ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ KLOROFİL FLORESAN AYIRIM VE GÖRÜNTÜLEME TEKNİĞİNİN BİBER TOHUMLARININ KALİTESİNİ İYİLEŞTİRME AMACIYLA KULLANIMI Burcu Begüm KENANOĞLU BAHÇE BİTKİLERİ ANABİLİM DALI ANKARA 212 Her Hakkı Saklıdır

2 ÖZET Doktora Tezi KLOROFİL FLORESAN AYIRIMI VE GÖRÜNTÜLEME TEKNİĞİNİN BİBER TOHUMLARININ KALİTESİNİ İYİLEŞTİRME AMACIYLA KULLANIMI Burcu Begüm KENANOĞLU Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bahçe Bitkileri Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. İbrahim DEMİR Bu çalışma ticari ve farklı olgunluktaki tohum partilerinde kalitenin Klorofil Floresan (KF) ayrım metodu ile (klorofil floresan değeri yüksek tohumların ayrılması) geliştirilmesi amacıyla 6 farklı biber (Capsicum annuum L.) çeşidinde 29 ve 211 yılları arasında yürütülmüştür. Ayrıca ayrım yapılan tohumlarda Klorofil Floresan Görüntüleme tekniğiyle de kabuktaki klorofil varlığı tespit edilmiştir. İlk safhada kullanılan tohumlar ticari firmalardan elde edilirken, ikinci safhada yer alan farklı olgunluklardaki tohum partileri ise Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümüne ait Sebzecilik Araştırma ve Uygulama Bahçesinde yetiştirilmiştir. Bu çeşitler; Kandil Dolma, Çarliston, Yağlık, Çorbacı, Demre Sivrisi, 11B-14 dür. Çalışmanın ilk safhasında tohum partileri %8 nemde 6 ve 12 ay -18, 5 ve 25 o C depolanmıştır. İkinci safhadaki tohumlar; turuncu, kırmızı, koyu kırmızı ve aşırı olgun dönemlerde hasat edilmiştir. Her iki safhadaki tohumların Klorofil Floresan tekniği ile ayrımı yapılmış (KF değeri düşük) ve kontrol (ayrım yapılmamış) gruplarına; çimlendirme, fide çıkış ve kontrollü bozulma güç testleri uygulanmıştır. Ayrıca, ticari partilerinin ayrım yapılan ve yapılmayan kontrol gruplarında Katalaz, Süperoksit Dismutaz ve Askorbat Peroksidaz aktiviteleri belirlenmiştir. Sonuçlara göre; depolanmış (P<.5) ve farklı olgunluktaki (P<.1) tohum partilerinde kalite KF metodu ile artış göstermiştir. KF ayrımı, depolanmış tohum partilerinde çimlenme performansını yaklaşık %1 oranında artmıştır. Çeşitler karşılaştırıldığında en hassas olarak çimlenme oranını diğer çeşitlere göre daha hızlı kaybeden Yağlık ve Kandil Dolma olmuştur. Genel olarak KF ayrımı ile belirlenen tohumların enzim aktiviteleri daha yüksek olmuştur. KF ayrımı ile olgun tohumlara nazaran ham tohumların kalitesindeki artış daha fazla olurken, ortalama çimlenme süresi de 1-3 gün arasında erkencilik göstermiştir. Bu durum ticari olarak yapılan tek hasat yönteminde (aynı zamanda hasat edilen farklı olgunluktaki tohumlarda) avantaj sağlamaktadır. Gelişme dönemindeki tohum partilerinde kalite artışı KF metodu ile sağlanırken bu durumun en fazla I. ve II. hasat dönemlerinde daha avantajlı (%5-3) olduğu belirlenmiştir. Tüm sonuçlardan yola çıkarak KF ayrım ve görüntüleme tekniğinin gerek ticari depolanmış gerekse farklı olgunluktaki biber tohum partilerinde tohuma zarar vermeden kalite artışını sağlayan bir metot olduğu belirlenmiştir. 212, 143 sayfa Anahtar Kelimeler: Biber, Klorofil Floresan, depolama, enzim aktivitesi, tohum olgunluğu i

3 ABSTRACT Ph.D. Thesis USE OF CHLOROPHYLL FLUORESCENCE AND İMAGİNG TECHNİQUES AS SEED QUALİTY ENHANCİNG METHODOLOGY IN PEPPER Burcu Begüm KENANOGLU Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Horticulture Supervisor: Prof. Dr. Ibrahim DEMIR This work was carried out to enhance commercial seed lots and differently matured seed lots through chlorophyll fluorescence sorting method (seperating high chlorophyll content seeds) in six different cultivars of pepper (Capsicum annuum L.). Research was conducted in 29 and 211. Sorted seeds were also imaged by chlorophyll fluorescence imaging method in order to check chlorophyll content of seed coat. Seed lots were obtained from commercial companies (1.stage) and differently matured seed lots were harvested in grown plants of cultivars of Kandil Dolma, Çarliston, Çorbacı, Yağlık, Demre Sivrisi and 11B-14 in Vegetable Plantation Field of Horticulture Department, Agriculture Faculty, Ankara University. In the first stage of the work, seed lots were stored at 8% moisture content, at -18, 5 and 25 o C for 6 and 12 months. In the second stage, seeds were harvested from orange, red, soft-red and over-mature fruits. Seeds of both stages were after sorting by chlorophyll fluorescence technique and sorted (CF low) and control (unsorted) were tested for germination, seedling emergence, controlled deterioration. Moreover, Catalase, SOD and APX activities were also determined on sorted and unsorted seed lots. Results showed that CF method enhanced (P<.5) seed quality after storage and different matured seed lots (P<.1). CF sorting increased seed germination about 1% in stored seed lots. When cultivars are compared, the most sentivite ones were found as Yağlık and Kandil Dolma, both lost germination percentages faster than the others. In general, CF sorted seeds showed higher enzyme activities. CF sorting enhanced quality of less mature seed lots more than those of mature ones. Germination rate increased about 1 and 3 days. This has an advantage for commercial compare that harvest seed crop once-over (differently matured seeds of the same time). CF sorting enhanced seed quality in all developing seed lots, but the maximum advantage was obtained from frist and second harvests. This advantage was changed between 5 and 3%. As overall conclusion, CF sorting method can be used as a non-destructive seed quality improving method in stored commercial and different mature pepper seed lots. 212, 143pages Key Words: Pepper, Chlorophyll Fluorescence, Storage, Enzyme Activity, seed maturity ii

4 TEŞEKKÜR Akademik hayatımın en önemli süreci olan doktora çalışmalarımın bana kattıkları ile daha farklı şekillenen ve ölçülenen bir yaşam, benim en büyük kazancımdır. Bu zorlu sürecin yalnız asla altından kalkılamayacağı ise önemli bir gerçektir. Suyun bir tohumun çimlemesini sağladığı gibi, bu doktora tezimin hayat bulmasını sağlayan, oluşmasından sonlanmasına kadar tüm aşamalarında her zaman maddi ve manevi desteğini gördüğüm, yürüdüğüm bu akademik yolda en büyük şansım olan çok değerli danışman hocam sayın Prof. Dr. İbrahim DEMİR e (Ankara Üniversitesi), tezin zorlu süreçlerinde her zaman anlayışlarını esirgemeyen değerli tez izleme komitesi hocalarım sayın Prof. Dr. Şebnem ELLİALTIOĞLU (Ankara Üniversitesi) ve Prof. Dr. A. Naci Onus a (Akdeniz Üniversitesi), tezimin bir kısmını yürüttüğüm Hollanda Wageningen Plant Research International enstitüsüne ve oradaki çalışmalarımda bilgi ve desteklerini sunan Dr. Henk Jalink (Wageningen Plant Research International Institute) ve Dr. Rob van der Schoor a (Wageningen Plant Research International Institute), arazi çalışmalarım sırasında yardımını gördüğüm sevgili arkadaşım Zir.Yük.Müh. Nihal BAYHAN a (Erzincan Araştırma Enstitüsü) ve dahil olmaktan mutluluk duyduğum Tohum Bilim Laboratuarı ekibine, enzim analizleri için Van Yüzüncüyıl Üniversitesi Bitki fizyolojisi laboratuarını kullanmama izin veren ve analizlerde yardımlarını esirgemeyen Doç. Dr. Fikret YAŞAR a (Yüzüncü Yıl Üniversitesi) ve Araş.Gör.Dr. Özlem GÜRCAN ÜZAL a (Yüzüncü Yıl Üniversitesi), tez denemelerimin laboratuar analizlerini yürüttüğüm görev yapmakta olduğum Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Bayramiç Meslek Yüksekokulu na ve yardımlarından dolayı sevgili öğrencilerime, beni her zaman destekleyen sevgili aileme yürekten ve sonsuz teşekkürlerimi sunarım. Bu tezi, bitişini birlikte görmeyi çok istediğim ancak iki sene önce kaybettiğim değerlim, canım dedem Ömer TARCAN a ithaf ediyorum. Nur içinde yat dedem, seni hep özleyeceğim Burcu Begüm KENANOĞLU Ankara, Haziran 212 iii

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... xiii 1. GİRİŞ KAYNAK ÖZETLERİ Bitkisel Özellikler ve Üretim Miktarları Tohum Olgunluğu ile İlgili Araştırmalar Tohum Depolama ve Yaşlanma Fizyolojisi Tohum Kalitesini Arttırma Amaçlı Uygulamalar Klorofil Floresan Ayırım Metodu Klorofil Floresan ayrım cihazı çalışma prensibi Klorofil Floresanın olgunlukla bağlantısı Klorofil Floresanın hastalık varlığı ile bağlantısı Tohum gücü ile Klorofil Floresanın bağlantısı Klorofil Floresan Görüntüleme Tekniği MATERYAL VE YÖNTEM Materyal Yöntem Klorofil Floresan (KF) metodunun depolanmış (yaşlanmış) tohum partilerinin kalite iyileştirilmesinde kullanımı Ticari tohum partilerinin başlangıç canlılıklarının ve nemlerinin belirlenmesi Ticari tohum partilerinin depolanması Klorofil Floresan (KF) ayırımı Tohum güç testleri iv

6 Enzim analizleri Tohum partilerinde olgunluk farklılıklarından kaynaklanan kalite düşüklüğünün KF ile iyileştirilmesi Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohumların eldesi Tohum partilerinin başlangıç canlılıklarının ve nemlerinin belirlenmesi Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohumların Klorofil Floresan tekniği ile ayırımı Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilmiş tohum partilerinin Klorofil Floresan ayrımı sonrası tohum güç testleri Klorofil Floresan Görüntüleme tekniğinin kullanımı İstatistiksel analiz ARAŞTIRMA BULGULARI Klorofil Floresan (KF) Metodunun Depolanmış Tohum Partilerinin Kalitesinin İyileştirilmesinde Kullanımı Tohum partilerinin başlangıç canlılık ve nemleri Kontrollü bozulma testi Fide çıkış testi Enzim analizleri Tohum Partilerinde Olgunluk Farklılıklarından Kaynaklanan Kalite Düşüklüğünün Klorofil Floresan Ayrım Metodu ile İyileştirilmesi Tohum partilerinin başlangıç canlılık ve nemleri Kontrollü bozulma testi Fide çıkış testi Klorofil Floresan Görüntüleme Tekniğinin Kullanımı TARTIŞMA SONUÇ ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ v

