Classification of Wild Apricot Genotypes (Prunus armeniaca L.) Using Principle Component and Cluster Analysis

Öz

In this study, the relationships among fruit characters on 37 genotypes, previously selected from the population wild apricot of Gümüshane (Turkey) have been researched. In order to find the main variation trends between fruit and seed characters in the zerdali forms and to evaluate their correlation, data were processed according to the principal component analysis (PCA). As a result of correlation analysis, it is seen that some important relationships are found among the fruit, the seed and the fruit juice characteristics of wild apricot. The relations among fruit weight and other characteristics, except the total dry matter, have been found positive and significant. The highest relations regarding fruit weight have been observed between fruit size and flesh/seed ratio. Four groups are created according to the classification of multivariate cluster analysis; the group components consist of the following characteristics; the first component (PCA1: 33.41%); fruit thickness, fruit width, fruit weight, flesh/seed ratio and fruit length; the second component (PCA2: 20.90%); seed weight, kernel weight, seed width and seed thickness; the third component (PCA3: 13.04%); seed length, titratable acidity and pH; the fourth component (PCA4: 11.75%); soluble solids content and total dry matter. Consequently, with this study, it can be said that the knowledge that fruit weight and fruit size, seed weight and seed size, fruit acidity and pH, soluble solids content and total dry matter values can create a group, can be used; and therefore it will decrease workload and waste of time in selective breeding studies to be done on wild apricot.

Keywords: Wild apricot, Prunus armeniaca, classification, principal component analysis, cluster analysis

Temel Bileşen ve Kümeleme Analizi ile Zerdali (Prunus armeniaca L.) Genotiplerinin Sınıflandırılması

Özet

Bu çalışmada daha önceden Gümüşhane (Türkiye) ilindeki zerdali populasyonu içerisinden seçilmiş 37 genotip üzerinde önemli meyve karakterleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Genotiplerde meyve ve tohum özellikleri arasındaki temel değişimleri bulmak için veriler temel bileşen analizine (PCA) göre değerlendirilmiştir. Yapılan korelasyon analizleri sonucunda zerdalide meyve, tohum ve meyve suyu özellikleri arasında bazı önemli ilişkilerin çıktığı görülmüştür. Meyve ağırlığı ile diğer özellikler arasındaki ilişkiler, toplam kuru madde hariç, pozitif ve önemli bulunmuştur. Meyve ağırlığı ile en yüksek ilişkiler meyve boyutları ile meyve eti / çekirdek oranı arasında görülmüştür. Çok değişkenli kümeleme analizi ile sınıflandırmada oluşan dört gruptan birinci bileşende (PCA1: %33.41) meyve kalınlığı, meyve eni, meyve ağırlığı, et çekirdek oranı ve meyve boyu; ikinci bileşende (PCA2: %20.90) çekirdek ağırlığı, çekirdek içi ağırlığı, çekirdek eni ve çekirdek kalınlığı; üçüncü bileşende (PCA3: %13.04) çekirdek boyu, asitlik ve pH; dördüncü bileşende (PCA4: %11.75) suda çözünür kuru madde miktarı ve toplam kuru madde özellikleri yer almıştır. Sonuç olarak, bu çalışma ile zerdalide yapılacak seleksiyon ıslahı çalışmalarında genel olarak meyve ağırlığı ile meyve boyutları, çekirdek ağırlığı ile çekirdek boyutları, meyve asitliği ile pH ve suda çözünür kuru madde miktarı ile toplam kuru madde değerlerinin bir grup oluşturabileceğine dair bilginin kullanılabileceği; zaman kaybını ve iş yükünü azaltabileceği söylenebilir.

