Crossbreeding studies of sweet ornamental pepper suitable for pickle industry

Abstract

Aims: The aim of this study is to develop capsaicinoid-free sweet pickled pepper lines by intra-and inter-specific combination.

Methods and Results: In this study, high yielded, non-pungent, single bite, ornamental pepper lines have been improved, by pedigree-controlled single selection breeding method through combination 2 exterior ornamental pepper varieties (Biquinho and Santos Flame) and 3 sweet pepper genotypes (MKÜ-69, F66-SB, and CHF-1). The capsaicin contents of the parents, hybrid, and developed pepper lines were determined by High-Pressure Liquid Chromatography and converted to Scoville Heat Unit (SHU). It has been determined that there is no hotness in the Santos Flame variety, but in the Biquinho variety had a low level (396 SHU) hotness cannot be sensed, and a very high hotness (15733 SHU) occurs in the fruits of F₁ plants. Due to the presence of the hotness in the fruits obtained from the F₂ generation, this combination has been discontinued. Four F₆ pickling sweet ornamental pepper lines have been improved from combinations of Santos Flame cultivar was used as the male, and MKÜ-69, F66-SB, and CHF-1 genotypes were used as female parents. Open-pollinated variety candidate no. 8 developed as pickled sweet ornamental pepper from Santos Flame and MKÜ-69, F66-SB and CHF-1 combinations have 60 cm plant height, 52.6 mm fruit length, 9.0 mm fruit width, and 2.2 g fruit weight. The number of fruits was determined as 274 fruit per plant and the average yield was 598 g plant-1. The candidate number 9 line has the characteristics of 70 cm plant height, 36.5 mm fruit length, 13.1 mm fruit width, and 2.9 g fruit weight. The average fruit number is 263 fruit per plant, the average yield is 759 g plant^-1 and 3581 kg da^-1.

Conclusions: Considering the hotness trait in pepper genetically distant parents which are similar in terms of the character desired to be introgressed generate segregation.

Significance and Impact of the Study: As a result of the study, sweet ornamental pepper lines, which can be consumed in single bite without pungency components, have been developed as an alternative to pickled hot pepper varieties.

Keywords

• Ornamental pepper
• pickle
• hotness
• Capsicum chinense
• Capsicum annuum

Turşu sanayisine uygun tatlı süs biberi çeşitlerinin geliştirilmesine yönelik melezleme ıslahı çalışmaları

Öz

Amaç: Bu çalışmanın amacı, tür içi ve türler arası melezleme yolu ile kapsaisinoid içermeyen tatlı turşuluk süs biberi hatları geliştirmektir.

Yöntem ve Bulgular: Çalışmada yabancı orijinli iki süs biberi çeşidi Biquinho (Capsicum chinense Jacq. ) ve Santos Flame (Capsicum annuum L.) ile üç tatlı biber genotipinin (MKÜ-69, F66-SB ve CHF-1) kombinasyonu ile oluşturulan melez bahçesinden döl kontrollü teksel seleksiyon yöntemi ile acı olmayan, tek seferde tüketilebilecek boyutta, verimi yüksek, turşuluk süs biberi hatları geliştirilmiştir. Ebeveyn, melez ve geliştirilen biber hatlarının kapsaisin içerikleri Yüksek Basınçlı Sıvı Kromatografisi ile belirlenmiş ve Scoville Acılık Birimine (SHU) dönüştürülmüştür. Santos Flame çeşidinde acılık olmadığı ancak Biquinho çeşidinde duyusal olarak algılanamayacak kadar düşük düzeyde (396 SHU) acılığın var olduğu, F₁ bitkilerinin meyvelerinde ise yüksek seviyede (15733 SHU) acılık oluştuğu tespit edilmiştir. Bu kombinasyondan elde edilen F₃ bireylerinin meyvelerinde acılığı oluşturan karakterlerin devam etmesi sebebi ile generasyon ilerletilmemiştir. Santos Flame çeşidinin ana, MKÜ-69, F66-SB ve CHF-1 genotiplerinin ise baba olarak kullanıldığı kombinasyonlardan 4 adet F₆ kademesinde turşuluk tatlı süs biberi hattı geliştirilmiştir. Geliştirilen 8 nolu açık tozlanan çeşit adayı 60 cm bitki boyu, 52.6 mm meyve boyu, 9.0 mm meyve eni, 2.16 g saplı meyve ağırlığı ve 1.91 g sapsız meyve ağırlığına sahiptir. Meyve sayısı 274 adet bitki-1 ve ortalama verimi 598 g bitki-1 olarak belirlenmiştir. 9 nolu çeşit adayı ise 70 cm bitki boyu, 36.5 mm meyve uzunluğu, 13.12 mm meyve genişliği, 2.88 g saplı meyve ağırlığı ve 2.59 g sapsız meyve ağırlığı özelliklerine sahiptir. Ortalama meyve sayısı 263 adet bitki-1 ve ortalama verimi 759 g bitki^-1 ve 3581 kg da^-1 dır.

