Root Architectures of Hybrid Pepper Variety Candidates with Low Temperature Stress Tolerance

Öz

There are genotypic differences between plant species in terms of resistance to low temperature stress. In recent years, new varieties that are tolerant to low temperature have been developed. In this study, it was aimed to compare the root structures and rooting capacities of 28 F1 hybrid bell pepper cultivar candidates developed as low temperature tolerant by hybrid variety breeding. It was determined that hybrid combinations of hybrid bell pepper in both greenhouse and open field have a better rooting structure in terms of many root parameters compared to the control variety (Benino F1). In addition, it was determined that the phenotypical diversity was high level in terms of root architectures in hybrid bell pepper cultivar candidates. In the study, the average total root length was between 764.48 cm (HD-6) and 1120.40 cm (HD-16), the root surface area was between 619.47 cm2 (HD-9), root diameter was between 2.50-4.98 mm, and 963.14 cm2 (HD-26) and the root volume was varied between 47.77 cm3 (HD-3) and 147.54 cm3 (HD-27). When all root parameters are evaluated together; HD-16 genotype for total root length, HD-27 genotype for root diameter and root volume, HD-26 genotype for root surface area and HD-22 genotype for dry root weight were determined as promisingly.

Anahtar Kelimeler

• C. annuum
• root system
• WinRhizo
• architecture
• phenotypic diversity

Proje Numarası

PYO.ZRT.1903.16.001

Düşük Sıcaklığa Tolerant Hibrit Biber Çeşit Adaylarının Kök Mimarileri

Öz

Düşük sıcaklık stresine dayanıklılık yönünden bitki türleri arasında genotipik düzeyde farklılıklar bulunmaktadır. Son yıllarda düşük sıcaklığa tolerant yeni çeşitler geliştirilmektedir. Bu çalışmada, hibrit çeşit ıslahı ile düşük sıcaklığa tolerant olarak geliştirilen 28 F1 hibrit dolmalık biber çeşit adayının kök yapıları ve köklenme düzeylerinin karşılaştırılması amaçlanmıştır. Hibrit dolmalık biber çeşit adaylarının hem serada ve hem de açıkta birçok kök parametresi yönünden, kontrol çeşide (Benino F1) göre daha iyi bir köklenme yapısına sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca biber genotiplerinin kök mimarileri yönünden fenotipik çeşitliliğin oldukça yüksek olduğu belirlenmiştir. Çalışmada; ortalama toplam kök uzunluğu, 764.48 cm (HD-6) ile 1120.40 cm (HD-16), kök yüzey alanı 619.47 cm2 (HD-9) ile 963.14 cm2 (HD-26), kök çapı 2.50 (HD-3) ile 4.98 mm (HD27) ve kök hacmi ise 47.77 cm3 (HD-3) ile 147.54 cm3 (HD-27) arasında değişim göstermiştir. Tüm kök parametreleri birlikte değerlendirildiğinde; toplam kök uzunluğu yönünden HD-16, kök çapı ve kök hacmi değerleri yönünden HD-27, kök yüzey alanı yönünden HD-26 ve kök kuru ağırlığı yönünden ise HD-22 genotipinin ümit var oldukları saptanmıştır.

Anahtar Kelimeler

• C. annuum
• kök sistemi
• WinRhizo
• mimari
• fenotipik çeşitlilik

Destekleyen Kurum

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ BAP

Proje Numarası

PYO.ZRT.1903.16.001

Teşekkür

Araştırma, Sanayi ile İş Birliği Araştırmalarını Destekleme Programı (1903 kodlu projeler) kapsamında Ondokuz Mayıs Üniversitesi tarafından PYO.ZRT.1903.16.001 proje numarası ile desteklenmiştir. Projenin yürütülmesinde maddi katkıları için Ondokuz Mayıs Üniversitesi ve Genetika Tohumculuk Firmasına teşekkür ederiz. Bu çalışma, Yükseköğretim Kurulu 637280 numaralı Rüveyda Özgen’in yüksek lisans tezinin bir kısmını oluşturmaktadır.

Kaynakça

1. Bektaş H, 2021. The Effect of Salt Stress on Root Development and Architecture in Common Grasspea (Lathyrus sativus L.) Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 23: 793-799.
2. Biles CI, Martyn RD, Wilson HD, 1989. Isozymes and General Proteins from Various Watermelon Cultivars and Tissue Types. Hort Science, 24 (5): 810-812.
3. Comas L, Becker S, Cruz VMV, Byrne PF, Dierig DA, 2013. Root Traits Contributing to Plant Productivity under Drought. Frontiers in Plant Science, 4: 442.
4. Eriş A, 1985. Bahçe Bitkileri Fizyolojisi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Notları, No: 11.
5. Fita A, Alonso J, Martínez I, Avilés JA, Mateu MC, Rodríguez-Burruezo A, 2013. Evaluating Capsicum spp. Root Architecture under Field Conditions. In XVth EUCARPIA, Capsicum and Eggplant Working Group Meeting pp. 373-376.
6. Gough RE, 2001. Color of Plastic Mulch Affects Lateral Root Development but not Root System Architecture in Pepper. Hort Science, 36 (1): 66-68. 7.
7. Günay A, 1992. Özel Sebze Yetiştiriciliği. Cilt IV. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümü, 103s.
8. Işık, F. 2012. Minirhizotron Kamera ile Elde Edilen Kök Yoğunluğu Görüntüleri Esas Alınarak Yapılan Sulamaların Biberin Kök Gelişimi, Verimi ve Su Kullanım Randımanlarına Etkisi. Onsekiz Mart Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Yüksek lisans Tezi.