7 SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ ABA ADP APX ATP BTA Absizik asit Adenozin Difosfat Askorbat peroksidaz Adenozin trifosfat Başlangıç tohum ağırlığı C Derece Santigrat C 18 H 27 NO 3 CAT CCD CD da DNA EDTA FAO g H 2 O 2 ha IBPGR ISTA kcal KFG KF Capsaicin Katalaz Coupled camera device Kontrollü bozulma Dakika Deoksiribo nükleik asit Etilen diamin tetra asetik asit Dünya Tarım ve Gıda Örgütü Gram Hidrojen peroksit Hektar International Board for Plant Genetic Resources Uluslararası Tohum Test Birliği Kilokalori Klorofil Floresan Görüntüleme Klorofil Floresan ayrımı vi

8 KFG kg MGT mg ml mmol mw Klorofil Floresan görüntüleme Kilogram Ortalama çimlenme zamanı miligram Mililitre milimol Milivolt µl mikrolitre µm mikrometre MPa Na 2 CO 3 NBT nm NMR OÇZ ph PRI RGB RNA SOD SSR STA TTZ T 5 Megapascal Sodyum Karbonat P-nitro blue tetrazolium chloride Nanometre Nükleer magnetic rezonans Ortalama çimlenme zamanı Asitlik-Bazlık Derecesi Birimi Plant Research International Red Green Blue index Ribonükleik asit Süperoksit dismutaz Simple Sequence Repeat Son tohum ağırlığı Triphenyl Tetrazolium Chloride Populasyonun yarısının çimlendiği zaman vii

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 Biber olgunluk safhası süresince tohum kuru ağırlığı ve su kapsamındaki değişimler Şekil 2.2 JS21 sorter Klorofil Floresan ayrım tekniği cihazı Şekil 2.3 Klorofil Floresan ayrım tekniği ile yapılan işlemin bilgisayardan izlenmesi Şekil 2.4 JS21 sorter Klorofil Floresan ayrım tekniği cihazı ekipmanları Şekil 2.5 Çimlenme safhasındaki mısır tohumlarının su alım hızı ile KF ilişkisi Şekil 2.6 Çimlenme safhasındaki biber tohumlarının metabolik aktivite tespiti Şekil 2.7 Klorofil floresan ölçümünün şematik görünümü Şekil 2.8 Havuç tohumlarında optimum hasat zamanını belirlemek için yapılan KF analiz dağılımı Şekil 2.9 Domates tohumlarında klorofil parçalanması Şekil 2.1 Tohum gelişimi ve olgunluk safhasındaki klorofil miktarı değişimi... 3 Şekil 2.11 Tohumda olgunluk süresince klorofil miktarı ve renk değişimi... 3 Şekil 2.12 Brassica oleraceae tohumlarında güç testi uygulaması sonunda KF ayrımı ile çimlenme oranındaki artış (%) Şekil 2.13 Beyaz baş lahana tohumlarında klorofil ayrımı Şekil 2.14 Kontrollü bozulma testine tabi tutulmayan (A) ve tutulan (B) 2 O C de filtre kağıdında çimlendirilen KF ayrımı yapılan Beyaz lahana tohumları Şekil 2.15 Klorofil Floresan Görüntüleme sistemi Şekil 2.16 Biber tohumunda Klorofil floresan görüntüleme (KFG) sonucunda elde edilen görüntü Şekil 2.17 Biber tohumlarında çimlenmenin 9 farklı (saat) döneminde Klorofil Floresan Görüntülemesi Şekil 2.18 Domates tohumunda bulunan klorofil varlığı Şekil 3.1 Tohum nemlerinin belirlenmesi viii

10 Şekil 3.2 Tohumlara depolamadan önce nem aldırma işlemi Şekil 3.3 Tohum depolanması işlemleri Şekil 3.4 Altı (A) ve 12 (B) ay depolanmış Demre sivrisi çeşidinin Klorofil Floresan ayrım diyagramları Şekil 3.5 Ticari partilerin normal (A) ve anormal (B) fide görünümleri Şekil 3.6 Tohumların neminin %22 nem seviyesine yükseltilmesi ve tohumların paketlenmesi Şekil 3.7 Fide yetiştirme odasından bir görünüm Şekil 3.8 Tohumların porselen havanlarda sıvı Azot ile dövülmesi ve falcon tüplerine konması Şekil 3.9 Tekerrürlere ayrılan tohum partilerine tampon çözelti eklenmesi, vortexde karıştırılması ve süzülmesi işlemi Şekil 3.1 Süzülen ekstraktların santrifüjlenmesi ve santrifügantın çekilmesi işlemi Şekil 3.11 Katalaz ve APX enzim analizi aşamaları Şekil 3.12 SOD enzim analiz aşamaları... 5 Şekil 3.13 I. hasat (turuncu, azolgun), II. hasat (turuncu-kırmızı, olgun), III. hasat (kırmızı, fazla olgun), IV. hasat (bordo ve biraz buruşuk, aşırı olgun) dönemi Şekil 3.14 Farklı olgunluk döneminde hasat edilen çeşitlerin tohumlarının çıkarılması Şekil 3.15 Farklı olgunluk döneminde hasat edilen çeşitlerin tohumların kurutulması Şekil 3.16 Farklı hasat dönemlerine sahip 6 çeşidin Klorofil Floresan ayrım diyagramları Şekil 4.1 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum örneklerinde çimlenme değerleri (%)... 6 Şekil 4.2 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde çimlenme değerleri (%) ix

11 Şekil 4.3 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde çimlenme değerleri (%) Şekil 4.4 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanı (gün) Şekil 4.5 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanı (gün) Şekil 4.6 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanı (gün) Şekil 4.7 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%) Şekil 4.8 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%) Şekil 4.9 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%) Şekil 4.1 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%) Şekil 4.11 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%) x

12 Şekil 4.12 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%) Şekil 4.13 Depolanmamış (kontrol) ticari partilerin fide çıkış performansları Şekil 4.14 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde fide çıkış değerleri (%) Şekil 4.15 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde fide çıkış değerleri (%) Şekil 4.16 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde fide çıkış değerleri (%) Şekil 4.17 Altı ve 12 ay depolanan ticari partilerin fide çıkış performansları Şekil 4.18 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çıkış zamanları (gün) Şekil 4.19 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çıkış zamanları (gün)... 8 Şekil 4.2 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çıkış zamanları (gün) Şekil 4.21 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum partilerinde çimlenme değerleri (%)... 9 Şekil 4.22 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum partilerinde ortalama çimlenme zamanları (gün) Şekil 4.23 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum partilerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme değerleri (%) xi

13 Şekil 4.24 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum partilerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme değerleri (%) Şekil 4.25 Dört farklı hasat döneminde hasat edilen Kandil dolma ve Yağlık çeşitlerinin fide çıkışları (%) Şekil 4.26 Klorofil floresan ayrımına tabi tutulan dört farklı hasat döneminde hasat edilen Çarliston ve Çorbacı çeşitlerinin fide çıkışları (%) Şekil 4.27 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum partilerinin fide çıkış oranları (%) Şekil 4.28 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum partilerinin ortalama çıkış zamanları (gün) Şekil 4.29 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18, 5 ve 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüler Şekil B-14 biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüleri... 1 Şekil 4.31 Çarliston biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüleri Şekil 4.32 Çorbacı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüleri Şekil 4.33 Demre Sivrisi biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüleri Şekil 4.34 Kandil Dolma biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüleri Şekil 4.35 Yağlık biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüleri xii

14 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 3.1 Altı biber çeşidinin dört farklı hasat dönemine ait tohumlarının başlangıç nemleri (%) Çizelge 4.1 Ticari partilerin başlangıç nemleri (%), toplam ve normal çimlenme değerleri (%) ile ortalama çimlenme zamanları (gün) Çizelge 4.2 Kontrol (depolanmamış ve KF ayrımı yapılmamış) ve KF ayrımı yapılan ticari partilerin Katalaz (CAT) µmol/min/g, Askorbat Peroksidaz (APX) µmol/min/g ve Süperoksit Dismutaz (SOD) U/g aktivitelerindeki değişim Çizelge 4.3 Üç farklı sıcaklıkta 6 ay depolanan ticari tohum partilerinin kontrol (K) ve KF ayrımı yapılmış örneklerinde Katalaz (CAT) µmol/min/g aktivitesindeki değişim Çizelge 4.4 Üç farklı sıcaklıkta 6 ay depolanan ticari tohum partilerinin kontrol (K) ve KF ayrımı yapılmış örneklerinde Askorbat Peroksidaz (APX) µmol/min/g aktivitesindeki değişim Çizelge 4.5 Üç farklı sıcaklıkta 6 ay depolanan ticari tohum partilerinin kontrol (K) ve KF ayrımı yapılmış örneklerinde Süperoksit Dismutaz (SOD) U/g aktivitesindeki değişim Çizelge 4.6 Üç farklı sıcaklıkta 12 ay depolanan ticari tohum partilerinin kontrol (K) ve KF ayrımı yapılmış örneklerinde Katalaz (CAT) µmol/min/g aktivitesindeki değişim Çizelge 4.7 Üç farklı sıcaklıkta 12 ay depolanan ticari tohum partilerinin kontrol (K) ve KF ayrımı yapılmış örneklerinde Askorbat Peroksidaz (APX) µmol/min/g aktivitesindeki değişim Çizelge 4.8 Üç farklı sıcaklıkta 12 ay depolanan ticari tohum partilerinin kontrol (K) ve KF ayrımı yapılmış örneklerinde Süperoksit Dismutaz (SOD) U/g aktivitesindeki değişim xiii

