng Z, Wisniewski M, Liu Y, Liu J (2015). Ecofriendly hot water treatment reduces postharvest decay and elicits defense response in kiwifruit. Environmental Science and Pollution Research, 22 (19): 15037-15045.
14. Davarynejad GH, Zarei M, Nasrabadi ME, Ardakani E (2015). Effects of salicylic acid and putrescine on storability, quality attributes and antioxidant activity of plum cv. 'Santa Rosa'. Journal of Food Science and Technology, 52 (4): 2053–2062.
15. Du, G., Li, M., Ma, F., & Liang, D. (2009). Antioxidant capacity and the relationship with polyphenol and vitamin C in Actinidia fruits. Food Chemistry, 113 (2): 557-562.
16. Ekşi A, Özen İT, (2012). Kivi meyvesinin kimyasal bileşenleri ve fonksiyonel özellikleri. Ordu Üniversitesi Teknik Dergisi, 2: 54-67.
17. Esen Y 2009. Ünye yöresi kivi yetiştiriciliğinde meyve gelişiminin ve en uygun hasat zamanının belirlenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, 123s, Samsun.
18. Esti M, Messia MC, Bertocchi P, Sinesio F, Moneta E, Nicotra A (1998). Chemical compounds and sensory assessment ofkiwifruit (Actinidia chinensis (Plance) var. chinensis): Electrochemical and Multivariate Analyses. Food Chemistry, 3, 293–300.
19. Facteau TJ, Rowe KE, Chestnut NE, (1985). Response patterns of gibberellic acid-treated sweet cherry fruit at different soluble solids levels and leaf/fruit ratios. Scientia Horticulturae, 27, 257-262.
20. Food and Agriculture Organization (FAO) (2019). Statistical data for kiwifruit agriculture. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC. Erişim tarihi: 18.03.2021.
21. Farzam E, Shahbazi H, Imani AA, Gheshlaghi, E,A (2013). Effect of harvest time on some qualitative and quantitative characteristics of hayward kiwifruit in the West of Gilan, Iran. International Journal of Farming and Allied Sciences, 2 (11): 296- 301.
22. Ferguson AR (1991). Kiwifruit (Actinidia), Acta Horticulture, 209, 603-653.
23. Horvıtz S, Godoy C, Lopez Camelo AF, Yommı A, Godoy C (2003). Application of gibberellic acid to ‘Sweetheart’ sweet cherries: Effects on fruit quality at harvest and during cold storage. Acta Horticulturae, 628, 311- 316.
24. Hosseinzadeh J, Feyzollahzadeh M, Afkarı AH (2013). The Physical and chemical properties of kiwifruit harvested at four stages. Bulgarian Journal of Agricultural Science, 19 (1): 174-180.
25. Imeh U, Khokhar S (2002). Distribution of conjugated and freephenols in fruits: Antioxidant activity and cultivar variations. Journalof Agricultural and Food Chemistry, 50, 6301–6306.
26. Kahraman KA, Dardeniz A, Atak A (2018). Kivide (Actinidia spp.) meyve kalitesini etkileyen faktörler ve uygulamalar. Bahçe, 47 (1): 327-333.
27. Kanbur MŞ, Gündoğdu M (2020). Kivi meyvelerinin olgunlaşma evrelerine göre fenolik bileşik içeriklerindeki dağılım. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 6 (2): 194 – 201.
28. Kappel F, Macdonald RA, (2002). Gibberellic acid increases fruit firmness, fruit size, and delays maturity of ’Sweetheart’ sweet cherry. Journal- American Pomological Society, 56, 219-222.
29. Karakaya O, Öztürk B, Kadim H (2019). Kivi (Actinidia deliciosa cv. Hayward) meyvesinin biyoaktif bileşikleri üzerine farklı map uygulamalarının etkisi. Uluslararası Tarım ve Yaban Hayatı Bilimleri Dergisi, 5 (1): 11 – 17.
30. Kaynaş K, Dardeniz A, Kaya S, (2002). A research on determining the most suitable harvest maturiyt of the kiwifruits ( Actinidia Deliciosa cv. Hayward) harvested at different time intervals. Pakistan Journal of Applied Science, 2 (12): 1074-1077, 2002.
31. Kim DO, Jeong SW, Lee CY (2003). Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chemistry, 81 (3): 321-326.
32. Koyuncu F, Yıldırım AN (2005). Induction of lateral branching of '0900 Ziraat' sweet cherry in the nursery with 6-benzyladenine+ GA4+ 7. In V International Cherry Symposium 795 (pp. 391-394).
33. Kök EBD (2006). Kivide (Actinidia deliciosa) farklı dozda karpit uygulamalarının bazı meyve kalite kriterlerine etkileri. Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi, 3 (2): 213-219.