9. Kanal A, Balkaya A, Karaağaç O, 2021. Capsicum baccatum Türüne Ait Biber Genotiplerinin Fenotipik Kök Özellikleri Yönünden Seleksiyonu. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 26 (1): 19-93.
10. Karaağaç O, Balkaya A, 2010. Bafra Kırmızı Biber Popülasyonlarının (Capsicum annuum L. var. conoides (Mill.) Irish) Tanımlanması ve Mevcut Varyasyonun Değerlendirilmesi. Anadolu Tarım Bilimleri Dergisi, 25 (1): 10-20.
11. Karaağaç O, Taş K, Özgen R, Kanal A, Balkaya A, 2020. Capsicum Türlerinin Kök Yapılarının İncelenmesi ve Kök Özellikleri Yönünden Karşılaştırılması. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Tarım Bilimleri Dergisi, 30 (2): 266-279.
12. Keleş D, 2007. Farklı Biber Genotiplerinin Karakterizasyonu ve Düşük Sıcaklığa Tolerans. Adana Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
13. Lambers H, Shane MW, Cramer MD, Pearse SJ, Veneklaas EJ, 2006. Root Structure and Functioning for Efficient Acquisition of Phosphorus: Matching Morphological and Physiological Traits. Annals Botany. 98: 693-713.
14. Luo W, Li J, Ma X, Niu H, Hou S, Wu F, 2019. Effect of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Uptake of Selenate, Selenite, and Selenomethionine by Roots of Winter Wheat. Plant and Soil, 438 (1): 71-83.
15. Mmolawa, K, Or D, 2000. Root Zone Solute Dynamics Under Drip Irrigation: A Review. Plant and Soil, 222 (1): 163-190.
16. NeSmith DS, Bridges DC, Barbour JC, 1992. Bell Pepper Responses to Root Restriction. Journal of Plant Nutrition, 15 (12): 2763-2776.
17. Özgen R, Balkaya A, 2021. Serada Sonbahar Dönemi Dolmalık Biber Yetiştiriciliğinde Hibrit Çeşit Adaylarının Meyve Kalitesi ve Verim Performansları. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8 (1): 78-89.
18. Özgen T, 2019. Patlıcan (Solanum melongena L.) Genotiplerinin Fusarium oxysporum f. sp. melongenae'ya Dayanıklılık Düzeylerinin ve Kök Yapılarının İncelenmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
19. Peláez-Anderica E, Rodríguez-Burruezo A, Prohens J, Fita A, 2011. Root Seedling Morphology Diversity in Capsicum spp. Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj-Napoca. Horticulture, 68 (1): 535-536.
20. Sánchez EG, Heuvelink E, Stanghellini C, 2015. Physiological Processes Affected by Low Night Temperatures in Sweet Pepper Plants. Procedia Environmental Sciences, 29: 253-254.
21. Sarıbaş HŞ, 2019. Aşılı Patlıcan Üretiminde Genetik Kaynakların Anaç Islah Programında Değerlendirilmesi ve Yerli Hibrit Anaçların Geliştirilmesi. Ondokuz Mayıs Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Doktora Tezi.
22. Sarıbaş HŞ, Balkaya A, Kandemir D, Karaağaç O, 2019. Yerli Patlıcan Anaçlarının (Solanum melongena x Solanum aethiopicum) Köklenme Potansiyeli ve Fenotipik Kök Mimarisi. Black Sea Journal of Agriculture, 2 (3): 138-146.
23. Takabe T, Rai V, Hibino T, 2006. Metabolic Engineering of Glycinebetaine. Abiotic Stress Tolerance in Plants, 137-151.
24. Tuteja N, Islam S, 2012. Enhancement of Androgenesis by Abiotic Stress and Other Pretreatments ın Major Crop Species. Plant Science, 182: 134-144.
25. Wien HC, 1997. The Physiology of Vegetable Crops. Department of Fruit and Vegetable Science, Cornell University. 259-293, USA.
26. Wiesler F, Horst WJ, 1994. Root Growth of Maize Cultivars under Field Conditions as Studied by the Core and Method and Relationships to Shoot Growth. Zeitschrift fur Pflanzennahrung und Bodenkunde. 157 (5): 351-358, 1994.
27. Zhao F, Zhang H. 2006. Salt and Paraquat Stress Tolerance Results from Co expression of the Suaeda Salsa Glutathione S-transferase and Catalase in Transgenic Rice. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 86 (3): 349-358.