Genel Yorum: Türler arası melezlemelerde aktarılmak istenen karakter bakımından benzerlik gösteren ebeveynler genetik olarak birbirlerine uzak olmaları nedeni ile acılık karakteri dikkate alındığında generasyonlarda açılımlar meydana getirmektedir.

Çalışmanın Önemi ve Etkisi: Çalışma sonucunda turşuluk acı biber çeşitlerine alternatif, acılık bileşenlerinin bulunmadığı tek seferde tüketilebilecek büyüklükte tatlı süs biberi hatları geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Süs biberi
• turşu
• acılık
• Capsicum chinense
• Capsicum annuum

References

1. Anonim (2020) Yıllık Sanayi Ürün İstatistikleri Turşu Satış Miktarı https://data.tuik.gov.tr/Kategori/GetKategori?p=tarim-111&dil=1 (Erişim Tarihi: 06/11/2020)
2. Anonymous (2004) ASTA (The American Spice Trade Association), Method 21.3. Pungency of Capsicum and their oleoresins (HPLC method- preferred), Revised October 2004)
3. Anonymous (2021) FAOSTAT, Word Production Data. Retrieved May 30, 2021, from http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
4. Bosland PW, Coon D (2020) NuMex NoBasco: A No-heat Tabasco-type Chile Pepper. HortScience, 55(5), 741-742.
5. Bosland PW, Baral JB (2007) ‘Bhut Jolokia’—The world's hottest known chile pepper is a putative naturally occurring interspecific hybrid. HortScience, 42(2), 222-224.
6. Bosland PW, Coon D (2015) ‘NuMex Trick-or-Treat’, a no-heat Habanero pepper. HortScience, 50(11), 1739-1740. Bosland PW, Coon D (2020). NuMex NoBasco: A No-heat Tabasco-type Chile Pepper. HortScience, 55(5), 741-742.
7. Bosland PW, Votava EJ, Votava EM (2012) Peppers: vegetable and spice capsicums (Vol. 22). Cabi.
8. Chen P, Lott JN (1992) Studies of Capsicum annuum seeds: structure, storage reserves, and mineral nutrients. Canadian journal of botany, 70(3), 518-529.

9. Collins M, Bosland P (1994) Rare and novel capsaicinoid profiles in Capsicum. Capsicum Eggplant Newsletter, 13, 48-51.
10. Greenleaf WH (1986) Pepper breeding. In: Breeding Vegetable Crops, (M.J. Bassett Ed.), AVI Publishing Co. Inc., Westport, Connecticut, USA. pp. 67–133.
11. 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.
12. Reifschneider FJB, Ribeiro CDC, de Carvalho SIC (2013) Development of new Capsicum cultivars at EMBRAPA (Brazil). In Embrapa Hortaliças-Artigo em anais de congresso (ALICE). In: Meeting On Genetics And Breeding of Capsicum and Eggplant EUCARPIA, 15.
13. Sathiyamurthy VA, Veeraragavathatham D, Chezhiyan N (2002) Studies on the capsaicin content in chilli hybrids. Capsicum and Eggplant Newsletter 21: 44-47.
14. Stommel JR, Bosland PW (2006) Pepper, ornamental, Capsicum annuum. In Flower breeding and genetics: Issues, challenges and opportunities for the 21st century. Springer, (N.O. Anderson, Ed.) Dordrecht, The Netherlands, pp 561-599.
15. Thresh LT (1846) Isolation of capsaicin. Pharmaceutical Journal, 6, 941.
16. 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.
17. Yazawa S, Suetom N, Okamoto K, Namiki T (1989) Content of Capsaicinoids and Capsaicinoid-like Substances in Fruit of Pepper (Capsicum annuum L.) Hybrids Made with′ CH-19 Sweet′ as a Parent. Journal of the Japanese society for horticultural science, 58(3), 601-607.
18. Yemiş O (2001) Kırmızı biberlerden oleoresin capsicum üretimi üzerine araştırma. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği ABD, 71.