34. Kubal C, Bostan SZ, Mazı BG (2017). Ordu’da (Türkiye) yetiştirilen ‘Hayward’ kivi çeşidinin önemli kimyasal bileşenleri ve fiziksel özellikleri. Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 6, 280-296.
35. Kumlay AM, Eryiğit T (2011). Bitkilerde büyüme ve gelişmeyi düzenleyici maddeler: bitki hormonları. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 1 (2): 47-56.
36. Lenahan OM, Whıtıng MD, Elfvıng DC, (2006). Gibberellic acid inhibits floral bud development and improves ‘Bing’ sweet cherry fruit quality. HortScience, 41, 654-659.
37. Lintas C, Adorisio S, Cappelloni M, Monastra E (1991).Composition and nutritional evaluation of kiwifruit grown in Italy. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 19, 341–344.
38. Martinez-Espla A, Zapata PJ, Valero D, Garcia-Viguera C, Castillo S Serrano M. (2014). preharvest application of oxalic acid ıncreased fruit size, bioactive compounds, and antioxidant capacity in sweet cherry cultivars (Prunus avium L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62, 3432−3437.
39. Mitchell FG (1994). Composition, maturity and quality. In kiwifruit growing and handling. Eds: J.K. Hasey et al. Publication 3344, Univ. of California Division of Agriculture & Natural Resources, Oakland, CA. pp : 94-98.
40. Mohammadian MA, Koldeh JR (2010). The comparison of carbohydrate and mineral changes in three cultivars of kiwifruit of Northern Iran during fruit development. Australian Journal of Crop Science, 4 (1):49-54.
41. Namdar S, (2005). Samsun ekolojik kosullarında yetistirilen hayward kivi çesidinin soğukta muhafazasında farklı ambalaj tiplerinin etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 132s, Samsun.
42. Öztürk BE Altuntaş E, Yıldız K, Özkan Y, Saraçoğlu O (2012). Effect of methyl jasmonate treatments on the bioactive compounds and physicochemical quality of ‘Fuji’ apples. Ciencia e İnvestigacion Agraria, 40 (1): 201-211.
43. Samancı H (1990). Kivi ( Actinidia) Yetiştiriciliği, TAV Yayınları, No:22, 112 S, Yalova.
44. Selman JD (1983). The vitamin C content of some kiwifruits (Actinidia chinensis Planch, variety ‘Hayward’).Journal of the Science of Foodand Agriculture, 47, 401–416.
45. Singleton VL, Rossi JA (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16 (3); 144-158.
46. Soyergin S, Atak A, Uysal E, Çelikel FG (2011). Yalova koşullarında organik kivi yetiştiriciliğinde kullanılan farklı bitki besleme uygulamalarının verim ve kaliteye etkisi. In Organik Tarım Araştırmaları 2005-2010 (pp. 169-174). TC Tarım ve Köyişleri Bakanlığı.
47. Stylianidis DK, Sotiropoulos TE, Vogiatzis D, Therios I, Koukourikou-Petridou M (2004). The effect of growth regulators on fruit shape and inorganic nutrient concentration in leaves and fruit of ‘Red Delicious’ apples. Journal of Biological Research, 1, 75-80.
48. Tavarini S, Degl’Innocenti E, Remorini D, Massai R, Guidi L (2008). Antioxidant capacity, ascorbic acid, total phenols and carotenoids changes during harvest and after storage of Hayward kiwifruit. Food Chemistry, 107 (1): 282-288.
49. Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) (2020). https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr. Erişim tarihi: 18.03.2021.
50. Wang CY, Buta JG (2003). Maintaining quality of fresh-cut kiwifruit with volatile compounds. Postharvest Biology and Technology, 28 (1): 181-186.
51. Wang J, Vanga SK, Raghavan V (2019). High-intensity ultrasound processing of kiwifruit juice: Effects on the ascorbic acid, total phenolics, flavonoids and antioxidant capacity. Lwt, 107, 299-307.
52. Wills RBH, Greenfield H (1981). Methodological considerations inproducing data for food composition tables. Food Technology in Australia, 33, 122–124.
53. Wu X, Beecher G.R, Holden JM, Haytowitz DB. Gebhardt SE, Prior RL (2004). Lipophilic and hydrophilic antioxidant capacities of common foods in the United States. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52, 4026-4037.
54. Yıldırım F, Yıldırım AN, Şan B, Ercişli S (2016). The relationship between growth vigour of rootstock and phenolic contents in apple Malus domestica. Erwerbs-Obstbau, 58, 25-29.
55. Yılmaz B (2018). Giresun koşullarında yetiştirilen 'Hayward' kivi çeşidinde meyve gelişim sürecinde önemli kalite özelliklerinin değişimi. Ordu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8 (2): 174-186.
56. Zhu Y, Yu J, Brecht JK, Jiang T, Zheng X (2016). Pre-harvest application of oxalic acid increases quality and resistance to Penicillium expansum in kiwifruit during postharvest storage. Food Chemistry, 190, 537-543.