Anahtar Kelimeler: Zerdali, Prunus armeniaca, sınıflandırma, temel bileşen analizi, kümeleme analizi

Anahtar Kelimeler

• Wild apricot, Prunus armeniaca, classification, principal component analysis, cluster analysis

Temel Bileşen ve Kümeleme Analizi ile Zerdali (Prunus armeniaca L.) Genotiplerinin Sınıflandırılması

Öz

Bu çalışmada daha önceden Gümüşhane (Türkiye) ilindeki zerdali populasyonu içerisinden seçilmiş 37 genotip üzerinde önemli meyve karakterleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Genotiplerde meyve ve tohum özellikleri arasındaki temel değişimleri bulmak için veriler temel bileşen analizine (PCA) göre değerlendirilmiştir. Yapılan korelasyon analizleri sonucunda zerdalide meyve, tohum ve meyve suyu özellikleri arasında bazı önemli ilişkilerin çıktığı görülmüştür. Meyve ağırlığı ile diğer özellikler arasındaki ilişkiler, toplam kuru madde hariç, pozitif ve önemli bulunmuştur. Meyve ağırlığı ile en yüksek ilişkiler meyve boyutları ile meyve eti / çekirdek oranı arasında görülmüştür. Çok değişkenli kümeleme analizi ile sınıflandırmada oluşan dört gruptan birinci bileşende (PCA1: %33.41) meyve kalınlığı, meyve eni, meyve ağırlığı, et çekirdek oranı ve meyve boyu; ikinci bileşende (PCA2: %20.90) çekirdek ağırlığı, çekirdek içi ağırlığı, çekirdek eni ve çekirdek kalınlığı; üçüncü bileşende (PCA3: %13.04) çekirdek boyu, asitlik ve pH; dördüncü bileşende (PCA4: %11.75) suda çözünür kuru madde miktarı ve toplam kuru madde özellikleri yer almıştır. Sonuç olarak, bu çalışma ile zerdalide yapılacak seleksiyon ıslahı çalışmalarında genel olarak meyve ağırlığı ile meyve boyutları, çekirdek ağırlığı ile çekirdek boyutları, meyve asitliği ile pH ve suda çözünür kuru madde miktarı ile toplam kuru madde değerlerinin bir grup oluşturabileceğine dair bilginin kullanılabileceği; zaman kaybını ve iş yükünü azaltabileceği söylenebilir

Anahtar Kelimeler

• Zerdali, Prunus armeniaca, sınıflandırma, temel bileşen analizi, kümeleme analizi

Kaynakça

1. Anonymous, 2013. http://tuikapp.tuik.gov.tr/
2. Asma BM, 2011. All Aspects Apricot. Uyum Ajans, Ankara, pp. 366 (In Turkish)
3. Astel A, Tsakovski S, Barbieri P, Simeonov V, 2007. Comparison of Self-Organizing Maps Classification Approach with Cluster and Principal Components Analysis for Large Environmental Data Sets. Water Research 41: 4566–4578.
4. Barracosa P, Osorio J, Cravador A, 2007. Evaluation of Fruit and Seed Diversity and Characterization of Carob (Ceratoni asiliqua L.) Cultivars in Algarve Region. Scientia Horticulture 114: 250-257.
5. Bostan SZ, 1994. Research on Correlations between Some Important Fruit and Leaf Characteristics in Some Apricot (Prunus armeniaca L.) Cultivars. Yüzüncü Yıl University Journal of Agricultural Faculty. 4: 55-66 (In Turkish).
6. Bostan SZ, 1995. Determination of Correlations Among Important Nut Quality Characteristics on Tombul and Kalınkara Hazelnut Cultivars by Path Analysis. Bahçe. 24(1-2): 53-60 (In Turkish).
7. Bostan SZ, Kuleyin AK, İslam A, 1995. Determination of Relationships between Some Characteristics of Fruit and Leaf in Plum (Prunus domestica L.). Yüzüncü Yıl University Journal of Agricultural Faculty 5(2): 123-131 (In Turkish).
8. Bostan SZ, İslam A, 1999. Some Nut Characteristics and Variation of These Characteristics within Hazelnut Cultivar Palaz. Turkish Journal of Agriculture and Forestry 23 (4): 367-370.