15 1. GİRİŞ Dünya biber üretimi 29 yılında 28 milyon ton olup, Çin 14 milyon ton ile ilk, 2 milyon ton ile Meksika ikinci ve ülkemiz 1.8 milyon ton üretimle üçüncü sırada yer almaktadır. Türkiye yi Endonezya ve İspanya izlemektedir. Türkiye sebze tohumluğu pazar büyüklüğü yaklaşık 125 milyon USD olup toplam tohumluk cirosu içerisinde sebzenin payı yaklaşık % 3 dur. Bu miktarın yaklaşık % 4 ı olan 5 milyon USD açık alan sebzeleri, geri kalan 75 milyon doları ise örtü altı yetiştiriciliğinde kullanılmaktadır. Tohumluk ticareti bakımından en önemli sebze türleri sırayla ve büyüklük olarak şöyledir: domates (45 milyon USD), hıyar (18), biber (14), karpuz (13), havuç (7), lahanagiller (4.8). Türkiye toplam sebze üretimi 29 yılı itibariyle 27.8 milyon tona ulaşmış olup, biber üretimi de 1.8 milyon ton olarak gerçekleşmiştir. Biber üretiminin % 82 si açık alan, % 18 lik kısmı da örtüaltı tarafından elde edilmektedir. Akdeniz Bölgesi biber üretiminde % 28 üretim payı ile bölgeler arasında ilk sıradadır. İllere göre biber üretiminde Samsun ( ton) ilinin ardından Antalya ton üretimle ikinci sırada gelmektedir. Örtüaltı biber üretiminde ise Antalya ili ton ile ilk sıradadır. Bu durumda Antalya, örtüaltı biber üretiminde % 55, toplam biber üretiminde (açık alanda üretim ile birlikte) yaklaşık % 13 oranında paya sahiptir. 29 yılında kg açıkta tozlanan, 1811 kg hibrit olmak üzere toplam kg tohumluk üretilirken, 3 ton açıkta tozlanan ve 1 ton hibrit olmak üzere 4 ton tohumluk ithal edilmiştir (tugem.gov.tr). Yerli özel sektörün geliştirmiş olduğu hibrit biber çeşitlerinin pazarda önemli bir potansiyele ulaştığı görülmektedir. Kamu Araştırma Enstitüleri açıkta tozlanan çeşitlerde orijinal kademeli tohumluk üretirken, sertifikalı tohumluk ve hibrit tohumluk ihtiyacı özel sektör tarafından karşılanmaktadır. Örtüaltı tarımından tamamına yakın kısmında hibrit çeşitler kullanılırken, açıkta yetiştiricilikte büyük oranda açıkta tozlanan çeşitler üretilmektedir. Ancak, son yıllarda hazır fide kullanımı ile açıkta da hibrit çeşitlerin kullanımı artmaktadır. 21 yılında ticari sebze kayıt listesine kaydedilen hibrit biber çeşitlerinin sayısı 229 a ulaşmıştır (tugem.gov.tr). Genel olarak biber yetiştiriciliğindeki sorunlar; tarımsal üretim deseni için arazi büyüklüğünün yetersizliği, üretimde kullanılan tohumların (genelde açıkta tozlanan) genelde bölgesel çeşitlerden olup çiftçinin kendisinden ya da komşu üreticilerden temin 1

16 etmesi, sertifikalı tohum kullanımının sadece %3 oranında olması, üretimde yapılan hatalar (düşük sıcaklıktan olumsuz etkilenme), yetersiz hastalık (özellikle virüs hastalıkları) ve zararlı (kırmızı örümcek ve nematodlar) kontrolüdür. Ülkemizde yaygın olarak yetiştirilen biber tipleri; sofralık olarak sivri (%15), çarliston (%3), dolmalık (%15), kapya (yağlık); kurutmalık olarak yerel biberler, turşuluk biberler ve süs biberleridir. Son yıllarda Demre Sivrisi, Çarliston, dolmalık biber ve Kapya (yağlık) biber gibi geleneksel tipler yanında, Macar biberi ve yeterli miktarda olmasa da California Wonder, Jalapeno, Chili, Yunan çarlisi, Macar dolma tiplerinde biberlerin ihracat amaçlı örtüaltı yetiştiriciliği yaygınlaşmaya başlamıştır. Ülkemiz ve dünya sebze tohumculuğundaki hızlı gelişmeler, sebzelerde hibrit tohum gibi yüksek değer ifade eden tohumların kullanımını ve bununla beraber bu tohumların fide olarak üreticiye ulaştırılmasını gerekli kılmıştır. Ülkemizde sebze tohumculuğunda son 1 yılda gerçekleşen ve önemli gelişme gösteren sektörlerden biri fide sektörüdür. Fide kullanılarak üretim yapıldığında tohum kaybı olmaz, yetişme mevsimi daha iyi değerlendirilir, işçilikten tasarruf sağlanır, istenilen nitelikte sağlıklı bitkiler elde edilirken girdi kullanımında da önemli avantajlar sağlanır. Bunun sonucu olarak verimli ve kaliteli ürün elde edilir. Fide ile üretimin optimum koşullarda yapılması arazi koşullarına göre istenilen düzeyde bitki elde etme şansını artırmaktadır. Fide üretimi erken ilkbaharda yapılmakta ve ortam koşullarının yetersiz ve optimum olmadığı ortamlarda yavaş ve düşük oranda çimlenme gösterebilmektedir. Zayıf çıkış sorunlarının birden fazla nedeni vardır. Bunlar içinde hasat zamanının farklılığından kaynaklanan olgunluk farklılıkları, tohum canlılığının depolama ve yaşlanma ile azalması, üretim ve buna bağlı faktörlerin toplamından kaynaklanan tohum gücü kayıpları sayılabilir. Biber türünün sürekli çiçeklenen bir yapıya sahip olması sonucu farklı olgunluklardaki meyvelerden hasat edilen tohumların aynı tohum partisinde olması kaçınılmazdır. Kademeli çiçeklenme sonucu meyveler farklı olgunluklarda olmakta ve bu fark da tohumun olgunluk seviyesini etkilemektedir. Tohum olgunluğundaki farklar, hasat sonrası kurutma, ayıklama vs. gibi tohum işleme faktörlerinin kaliteye etkisinde belirleyici olmaktadır. Dolayısıyla fide dönemindeki olgunluk farklılıkları tohumların 2

17 performanslarının farklı olmasına neden olmaktadır (Demir 22). Az olgun tohumlar yavaş çimlenmekte ve zayıf fideler meydana getirerek populasyonun genel performansını düşürmektedir. Olgunluk farkları yanında bir önceki yıldan artarak, satılamayan ya da fazla üretimi yapılan tohumların tekrar kullanımı söz konusu olduğunda depolama koşullarına da bağlı olarak yaşlanma gerçekleşmekte ve bu da partinin çimlenme düzeyini düşürmekte, çimlenme yüzdesi düşmese bile fide gelişiminin önemli bir parametresi olan tohum gücünde azalma gözlenmektedir. Ayrıca, üretime dayalı tohum yaşlanması (hasat dönemi, kurutma ayıklama, temizleme dönemlerinde) sonucu tohum gücünde ve canlılığında meydana gelen azalma da fide gelişimini olumsuz olarak etkilemektedir. Fide üretimi masraflı bir tekniktir. Çimlenmeyen her tohum için harcanan enerji, torf, serada ayrılan yer, işçilik gideri üretim kaybı ve masraf olarak kabul edilebilir. Fide üretiminde her ekilen tohumun sağlıklı ve gelişmiş fideler üretmesi amaçlanmaktadır. Ayrıca, sera sebze üretiminde erkencilik büyük önem taşımaktadır. Gelişmemiş fideler ya da cılız bitkiler seraya geçirildiğinde gelişmelerinde aksamalar olacağından erken verim alma olanağı azalacaktır. Bitkisel üretimde tohumların yaşlanması ve kalite değişimleri farklı fizyolojik ve biyokimyasal temellere dayanmaktadır. Başta canlılık ve güç gibi fizyolojik parametrelerde kayıpların ve zararlanma sırasında protein, nükleik asit, lipid gibi birçok fonksiyonel moleküllerde ise değişimlerin olduğu rapor edilmiştir (Priestley 1986). Stres altındaki canlıların genelinde olduğu gibi bitkilerde de stres karşısında serbest oksijen radikallerini zararsız bileşiklere dönüştüren antioksidant miktarları ve antioksidant enzim aktiviteleri yüksek olduğunda, o bitkiler oksidatif zararlanmaya karşı daha dayanıklı olmaktadırlar. Tohum canlılığını kaybederken enzim aktivitesi yavaşlamakta ve antioksidatif enzimlerin aktivitesi azalmaktadır (Harrington 1973, Saxena vd. 1985, Vertucci 1993, McDonald 1999). Basra ve Malik (1994) depolanan tohumlarda peroksidaz ve katalaz enzimlerinin aktivitesinin azaldığını belirlemişler ve böylece lipid peroksidasyonunun arttığını ileri sürmüşlerdir. Katalaz enziminin hücresel zararın önlenmesinde rol alan etkili enzim oluşu ve oksidasyon reaksiyonu sırasında üretilen H 2 O 2 nin uzaklaştırılması ve büyüme ve gelişme ile ilgili süreçlerde de görev aldığı (Scandalios 1993) savını kuvvetlendirmektedir. Yaşlanmanın nedeni olarak ileri 3

18 sürülen birçok görüş bulunmakla beraber, en çok ileri sürülen nedenlerden biri, enzimatik olaylar sonucu, lipid peroksidasyonunda doymamış yağ asitlerinin O 2 ile reaksiyona girip serbest radikalleri oluşturmasıdır. Oluşan bu radikaller diğer yağ asitlerinin çift bağlarını ayırmak suretiyle hem yağlara zarar verir, hem de yeni serbest radikaller üreterek reaksiyonun devamını sağlar. Ayrıca, yağ asitlerinin serbest radikallerle reaksiyonu ise olefin, alkol, karboksil gibi toksik ürünlerin oluşmasına neden olur. Bu toksik ürünlerin proteinlerle reaksiyona girmesi ile enzim aktivitesinin bozulduğu, membran zararlanmasının ortaya çıktığı saptanmıştır (Demirkaya 1997). Genç tohumlarda yağların ve total protein miktarının yüksek olduğu, peroksidaz enzimi aktivitesinin düşük, katalaz enzimi aktivitesinin yüksek olduğu, yaşlanmanın başlaması ile fosfataz enzim miktarında ve ATP sentezinde artış olduğu ifade edilmektedir (Panayotov ve Stoeva 1999). Yaşar vd. (28), katalaz enzim aktivitesinin karpuz bitkisine yapılan tuz uygulamasında özellikle tuza-toleranslı çeşitlerde çok ciddi artışlar gösterdiği ve duyarlı çeşitlerde çok daha düşük seviyede arttığı görülmüştür. Bu durumda tuzluluğun etkisinden dolayı CAT enzim aktivitesini yükselmesi konusunda tuza-toleranslı çeşitlerin daha yetenekli olduğu yönünde bir görüş oluşmuştur. Ayrıca, tuzluluğa toleranslı karpuz çeşitlerinde SOD, CAT, APX ve GR antioksidan enzim aktivitelerinin arttığı ve her dört enzimin de birbiriyle etkileşim içinde olduğu belirlenmiştir. Yüksek enzim aktivitesi ile tuza-toleransın oluştuğu patlıcan (Yaşar 23) ve kavunda (Yasar vd. 26) ise tuz uygulamasının ardından tuza dayanıklı çeşitlerde APX enzim aktivitesinin duyarlı çeşitlere göre çok daha yüksek olduğunu bildirmektedirler. Phaseolus mungo L. türüne ait tohumların NaCl uygulaması sonucu fidede mevcut morfolojik değişimler ile CAT enzim aktivitesinin değişimi araştırılmıştır ve ölçümlerin artan tuz konsantrasyonu ile azaldığı belirlenmiştir (Dash ve Panda 21). Sebze tohumlarında ekim öncesi uygulanan kalite artırıcı uygulamalar bulunmasına ve yoğun olarak kullanılmasına rağmen (priming, hidrasyon, pelleting, matriks priming) bu metotların olumluluğu uygulanan doza, süreye, sıcaklığa, kurutma düzeyine, uygulama sonrası depolamaya ve tohumun başlangıç kalitesine göre büyük değişim gösterebilmektedir. Bazı durumlarda bu tür uygulamalar, tohumun fizyolojik yapısını değiştirdiği için uygulama sonrasında kurutma ve depolamada sorunlar 4