9. Bostan SZ, 2002a. Interrelationships Among Pomological Traits and Selection of Medlar (Mespilus germanica L.) Types in Turkey. Journal American Pomological Society 56(4):215-218.
10. Bostan SZ, 2002b. Interrelationships Among Fruit and Leaf Traits Important In Fig Selection. Atatürk Üniv. Ziraat Fak. Derg. 33 (3): 259-263.
11. Bostan SZ, 2007. Researches on Breeding by Selection of Wild Apricot (Prunus armeniaca L.) types in Gümüşhane Province of Turkey. 5. National Horticultural Crops Congress, 4-7.09.2007, Erzurum, 1: 502-51 pp (In Turkish).
12. Bostan SZ, Karadeniz T, Şenyurt M, 2007. Determination of Reciprocal Correlations of Important Fruit Quality Characteristics in Loquat Types. 5. National Horticultural Crops Congress, 4-7.09.2007, Erzurum, Vol.1, pp. 512-516 (In Turkish).
13. Eyüboğlu İZ, 1991. Etimology Dictionary of Turkish Language. Social Publications, 779pp. (In Turkish).
14. Horvath A, Balsemin E, Barbot JC, Christman H, Manzano G, Reynet P, Laigret F., Mariette S., 2011. Phenotipic Variability and Genetic Structure in Plum (Prunus domestica L.), Cherry Plum (Prunus ceracifera Ehrh.) and Sloe (P. Spinosa L.). Scientia Horticulture 129: 283-293.
15. İslam A, Özgüven Işık A, Bostan SZ, Karadeniz T, 2005. Relationships Among Nut Characteristics in the Important Hazelnut Cultivars. Pakistan Journal of Biological Sciences 8(6): 914-917.
16. Kalay H Z, Altun L, 2002. Evaluating Ecological Aspects of Some Soil Properties of Gümüşhane Province. Symposium on Development of Gümüşhane and its Surroundings, 23-25 October 2002, Gümüşhane, Turkey. 2: 524-531pp (In Turkish).
17. Kara K, Akça Y, Balta MF, Yarılgaç T, Balta F, 2005. An Estimation of Genotypical Distances Based on Discriminatory Fruit Traits in Walnut (Juglans regia). Indian Jour. of Agr. Sciences April 75 (4): 225-7.
18. Küçükönder H, Efe E, Akyol E, Şahin M, Üçkardeş F, 2004. The Use of Multivariate Statistical Analysis in Animal Science. 4. National Animal Science Congress, 1-3 September, Isparta, 550-554pp (In Turkish).
19. Naghmouchi S, Khouja ML, Romero A, Tous J, Boussaid M, 2009. Tunisian Carob (Ceratonia siliqua L.) Populations: Morphological Variability of Pods and Kernel. Scientia Horticulturae 121: 125-130.
20. Oğuz, Hİ, Bostan SZ, Cangi R, 1997. Determination of Relations Among Important Nut Quality Characteristics Considered in Almond Selection by Path Analysis (Prunus amygdalus L.). Yüzüncü Yıl University Agricultural Faculty Journal of Agricultural Science 7: 37-40 (In Turkish).
21. Sidina MM, El Hansali M, Wahid N, Ouatmane A, Boulli A, Haddioui A, 2009. Fruit and Seed Diversity of Domesticated Carob (Ceratonia siliqua L.) in Morocco. Scientia Horticulturae 123: 110-116.
22. Sakar E, Keskin, S, Ünver H, 2011. Using of Factor Analysis Scores in Multiple Linear Regression Model for Prediction of Kernel Weight in Ankara Walnuts. The Journal of Animal&Plant Sciences 21 (2): 182-185.
23. Tanrıverdi Ç, Alp A, Demirkıran AR, Üçkardeş F, 2010. Assessment of Surface Water Quality of the Ceyhan River Basin, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment. 167:175-184.
24. Vela JC, Marchart SS, Lucas IG, Martinez RB, 2002. A Correlation Study of Loquat (Eriobotrya japonica cv. Algeria) Fruit Quality Parameter: Flesh Firmness and Purple Spotting. First Int. Symp. on Loquat. April 11-13, 2002 Valencia, Spain, 187-190 pp.
25. Yarılgaç T, Bostan SZ, 2014. Reciprocal Correlations between Pomological Parameters in Selected Wild Strawberry Tree (Arbutus unedo L.) Genotypes from Giresun (Turkey) Region. II. International Symposium on Wild Relatives of Subtropical and Temperate Fruit and Nut Crops. 07-11April 2014, Baku-Azerbaijan.