19 yaşanabilmektedir. Klorofil Floresan metodu ise tohumları herhangi bir ıslatmaya, tabi tutmadan tohum neminde herhangi bir değişim olmadan iyi (kaliteli, olgun, güçlü) ve kötü (düşük kaliteli, az olgun, düşük güçlü) tohumları ayırma temeline dayanmaktadır (Jalink 1999). Klorofil floresan tekniğinin tohum endüstrisine li yıllarda uyarlanması ile tohum kalitesini tanımlamada etkili olarak kullanımı başlamıştır. Tohum kabuğundaki klorofil 67 nm lik lazer radyasyon ile harekete geçirilmesine bağlı olarak hasarsız ve anında floresan ölçümü yapılır. Olgunlaşma ve kalite artışı ile beraber gerçekleşen tohum kabuğundaki klorofil azalması çimlenme yanında yaşlanma açısından da önem taşımaktadır. Çünkü, klorofil tekli oksijen molekülünün en önemli kaynağıdır ve bu da yüksek düzeyde okside olmayı teşvik ettiği için serbest radikalllerin oluşumunu ve oksidatif bozulmayı teşvik eder (Thomson vd. 1987). Dolayısıyla, düşük canlılık düzeyinde ve yüksek klorofil içerikli tohumlar serbest radikaller ve oksidasyonla çabuk bozulmaya ve hücre ölümlerine daha meyillidirler. Bu bozulma sonuç olarak stres koşullarında çimlenmenin yavaşlamasına, tohumun iyi gelişmiş fide oluşturamamasına ve sağlıklı bitkileri meydana getirememesine sebep olmaktadır. Bu method, sebze türleri tohumlarında özellikle de biber, hıyar ve domateste başarı ile kullanılmış ve yüksek klorofil içeren tohumlar (düşük kaliteli) ekim öncesi partiden ayrılarak tohum partisinin toplam canlılığı artırılmıştır. Metodun fide sektöründe kullanımı için amaçlanan; tohum partisi içinde canlı olma ihtimali zayıf, çimlenememe ve iyi fide oluşturamama ihtimali olan ve depolama sonrası canlılığını yitirme ihtimali yüksek, güçsüz tohumların tohum kalitesini artırıcı uygulamalar dışında, herhangi bir nem alımı uygulaması yapmadan, ayıklamak ve tohum partisinin genel kalitesini yükseltmektir. Son yıllarda hızla gelişme gösteren bilgisayar destekli imaj analizleri bitki üretiminde sınıflandırma ve analiz için makine görüntülü sistemler ile hızlı ve doğru görüntü analizi yapılabilmektir. Birçok metot bu anlamda kullanılabilmektedir. Bunlar arasında, CCD kamera, Flat-Bed scanner, X-ray scanning ve NMR imaging başı çekmektedir (Chen ve Sun 1991). Tohum morfolojisi ve biyolojisinin, yani kalite ve çimlenmenin, anlaşılması geliştirilmiş yöntemlerle daha iyi ve sağlıklı olarak kavranabilir. Bu yöntemlerle tohumun su alımı, kökçük çıkışı ve uzama oranı, kalite sınıflandırma analizleri ile tohum şekil, renk, boyut parametreleri belirlenir. 5

20 Hibrit kullanımının gittikçe arttığı ve fide kullanımının yoğunlaştığı, fide gelişiminde uniformite ve çıkış sorunlarının olduğu, yaşlanmanın kolay ve kısa sürede gerçekleşebildiği biberde ekim öncesi tohum partilerindeki düşük kalitedeki tohumları ayırmak, fide gelişimini, uniformiteyi ve hızlı fide eldesini sağlayacaktır. Bu kalite farklılığı olgunlaşma, depolama, yaşlanma ve buna bağlı farklı nedenlerle oluşmuş olabilir. Yağlı tohumlu türler içinde bulunan biber bir yıllık süreçte bile canlılığını özellikle optimum olmayan koşullarda depolandıysa önemli düzeyde kaybetmektedir. Populasyonda hangi tohumların diğerine göre güçlü, daha yaşlı ya da cansız olduğunun belirlenerek ayrılması fide üretiminin daha iyi olmasını ve tohum partisinin toplam kalite düzeyinin yükseltilmesini temin edecektir. Bu araştırmada, Klorofil Floresan (KF) metodu ile ayıklanan tohumların fide oluşturma kapasitesi, depolama sürecinde yaşlanma ile bağlantılı canlılık ve tohum gücündeki değişimleri incelenerek ve metodun tohum gücü testleri (kontrollü bozulma, ortalama çimlenme zamanı) bakımından tohum kalitesine etkisi ortaya konulmuştur. Ayrıca, Klorofil Floresan (KF) metodu ile ayrılan yüksek kaliteli tohumlarda enzimatik aktivitenin tohum gücündeki değişimine bağlı olarak artıp artmadığı test edilmiştir. Özet olarak; KF yöntemi kullanılarak biber çeşitlerinde ilk olarak; depolama sonrası yaşlanmış tohumların ikinci olarak ise farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohum partilerinden az olgun olanların ayrılmasına çalışılmıştır. Ayrılmış olan tohumlarda kalitenin canlılık, güç ve enzimatik aktivasyonun değişimi ve Klorofil Floresan görüntüleme tekniği kullanarak tohum kabuğundaki klorofil seviyelerindeki farklılığın belirlenmesi hedeflenmiştir. 6

21 2. KAYNAK ÖZETLERİ 2.1 Bitkisel Özellikler ve Üretim Miktarları Biber, ülkemizde olduğu gibi bütün dünyada yaygın olarak ve çok fazla tüketilen bir sebze türüdür. Domates ve patlıcan gibi Solanaceae -Patlıcangiller familyasından ve Capsicum cinsi içindedir. En çok tüketimi yapılan tür Capsicum annuum L. dur. Biber (Capsicum annuum L.) 75 cins ve 2 tür içeren Solanaceae familyasının bir üyesidir. Sıcak iklim sebzesidir. Tropik iklimlerde çok yıllık bir bitkidir. Anavatanı Meksika ve Orta Amerika dır. Gece sıcaklıklarının tohum üretimi açısından kritik önem taşıdığı, tatlı biberde 24 o C üzeri, şili tip biberde 3 o C üzeri gece sıcaklıklarının meyve tutumunu engellediği ifade edilmiştir. Tohum ekiminden sonra çimlenmenin, çeşide, tohum kalitesine ve toprak özelliklerine göre değişmekle birlikte, düşük toprak sıcaklıklarında uzun sürede meydana geldiği belirtilmektedir. Biber tohum ekimi için optimum toprak sıcaklıklarının o C olduğu, azalan veya artan toprak sıcaklıklarının çimlenme üzerine olumsuz etki ettiği ifade edilmiştir (Berke vd. 23). Sıcaklığın biberde tohum bağlama üzerine etkili olduğu ve gece sıcaklıkları düşük olduğu zaman biberin partenokarp meyve veya birkaç tohumlu meyve oluşturma özelliğinde olduğu ifade edilmiştir. Bu özellik, tohum üretiminde dezavantaj olarak karşımıza çıkmaktadır. Rylski (1973), anthesis öncesi ve sonrasına göre gece sıcaklıklarının meyve başına tohum adedi üzerine etki ettiğini, anthesis öncesi gece sıcaklıklarının 8-1 o C lere düşmesinin tohum sayısını azalttığı belirtilmiştir (Raymond 1999). Büyümenin ilk dönemlerinde otsu yapıda olan gövde daha sonra kısmen odunsu ve köşeli bir yapı kazanır. Gövde ve dallar hafif bir zorlamada hemen kırılır. Gövde üzerinde bazen antosiyan meydana gelir. Türlere göre değişik şekillerde dallanma meydana gelir. Bazı türlerde yan dal oluşumu meydana gelmez. Dallanmanın meydana geldiği türlerde, yan dal oluşumu hemen toprak yüzeyinden itibaren veya bazılarında 2., 3., 5., 6. boğumdan başlayabilir (Somos 1984). Çiçekler, yaprak koltuklarında veya dal koltuklarında tek veya salkım halinde meydana gelir. Erselik yapıda olan çiçeklerde beş adet çanak yaprak, beş adet taç yaprak, beş adet erkek organ ve 2-5 karpelli dişi organ 7

22 bulunur. Erselik çiçek yapısına sahip olan biberde az nispette yabancı tozlanma görülmektedir. Ancak Hindistan da yabancı tozlanmanın %68 e kadar çıktığını bildirmektedir (Raymond 1999). Meyvenin, şekil, renk, irilik, kabuk kalınlığı, et kalınlığı gibi özellikler bakımından çeşitlere göre farklılık gösterdiğini, tohumlarının ise oval, sarımtırak parlak renkte, tohum kenarları kalkık ve orta kısmı basık şekilde olduğunu belirtilmiştir (Somos 1984). Tohum rengi açısından Capsicum pubescens türünün farklılık gösterdiğini ve siyah renkli tohumlara sahip olduğunu ifade etmiştir. Aynı araştırıcı tarafından, tohumların bin dane ağırlığının 5-7 gr arasında değiştiği de belirtilmektedir. Biber, tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de yetiştiriciliği yapılan en önemli sebze türlerinden biridir. Sebze üretiminde dünyada 4. sırada olan Türkiye biber üretiminde 1.8 milyon ton üretim ile 3. sırada gelmektedir. Örtüaltı tarımında ise biber üretim miktarı tondur. Biber üretimi için ihtiyaç duyulan tohumluk hem yurt içi üretim hem de ithalat yoluyla karşılanmaktadır. 29 Yılında kg standart, 1811 kg hibrit olmak üzere toplam kg tohumluk üretilirken, 3 ton standart ve 1 ton hibrit olmak üzere 4 ton tohumluk ithal edilmiştir. Kamu Araştırma Enstitüleri standart çeşitlerde orijinal kademe tohumluk üretirken, sertifikalı tohumluk ve hibrit tohumluk ihtiyacı özel sektör tarafından karşılanmaktadır. Örtüaltı tarımının tamamına yakın kısmında hibrit çeşitler kullanılırken, açıkta yetiştiricilikte büyük oranda standart çeşitler üretilmektedir. Ancak, son yıllarda hazır fide ve açıkta da hibrit çeşitlerin kullanımı artmaktadır. 21 Yılında ticari sebze kayıt listesine kaydedilen hibrit biber çeşitlerinin sayısı 229 a ulaşmıştır (Anonim 21). 2.2 Tohum Olgunluğu ile İlgili Araştırmalar Tohum olgunluğu ile ilgili olarak iki kavramdan söz edilmektedir. Bunlardan ilki, kütlesel olgunluktur. Kütlesel olgunluk, tohumun maksimum kuru ağırlığa ulaştığı ve tohuma besin akışının durduğu dönemi işaret etmektedir. Ana bitkiden tohuma besin akışının durması veya ana bitki ile tohumun bağlantısını sağlayan funikulusun ayrılması tohum gelişiminin son aşamasıdır. Bir diğer olgunluk kriteri olan fizyolojik olgunluk ise, tohumların canlılık, hızlı ve homojen tarla çıkışı, depolanabilirlik gibi kalite 8

23 özelliklerinin maksimuma ulaştığı dönemi ifade etmektedir. Yapılan çalışmalar, soya fasulyesi (TeKrony vd. 198), buğday (Rasyad vd. 199) ve çin lahanasında (Ren ve Bewley 1998) maksimum tohum kalitesinin, tohumların maksimum kuru ağırlığa ulaştığı dönemde meydana geldiğini göstermektedir. Bu türlerde kütlesel olgunluk olarak ifade edilen tohumların maksimum kuru ağırlığa ulaştığı dönem, aynı zamanda tohumların maksimum kaliteye ulaştığı fizyolojik olgunluk dönemini ifade etmektedir (Bradford 24). Etli meyve türlerinde tohum gelişimi sırasındaki dolum safhasında maksimum çimlenme ve tohum gücüne ulaşan tohum fizyolojik olgunluğu gelmiş demektir (Welbaum 1999). Özellikle bu türlerde tohum nemi %35-4 oranında belirlenmiştir (Tekrony ve Egli 1997). Tohumdaki su kapsamındaki azalma kuru madde birikimi ile hızlanırken, su miktarının genotip ve çevresel etmenlere bağlı bir değişken olması sebebiyle fizyolojik olgunluğun göstergesi olarak kullanılamaz. Ancak bazı türlerde, maksimum tohum kuru madde birikimi ve kalitesi eş zamanlı meydana gelmemektedir ki; bunlar, biber (Capsicum annuum L.) (Demir ve Ellis 1992b; Oliveira vd. 1999), kavun (Cucumis melo L.) (Welbaum ve Bradford 1988) ve domatestir (Solanum Iycopersicum) (Kwon ve Bradford 1987; Berry ve Bewley 1991; Demir ve Ellis 1992a; Demir ve Samit 21; Dias vd. 26a). Bu türlerde osmotik çözeltiler ve şekerlerin birikimi ile meyve içinde düşük su potansiyeli oluştururken, yüksek oranda su kapsamını mümkün kılmıştır (Şekil 2.1). Fakat bu durum çimlenme için gerekli olanın altındadır (Welbaum ve Bradford 1988). Tohum kuru ağırlığı Tohum su kapsamı (%) Tozlanmadan sonraki gün sayısı Tozlanmadan sonraki gün sayısı Şekil 2.1 Biber olgunluk safhası süresince tohum kuru ağırlığı ve su kapsamındaki değişimler 9

24 Döllenme gerçekleştikten sonra tohum gelişimi üç ayrı döneme ayrılır. İlk gelişme döneminde hızlı hücre büyümesi ve farklılaşmasına bağlı olarak tohumun yaş ağırlık ve nem içeriğinde artış gösterir. İlerleyen dönemde depo maddelerinin sentezi ve depolanması tohumda kuru ağırlık miktarını artırır. Bu dönemde tohumda yaş ağırlık sabit kalırken, tohumun nem içeriği azalır ve azalan suyun yerini suda erimeyen depo maddeleri alır. Tohum gelişimi sırasında son dönem kuruma dönemidir ve tohum nem içeriği ile yaş ağırlık hızla düşerken kuru ağırlık azda olsa artar ve yaş ağırlık ile hemen hemen aynı seviyeye ulaşır. Bu gelişme ve olgunlaşma döneminde, tohumda olgunlaşma olmadan tohumun çimlenme özelliği kazandığı belirtilmektedir. Gelişmenin ilk dönemlerinde ana bitkiden alınıp, çevre dokularından ayrılarak çimlenme ortamına konulan embriyoda çimlenme görülmüştür. İlk olarak çimlenme özelliğini kazanan embriyonun, daha sonra sırayla kurumaya karşı direnç, tohum gücü (vigor) ve depo ömrü özelliklerini kazandığı ifade edilmektedir (Bradford 24). Döllenmeden sonra tohum gelişimi sırasında meydana gelen nem içeriğindeki azalma ve kuru ağırlık artışının nasıl değiştiği çevre faktörlerine ve türlere göre değişiklik göstermektedir. Tohum olgunlaşma döneminde baklagiller ve tahıllar gibi kuru meyve yapısındaki türlerde tohum nem içeriğinin %12-14 e kadar düşerken domates, kavun gibi etli meyve yapısındaki türlerde %4-45 seviyelerinde kaldığı belirtilmiştir (Demir 1991). Tohumların maksimum kuru ağırlığa ulaştığı kütlesel olgunluk dönemi ile bütün türler için maksimum tohum kalitesinin meydana geldiği dönemin aynı olmadığı ifade edilmektedir. Maksimum tohum kalitesinin, biberde kütlesel olgunluktan 5-15 gün sonra (Oliveira vd. 1999), domateste gün sonra, kabakta 2-24 gün sonra meydana geldiği belirtilmektedir (Demir ve Ellis 1993). Aşırı olgunluk tohum gelişimi sırasında meydana gelen doğal bir süreç değildir. Ana bitki üzerinde gelişen tohumlarda gelişmenin tamamlanmasından sonra tohumluk bitkilerin hasadının gecikmesi ile yaşlanma ve bozulmanın oluştuğu bir dönemdir. Tohum olgunlaştığında etli veya etli sulu meyve yapısı içinde bulunan türlerde, aşırı olgunluğun tohum kalitesine zararlı olduğu belirtilmektedir. Tohumdaki nem miktarının azalması olarak da ifade edilen tohum kalitesi aynı bitki üzerinde farklılık göstermektedir. Domates, kavun gibi tohumlarının etli ve etli-sulu meyvenin içinde bulunduğu türlerde, tohum olgunluk döneminde tohumlar kurumaya karşı direnç ve 1

25 çimlenme özelliklerini kazanmasına rağmen tohum nem içeriği yüksektir. Bu tür tohumlarda meyve içinde çimlenmenin engellenmesi erken dönemde hormonal sentezlerle (ABA) sağlanırken, daha ileriki dönemlerde meyvedeki osmotik basınçla sağlanmaktadır (Bradford 24). Meyve içinde meydana gelen çimlenmeler biberde (Demir 1991), hıyarda (Madalageri vd. 198) karpelde de görüldüğü belirtilmiştir. Biber tohumlarında dormansi olduğu ve bunun tohum gelişim aşaması ile ilgili olduğunu, daha az gelişmiş tohumların daha fazla dormansi gösterdiği ifade edilmiştir (Rvele ve Honma 1981). Edwards ve Sundstrom (1987), biberde tohumların hasat sonrası olgunlaştırılması ile (25 o C de 21 gün) dormansinin ortadan kalktığı ve çimlenme yüzdelerinin arttığı belirtilmiştir (Demir 1991). Tohum gelişimi ve kalitesi üzerine sıcaklık, su ve besin elementleri gibi çevresel faktörler ile hastalık ve zararlılar gibi biyolojik faktörlerin de etkili olduğu belirtilmektedir. Genellikle çevresel stresler, vegetatif gelişimi azaltmakta, bu da tohum sayısı üzerine etki eden fotosentez miktarını azaltmaktadır. Pek çok bitki tam olgun kapasiteye ulaşabilecek fazla miktarda tohum taslağı meydana getirmektedir. Tohum gelişimini olumsuz etkileyecek çevresel streslerin meydana gelmesi döllenmiş tohum taslaklarının erken dönemde aborsiyonuna neden olmaktadır. Bu da tohum sayısını azaltmaktadır (Bradford 1994). Biber tohum üretiminde tohum hasat zamanı, meyve renginin değiştiği (çeşitlere göre değişmekle birlikte genellikle kırmızı) dönemde tamamen olgun meyve dönemidir. Hasat edilen tohumluk meyvelerin, bir hafta süre ile serin ve kuru (25 o C ve %5 nem) bir yerde bekletilmesi ile olgunlaşmamış meyvelerin olgunlaşmasının sağlanacağı ifade edilmiştir. Birden fazla çeşitte tohum üretimi yapılıyorsa, hasat sonrası bekletme sırasında çeşit karışıklıklarına dikkat edilmesi gerekmektedir (Berke 21). Biber ve domateste tohumların maksimum kuru ağırlığa ulaştığı dönemde tohum kalitesini belirlemek için yapılan çalışmada; maksimum tohum kalitesi tohumların en yüksek kuru ağırlığa ulaştığı dönemden bir süre sonra meydana geldiği belirtilmiştir. Harrington un hipotezinden farklı olarak tohum kalitesinin maksimum düzeye 11

26 ulaştıktan sonra düşmediği, iki türün de geç hasatlarında yüksek olan tohum nem içeriğine bağlanabileceğini kaydetmiştir (Demir 1994). Biberde tohum ayırma dönemindeki meyve olgunluğunun tohum kalitesi üzerine etkilerinin araştırıldığı çalışmada; 3 farklı dönemde (yarı olgun, tamamen olgun ve aşırı olgun) hasat yapılmış, elde edilen tohumlarda 13 ve 25 o C de çimlenme testleri uygulanmıştır. 13 o C de yarı olgun meyvelerin tohumlarının, tam olgun meyvelere göre daha düşük çimlenme yüzdesine sahip olduğunu belirtmişlerdir. Hasat sonrası oda koşullarında yapılan olgunlaştırma ve aşırı olgunlaştırmanın yarı olgun meyvelerden alınan tohumların çimlenme gücü üzerine olumlu etkisi olmasına rağmen yine de tam olgun dönemde hasat edilen meyvelerin hasat sonrası olgunlaştırma yapılan tohumlarına göre daha düşük seviyede kalmıştır. Tam olgun dönemde hasat edilen tohumluk meyvelerde yapılan hasat sonrası olgunlaştırma işleminin çimlenme özelliklerini olumlu etkilediğini ifade etmişlerdir (Cavero vd. 1995). Meyve özellikleri ve tohum olgunlaşma aşamalarının biber gibi etli meyve yapısındaki türlerde tohum hasat zamanının tohum kalitesi üzerine etkilerini belirlemek için yapılan birçok çalışma mevcuttur. Meyve renginin kırmızıya döndüğü erken dönemden meyvelerin tam olarak olgunlaştığı döneme kadar yapılan hasatlarda maksimum çimlenme yüzdesi ve maksimum normal fide sayısı belirlenirken, meyve olgunluk derecesinin de ortalama çimlenme zamanını etkilediği ve tam olgun dönemde yapılan hasatlarda ortalama çimlenme zamanının azaldığı buna karşın geciken hasatların ortalama çimlenme zamanının ise arttığı belirlenmiştir (Valdes ve Gray 1998). Biberde bitki yoğunluğunun ve bitki başına meyve sayısının tohum kalitesi üzerine etkisini araştırmak için yapılan çalışmada; Resistant Giant biber çeşidinde düşük bitki yoğunluğunun yüksek bitki yoğunluğuna göre daha iri meyve ve yüksek çimlenme yüzdesine sahip tohum meydana getirdiği ve meyve seyreltmesinin yapıldığı bitkinin meyvelerinden, seyreltme yapılmayan bitki meyvelerine göre daha yüksek çimlenme yüzdesine sahip tohum alındığı ortaya konmuştur (Sanchez vd. 1993). 12

27 2.3 Tohum Depolama ve Yaşlanma Fizyolojisi Ticari olarak üretilen tohumların genellikle üretildikleri yıl bir kısmı tüketilse de, geriye kalan kısmının çeşitli nedenlerle (gen kaynağı olması, istenilen değerde satılamaması, talep edilenden fazla üretim olması vb.) depolanması gerekmektedir. Ancak depolanan tohumlarda, depolama esnasında başta canlılık ve güç kaybı gibi fizyolojik parametreler olmak üzere, çeşitli biyokimyasal değişimler ortaya çıkmaktadır. Günümüzde depo koşulları ayarlanarak tohumları canlılık ve güç kaybı olmadan ya da en az kayıpla depolama yolları aranmaktadır. Tohum depolamadaki temel hedef üretim sonrası ile ekim arasında maksimum kaliteyi korumaktır. Roos (1982) a göre; tohum ömrünün tartışmalı bir konu olduğu ve ömrün binlerce yıla çıkarılabileceği iddia edilmektedir. Bununla birlikte, sıvı azotun kullanıldığı depolama teknikleri ile tohum ömrünü binlerce yıla uzatma olasılığı mümkün görülmektedir. Fiziksel ve kimyasal teknikler kullanılarak tohum canlılığını belirlemek amacıyla çeşitli denemeler yapılmış ancak kesin bir sonuç elde edilmemiştir. Tohum bozulma sistemleri tam olarak bilindiği takdirde tohum canlılığını, tohuma zarar vermeden değerlendirmek mümkün olabilmektedir. Özellikle Klorofil Floresan gibi tekniklerle tohum grupları ölü tohumlar elimine edilmek suretiyle değerlendirilebilir ve çiftçi de ektiği tohumun sağlamlığı konusunda endişelenmek zorunda kalmaz. Ellis ve Roberts (1981) canlılığını uzun yıllar muhafaza eden ve ortodoks olarak adlandırılan tohumlarda yaşlanma ile depolama koşulları arasındaki ilişkiyi araştırmışlardır. Tohumların yaşlanmasında birçok içsel ve dışsal faktörün etkisi vardır. Bunlar özetle ortam şartları (sıcaklık, nem ve gazlar), radyoaktif ışınların varlığı, bünyede kendiliğinden mutasyona neden olan maddelerin birikimi, yağlarda meydana gelen oksitlenme, kromozomlarda meydana gelen zararlanma ve bozulmalardır (Bewley ve Black 1985, Priestley 1986, Roberts 1988). Başay vd. (24) yaptıkları çalışmada uygulanmış biber tohumlarını 2 C ve 5 C de 6 ay süreyle depolamışlar ve bu sürenin depolama için ideal olduğunu ileri sürmüşlerdir. Kretschmer (1982), yaptığı çalışmada marul tohumlarını 5 C de 12 ay süre ile depolamış ve depolama süresince kırmızı ışık ve PEG uygulamasının olumlu etkisini gözlemlemiş ve 12 ay depolamanın mümkün 13

28 olduğunu belirtmiştir. Harrison ve Carpenter (1977)'a göre, 19 ºC de açıkta nem kontrolsüz depolanan tohumlar zamana bağlı olarak canlılıklarını kaybederken, -2 ve ºC de nem geçirimsiz kaplarda % 3-4 ve % 16 nem içeriğinde 3 yıla kadar depolanan tohumların çimlenme gücünde azalma saptanmamıştır. Biber tohumlarında yapılan bir araştırmada 35 ºC de 6 aya kadar depolanan biber tohumlarında, çimlenme oranı depolamanın 2. ayında % 25-3 a, 3. ayda ise % 1 un altına düştüğü saptanmıştır (Georghiou vd. 1987). Tohumların yaşam sürelerini belirleyen etmenlerin, tohum nemini kontrol eden havanın oransal nemi ve tohumdaki biyokimyasal olayların hızını etkileyen depolama sıcaklığı olduğu belirtilmiştir (Harrington 1972, Kacar 1989, Sağsöz 2). Yapılan çalışmalar sonucunda tohumların canlılıklarını koruyabilmeleri için 21 C de nispi nemin %6 tan, 4-1 C de %7 ten daha yüksek olmaması gerektiği ortaya konmuştur (Sağsöz 2). Ortodoks tohumların canlılık süresi, depolama sıcaklığı ve tohum nem kapsamı azaldıkça artmaktadır. Tohumlar yaşam sürelerini uzatmak için uygun koşullarda depolansalar bile, serbest radikal içeriğinin artması, protein yapılarının değişimi, besin rezervlerinin bozulumu, yağ asidi içeriği ve enzimatik aktivitelerinin değişimi, membran zararı, kromozom değişimleri ve solunum artması nedeniyle belirli süreler sonucunda zarar görmekte ve canlılıklarını kaybetmektedir (Justice ve Bass 1979). Tohumlardaki yaşlanma hızını etkileyen en önemli çevresel faktör nispi nem ve sıcaklıktır. Tohumların yaşam sürelerini etkileyen depo koşullarına yönelik temel kural ilk olarak 196 da Harrington tarafından geliştirilmiştir. Başparmak Kuralı olarak bilinen bu kuralda; depo sıcaklığındaki her 5 ºC lik azalmanın veya tohum nemindeki her %1 lik azalmanın tohum ömrünü ikiye katladığı ve her iki parametrenin birlikte etkili olduğu belirtilmektedir. Tohum nem kapsamı ve sıcaklıkla ilgili olarak yapılan çalışmalarda sıcaklık ve tohum nem kapsamı arttıkça tohumların ömrü kısalmış ve kimyasal bozulmalar artmıştır. Yüksek tohum nem kapsamı ve yüksek sıcaklıkta yaşlanmanın hızlandığını belirtmiştir. Yaşlanma ile birlikte tohumlarda çeşitli parametrelerde değişim söz konusu olmaktadır. Tohumun gücü ve canlılığı azalmakta ve tohumdan sızan madde miktarı artmaktadır. 14

29 Ancak, bu canlılık ve güç kayıpları tohum tür ve çeşitlerine göre değişmektedir. Tohumlarda yaşlanmanın nedenleri ile ilgili birçok teori ileriye sürülmüştür. Tohum bozulması konusunda ileri sürülen en eski teorilerden birisi tohumdaki besin rezervlerinin azalması" dır. Tohumların çoğu, binlerce yıl sonra çimlenmelerine yetecek kadar besin maddesi içermektedirler. Ayrıca, kuru tohumlarda biyokimyasal indirgenme reaksiyonları fark edilemeyecek kadar yavaştır ve çoğu tohumun ömrü yedek besin maddelerinin tüketilmesi için yetersizdir (Sağsöz 2). Diğer teoriler ise, toksik bileşiklerin birikmesidir. Bu teoriye göre; düşük nem koşullarında toksik maddelerin birikmesi sonucu solunum ve enzim aktivitesi azalmaktadır. Ayrıca, yaşlanmanın nedeni olarak, tohumda çimlenmeyi engelleyen bir madde olan absisik asitin birikmesi ileri sürülmüştür (Smith ve Berjak 1995, Sağsöz 2). Ayrıca da, çimlenmenin başlangıç mekanizmasının bozulması da söz konusudur. Çimlenmenin uyarılması için enzim aktivitesinin başlatılmasında gibberellinler ile sitokininlerin rolü üzerinde durulmuş ve bu tür gelişme hormonlarının yaşlanmış tohumlarda çimlenmeyi arttırdığı savunulmuştur. Tohumlarda görülen yaşlanma sebeplerinden en baskın olanı ise; enzimlerin yapılarındaki temel değişiklikler sonucu enzim azalması ve inaktivasyonudur (Saxena vd. 1985, Ram ve Wiesner 1988, Basavarajappa vd. 1991, Livesley ve Bray 1991, Kalpana ve Rao 1993, Salama ve Pearce 1993, Basra ve Malik 1994, Aung ve McDonald 1995, Murthy ve Sun 2, Sağsöz 2, Goel vd. 22). Yaşlanmış tohumlarda katalaz, dehidrogenaz ve glutamik asit dekarboksilaz gibi enzimlerin aktivitesinde azalma meydana gelmektedir. Enzim aktivitesinin azalması, solunum potansiyelini ve ATP oluşumunu, dolayısıyla çimlenmede tohuma sağlanan besin miktarını düşürmektedir. Tohumun nem içeriği belirli bir düzeye ulaştığında enzimler aktive olmaktadır. Tohumun çimlenmesi için, nem içeriğinin optimum düzeyde olması gerekir. Eğer nem düzeyi çimlenme için yeterli değilse, parçalanan ürünlerin birikmesine bağlı olarak tohum bozulmaktadır. Bozulmanın belirtisi de lipaz enziminin aktivitesine bağlı olarak, serbest yağ asitleri miktarının artmasıdır. Fosfolipaz ve hidrolaz gibi bazı enzimler ve fosfolipidler tohumun zar yapısını bozmaktadırlar. (Sağsöz 2). Basra ve Malik (1994) yaşlanan soğan tohumlarında peroksidaz ve 15

30 katalaz enzimlerinin aktivitesinin azaldığı belirleyerek, böylece lipid peroksidasyonunun arttığını ileri sürmüşlerdir. Tohumların yaşlanma nedeni olarak ileri sürülen diğer yaklaşım ise; genetik bozulmadır (Harrington 1972, Abdul-Baki ve Veerson 1972, Osborne 198, Smith ve Berjak 1995, İlbi ve Eser 24). Bazı durumlarda, canlı tohum dokularında tesadüfen meydana gelen somatik mutasyonlar tohum bozulmasına neden olabilmektedir (Sağsöz 2). 2.4 Tohum Kalitesini Arttırma Amaçlı Uygulamalar Kalite kavramının her alanda ön plana çıktığı çağımızda önemli bir ticari ve tarımsal değere sahip tohumda kalitenin sorgulanması da önemli bir gelişmedir. Tohumda kalite ölçütlerinin belirlenmesi, standartların ve de bunların kontrol edilmeleri ile ilgili kuralların ortaya konması tohum ticaretinin gelişmesine paralel bir değişim göstermiştir. Tohumda kalite ile tohumun taşıdığı bazı özelliklerdeki mükemmelliğin derecesi veya o tohumun depolandığında veya toprağa ekildiğinde göstereceği performansı etkileyen özellikler toplamı olarak ifade edilmektedir. Bu konu ile ilgili son yaklaşımlara göre; kalite ihtiyaç duyulan çeşitliliğin sağlandığı, yabancı ot ve etkisiz maddelerden ari, hastalıksız ve başarılı bir üretimdir (Powell 29). İyi kalitede tohum üretimi karlı ve uzun süreli tarımın temelidir. Üretimi takiben; tohumun işlenmesi, depolanması, nakliyatı birbiriyle yakından ilişki içinde olan aşamalardır. Kalitenin korunması, üretim safhasının her basamağının yakından kontrolü ile olur. Tohum kalitesini belirleyen en temel etmenler arasında ana bitkinin beslenme durumu, hasat dönemi, patojenik etkiler ve hasat sırasındaki mekanik zararlanmalar gelmektedir. Bununla beraber fungus, bakteri, böcek gibi biyotik ve kaymak tabakası, su stresi gibi abiyotik faktörler de tohum çimlenmesi ve fide gelişimini ekim sonrası etkileyen önemli faktörlerdir. Yüksek kalitede tohumların üretilememesi ya da üretim sonrası kalitenin korunamaması, özellikle erken ilkbaharda düşük sıcaklıklar veya kışlık türlerin fidelerinin yetiştirildiği yaz dönemindeki yüksek sıcaklıklar, Akdeniz ve Güneydoğu Anadolu gibi bölgelerimizde çıkışta düzensizlik ve gecikmelere, istenen bitki populasyonunun elde edilememesine, zayıf ve cılız fide oluşumuna neden 16

31 olmaktadır. Tohum fiyatlarının hibrit tohum kullanımı ile oldukça yüksek olduğu günümüzde bu gibi olumsuzluklardan kaynaklanan tohum kayıpları hem üreticiyi (sağlıklı fide elde edememe, vejetasyon süresindeki uzama vs.) hem de tohum firmalarını ekonomik olarak etkilemektedir. Tarlada çıkış oranı ve homojenliği olarak da tanımlanan tohum kalitesinin, başarılı bir sebze üretimi için önemli bir etken olduğu ve maksimum tohum kalitesinin de meyve olgunluk derecesi ile ilgili olduğu ileri sürülmüştür (Valdes ve Gray 1998). Geleneksel uygulamalar olan morfolojik yöntemler (tohumlarda fiziksel gözlem, laboratuvar çimlendirme ve tarla çıkış testleri, TTZ, tohum güç ve sağlık testleri) haricinde modern metotlar (elektroforez, moleküler işaretleyiciler) günümüzde aktif olarak kullanılmaktadır. Ancak bahsedilen tüm bu metotlara alternatif olacak son yaklaşımlarda ise; İmaj (görüntüleme) ve KF-analizleri ile tohuma zarar vermeden kaliteyi arttırmak olanağı belirlenmiştir (Burg 29). Bitki üretiminde kalite sınıflandırması ve analizi için kullanılan makina görüntülü sistemlerin en önemli özelliği, hızlı ve doğru görüntü ile analiz yapabilmektir. Bu yöntemler arasında bilgisayar destekli imaj analizleri; Klorofil Floresan ayrım ve görüntüleme, CCD kamera, yatay tarayıcı (flat-bed scanner), X-ray tarama ve Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) görüntüleme kullanılmaktadır (Chen ve Sun 1991). Belirtilen sistemler, tohum morfolojisi ve biyolojisinin görüntülenerek açıklanmasını sağlamaktadır. Tohumdaki morfolojik gözlemler dışında hücresel boyuttaki izlenimlerle de hücrenin aktivitesinin ve su kapsamının incelenmesi, fizyolojik, biyokimyasal, moleküler ve biyofiziksel mekanizmaların tohum gelişimindeki takibini mümkün hale getirmiştir. Tarama teknolojisi genellikle tohum katolog üretimi için yaygın olarak kullanılır. Soğan, havuç gibi türlerin tohumlarında sanal tohum modellemesi 2 boyutlu olarak, Quick Time VR teknolojisi kullanarak yapılmaktadır (Sako vd. 21a). Bu sistemler, fide kalite testi olarak da kullanılmaktadır. Örneğin; 3 günlük marul (Sako vd. 21b) ve soya fideleri tarayıcı bulunan metal kutularda görüntülenerek; anormal ya da hastalıklı fidelerin belirlenmesi yanında çıkış performansının istenen zaman aralığında izlenimi de sağlamıştır (Hoffmaster vd. 23). Petrilerde yetiştirilen farklı küçük tohumlu (İmpatiens wallerana, petunya, lisianthus, karnabahar, domates, biber, vinca, marigold) türlerinde de dijital görüntüleme denenmiştir (Geneve ve Kester 21, Oakley vd. 17

32 24). Koyun yumağı, domuzayrığı, üçgül gibi tarla bitkilerinde de kök uzunluğu ve çap ölçümü dijital görüntü yakalama tarayıcıları ve dijital kamera kullanılarak görüntülenmektedir (Zobel 23). Kontrollü bozulma güç testine tabii tutulan mercimek tohumlarında renkli görüntüleme (RGB) ile yüksek çözünürlükte tarama teknolojisi denenmiştir. RGB (red, gren, blue) renk skalasına göre tohum kabuk rengi ile çimlenmedeki kalite kaybı belirlenmiştir (Dell Aquila 26). Mercimek tohumlarında, nem ve sıcaklık koşullarında strese sokularak üç farklı çimlenme oranı elde edilmiştir (Dell Aquila 26). Benzer durum lahanada Klorofil Floresan metodu ile belirlenmiştir. Tohumlar yüksek, orta, düşük renk yoğunluğunda gruplara ayrılarak; yüksek çimlenme, düşük renk oluşumu düşük çimlenme performansına göre sınıflandırılmıştır (Jalink vd. 1998, Dell Aquila vd. 22). Ayrıca domates, hıyar ve marulda da denemeler başarılı sonuçlar vermiştir. Tohumdaki fizyolojik bozulma ya da yaşlanma etkileri fiziksel değişim olarak kabukta kahverengileşme gibi renk değişimleri görülmektedir. Biyomorfolojik tohum yapısı, bilgisayar destekli imaj analiz sisteminde analiz edilerek veriler hardiske kaydedilir (Dell Aquila 24a). Tohum boyutu, şekli, büyüme zamanı ve fizyolojisi gibi verilerle tohumlar arası ilişki kurulur. Objektif metodun önemi, büyümenin analiz edilmesi olup subjektif görüntülemede bitki yapısındaki morfolojik farklılıkların anlaşılmaması durumunda milimetre ya da mikron ölçekli boyutlarda sabit görüntü elde edilebilir (Silk 1984a). Tohumlar üç boyutlu şekle sahiptir ancak yakalanan görüntü monitör ya da sayfada iki boyutlu (2-D) olarak görülür (Loomis vd. 1999). Dijital tohum görüntüsü, 2-D obje gibi varsayılır, kartezyen düzlem üzerinde dikey olarak yer alır. Sonuçta, birçok tohum şekli ve boyutu farklı renkte (Red-Green- Blue (RGB)) belirlenir. Tohum analist ve araştırmacılara canlılık ve çimlenme kapasitesi tahmininde yardımcı olacak bir metotdur (Dell Aquila 26). Yatay tarayıcı ile çimlenen tohumların dijital görüntüsü yakalanıp bilgisayara aktarılır. Elde edilen görüntüler bilgisayarda fidelerin morfolojik yapılarına göre farklı şekilde değerlendirilip numaralandırılır. Bu değerlendirmeler; hipokotil ve kökçük uzunluğunun ortalamasını, hipokotil ve kökçüğün toplam uzunluklarının standart sapma değerlerini ve kök/hipokotil uzunluk oranlarını kapsar. Bu değerler fide gelişiminin uniformitesini, hızını ve gücünü belirlemede önemlidir. 18

33 CCD ve dijital görüntüleme tekniklerinin en önemli avantajı floresan görüntülerin analizinin nitel ve nicel olarak tespit edilebilmesidir. Çalışmalarda, CCD kamera (Changed Coupled device) sistemi yatay-tarayıcıdan (Flat-bed scanner) daha çok kullanılmaktadırlar ve özellikle petride 2 ml lik polymeraz agoroz ortamını tercih edilir. Petrinin altından floresan lamba ile aydınlatma sağlanır. Her tohum için 3 dakikalık su alımı takip edilir. Dell Aquila vd. (2) bu tekniği beyaz baş lahana tohumlarının su alım hızını hesaplamak için kullanırken, McCormac ve Keefe (199) ise karnabahar tohumlarında düşük sıcaklıkta su alımı oranı ile fide kök gelişimi arasındaki korelasyonu belirlemişlerdir. Tohum kabuğunun yapısına bağlı olarak kalite tahmininin hızlı ve kolay bir şekilde yapılması sağlanır. Tohum gücündeki farklılıkların kaynağı, tohum embriyosundaki morfolojik farklılıklara ve endospermin kullanılma durumuna bağlı olarak belirlenir. X- Ray taramada CCD kameraya gerek olmadan görüntü yakalanır ve bilgisayara aktarılır. Her taramada 1 tohum görüntülenir. X-Ray görüntüleme ile hasarsız olarak tohum embriyo boyutu, morfolojisi ve endosperm miktarı ile serbest alan oranı tanımlanır (Chavagnat ve Le Lezec 1984, Simak 1991). Şaşırtma safhasındaki domates fidelerinin morfolojik yapılarını tahmin için X-ray fotoğraflama tekniği kullanılmıştır (Burg 1994). Genelde ticari üretimde sera dışında yapılan standart çimlendirme testleri ile normal fide yüzdeleri belirlenir. Ancak, bu testlerle standardizasyonu yakalamak zordur. X-ray analizi bu duruma alternatif olabilir. 14 günlük fidelerin morfolojik yapıları, analiz ile belirlenen embriyo boyutu ve morfolojisi, endosperm miktarı ve serbest alan kısmı arası korelasyon kurulur. Kotiledon morfolojisi ile kullanılabilir fide (transplant) arasında çok yüksek bir korelasyon vardır. Bu metot uygulanmış tohumlarda daha etkin sonuçlar vermiştir. 2.5 Klorofil Floresan Ayırım Metodu Tohum ototrof bir yapı taşımadığı için çimlenme sürecinde gereksinim duyduğu maddeleri ortamdan özellikle endosperm ya da bazı türlerde kotiedonlarda biriken besin elementlerinin parçalanması ile hazır olarak alır ve bunların enerjiye dönüştürülmesini sağlar. Bu bağlamda birçok türde olgunlaşma sürecinde kuru maddede meydana gelen 19

34 artış ve özellikle de yüksek enerji kapsamı olan yağ, protein ve nişasta birikimi tohumun hazır besin kaynaklarını oluşturur. Tohumun olgunlaşma sürecinde gösterdiği önemli bir değişiklik erken gelişme dönemindeki klorofil miktarının hızla parçalanması ve tam olgunlukta çok az ya da tamamen kaybolmasıdır. İlk kez kolza tohumlarında yağ kalitesinin saptanması amacıyla klorofildeki değişim ve tohum olgunluğu arasında yakın bir ilişki bulunmuştur (Ward vd. 1995). Kolza tohumu klorofillaz enzimi içerir ve bu enzimin aktivitesi tohum nemi %65 iken en üst seviyeye yükselir, böylece klorofilin parçalanması gerçekleşir ve buna bağlı olarak nem azalmaya başlar. Bu çalışmalar kolza tohumlarının olgunlaştıkça klorofil kapsamının azaldığını göstermiştir. Ancak klorofilde olan bu azalışın çimlenme değerleri ya da tohumun kalitesi ile olan bağlantısı hakkında tam anlamıyla ve detaylı çalışılmamıştır. Havuç ve soya fasulyesinde tohumun kapsadığı klorofil miktarı tohumun canlılık değerleri ile negatif bir ilişki göstermiştir (Steckel vd. 1989, Kwong 1991). Belirtilen çalışmalarda tohum klorofil miktarı spektrofotometrik metotlarla saptanmıştır. 2 li yılların başında saptanan KF (Klorofil floresan) ölçüm metodu, tohumların olgunlaşma sürecinde içinde bulundurmuş olduğu klorofilin olgunlaşma gerçekleştikçe parçalanmasını baz alarak tohumlara verdiği kırmızı ışığın (67 nm) emilen ve emilmeyen kısmında yansıması esasına dayanan bir metottur (Jalink vd. 1996). Klorofil tarafından emilmeyen ve yansıyan ışık sensörle algılanarak bilgisayara aktarılmaktadır. Bilgisayardan da dalga boyuna göre de tohumu yüksek ya da düşük kaliteli olarak iki gruba ayrılmaktadır (Şekil 2.4). Metodun temelinde klorofil miktarı ile kalite arasında negatif bir ilişki bulunmaktadır; daha fazla klorofil daha düşük kaliteyi daha az klorofil ise daha yüksek kaliteyi temsil etmektedir. Klorofil floresan ölçümü, tohumdaki klorofil a (klorofil b den daha hızlı parçalanır) miktarının ölçümünün tohuma zarar vermeden yapılması esasına dayanır (Şekil 2.3). Olgunlaşma süresince tohum ve tohum kabuğundaki klorofil miktarı düşer, böylece kalite artar. Bu yüzden tohum kalitesi, tohumdaki klorofil miktarı ile ilişkilendirilmiştir. Örneğin; lahana tohumları kuru meyvenin içinde olgunlaşır. Ayrıca bitkide çiçekler farklı zamanlarda açtıklarından hasatta elde edilen tohumların olgunluk seviyeleri de farklı olur. 2

35 Şekil 2.2 JS21 sorter Klorofil Floresan ayrım tekniği cihazı Şekil 2.3 Klorofil Floresan ayrım tekniği ile yapılan işlemin bilgisayardan izlenmesi 21

36 Şekil 2.4 JS21 sorter Klorofil Floresan ayrım tekniği cihazı ekipmanları Klorofil Floresan ayrım tekniği için USA patenti alınan türler; lahana, turp, kereviz, arpa, pirinç, soya, havuç, şeker pancarı, domates, biber, hıyar, kavun, viola, impatiens, sardunya ve çuha çiçeğidir (Jalink ve Schoor 23). Tekniğin ilk kullanıldığı türlerden biri lahanadır ve lahana tohumlarında klorofil miktarı olgunlukla beraber azalmıştır (Jalink vd. 1998). Bu metot, içeriğinde klorofil bulunmayan mısır ve ayçiçeği tohumlarında kullanılmamaktadır. Benzer olarak domateste yapılan çalışmalarda maksimum canlılık ve kalite klorofil miktarının minimuma yakın olduğu devre ile çakışmaktadır (Jalink vd. 1999, Suhartanto 22). Domateste farklı boğumlardan alınan tohumların kalitesindeki değişimler de bu metotla saptanabilmiştir. Suhartanto (22) klorofil miktarı yüksek olan domates tohumlarının çimlenme enzimlerini oluşturma ve enzim aktivasyonu bakımından düşük klorofillilere göre daha düşük değerlere sahip olduğu blirtilmiştir. Klorofil floresan sinyal miktarına bağlı olarak; kültürü yapılan türlerde (lahana, biber, domates, pirinç, soya, hıyar, şekerpancarı) ve çiçek tohumlarında (Kadife çiçeği, viola, Pelargonium) olgunluk durumlarına göre sınıflandırma yapılır. Yüksek Klorofil Floresana sahip tohumlarda, düşük ve orta seviyede KF içeren tohumlara kıyasla çimlenme yüzdesi, normal fide oranı düşüktür. Tohum kalitesi, tohum kabuğundaki klorofil miktarı ile ters orantılıdır. Kontrollü bozulma testi ile belirlenen üç Klorofil 22

37 Floresan sınıfı arasındaki kalite farkı daha net belirlenerek; az olgun tohumların ayrılması ile tohum partisinin kalitesi yükselir ve tohumun fizyolojik olgunluğu hasarsız şekilde tespit edilmiş olur. Çimlenme safhasındaki mısır tanelerinde KF yoğunluğu tespit edilmiştir. 65. Saatte belirlenen kökçük çıkışı ile KF değerindeki yükseliş doğru orantılı olarak tespit edilmiştir (Şekil 2.5). Su alım zamanı (sa) Şekil 2.5 Çimlenme safhasındaki mısır tohumlarının su alım hızı ile KF ilişkisi Çimlenme safhasındaki dört biber tohum partisinin KF değeri ölçülmüştür. A ve B tohum partileri su alımından sonraki 94. saatte normal kökçük çıkışı gösterirken, C tohum partisi daha geç çimlenmiştir. D tohum partisinde ise KF sinyali artış göstermemiş sabit kalmıştır (Şekil 2.6). Klorofil floresan (pa) Klorofil floresan (pa) Zaman (sa) Şekil 2.6 Çimlenme safhasındaki biber tohumlarının metabolik aktivite tespiti Çimlenme süresince biber tohumu embriyosuda klorofil sentezler. Tohum kabuğu ışığı geçirmeye başlayınca, metabolitik aktivite gözlenir. Bu metod priming uygulamalarına 23

38 belirleyici rol oynar. Kökçük çıkışından önce klorofil artış gösterir. Yüksek çözünürlükte tek pigment ölçümü tohum sınıflandırma teknolojisinde kullanılır. Tohum kalitesi ile pigment miktarı arasında korelasyon vardır. Floresan metodu tohum ve testadaki klorofilin varlığına bağlıdır (Jalink 1996). Sınıflandırılan tohumlar KF seviyesine bağlı olarak farklı olgunluk ve kaliteye göre ayrılır. Klorofilin parçalanması tohum nemi, etilen, ABA ve enzimatik aktivitelere bağlıdır (Johnson-Flanagan ve Spencer 1996, Green vd. 1998). Johnson-Flanagan vd. (1994), kanola tohumlarındaki klorofilin parçalanmasında peroksidaz ve klorofilaz enzimlerinin görev yaptığını açıklamışlardır. Kanola tohumlarında yeşil pigment miktarı olgunlaşma ile daha fazla azalmış ve klorofilaz enzimi kanola tohumlarında tespit edilirken hardal tohumlarında bulunamamıştır. Kanola tohumlarında klorofil parçalanması yüksek klorofilaz ve düşük peroksidaz aktivitesi ile ilgili bulunmuştur. Ancak, hardal tohumlarında bu durum tam tersi olmuştur. Hasat olgunluğunda olan kanola tohumlarındaki enzim aktivitesinin klorofil miktarındaki azalma ile arttığı belirlenmiştir (Tsang vd. 23). Dell Aquila vd. (22) klorofil floresan metodunun genbankalarında tohum depolama amacıyla da kullanılma olanaklarının olabileceğini belirterek, depolama sürecinde olan canlılık değişimleri lahana tohumlarında klorofil içeriğindeki değişim ile bağlantılı olarak farklılaşmıştır. Klorofil içeriği düşük olan tohumlar daha uzun süre depolanabilme özelliği göstermiştir Klorofil Floresan ayrım cihazı çalışma prensibi Birçok türün tohumu ham dönemde yeşil renkte görünüme sahiptir, bu da klorofil miktarının yüksek olduğu anlamına gelmektedir. Olgunlaşma süresince tohumdaki klorofil bir miktar azalır ve yeşil renk türe ve diğer faktörlere (iklim, toprak, beslenme hasat zamanı) bağlı olarak değişim gösterir. Olgunlaşma dönemindeki bu azalış kalitenin artışını sağlamaktadır. Bu sebeple kalite kriterlerinden biri de klorofil tespitidir. Klorofil, ışınım (floresan) özelliğine sahip organik bir moleküldür. Belli bir dalga boyundaki ışığı emerek daha uzun dalga boyundaki ışığı yansıtır. Klorofil Floresan sistemi Hollanda da Plant Research International (PRI) enstitüsünde (Wageningen) tohumlar için geliştirilmiştir. Bu teknik tohumlardaki klorofili oldukça hassas, hızlı ve zararsız olarak tespit etmektedir. Bilimsel olarak Klorofil Floresan (KF) 24

39 methodunun tohum olgunluğunu tespit ettiği belirlenmiştir. Klorofil miktarı az ise tohumlar olgun, fazla ise tohumlar ham olarak belirlenir. KF methodu, olgun tohumun gönderdiği düşük floresan değeri ya da ham tohumdan algılanan yüksek floresan değerine bağlıdır. Bunu sonucunda kalite tespit edilir ve ticari kontrol gerçekleşir. Absorbans floresan lazer dedektör lazer Hava girişi Optik filtre ve fotodiyot tohumlar Dalga boyu(nm) Basınçlı hava Şekil 2.7 Klorofil floresan ölçümünün şematik görünümü (Jalink ve Schoor 23) Bu unite; lazerdiyot, uygun filtreli lens sistemi ve fotodiyotdan oluşur. Klorofilin uygun dalga boyunda ışıma özelliği ile tohum olgunluğu belirlenir. Doğrusal titreşim kullanılarak tohumlar sıraya sokulur ve tek tek optik KF unitesinde taranır (Şekil 2.7). Lazer bu dalga boyuna (67 nm) uygun ışık yayar. Tohum kabuğundaki klorofil bu ışığı absorbe eder. Lazer ışığının emilen kısmı klorofil tarafından biraz daha uzun olarak tekrar kırmızı renk olarak yayılır. Bu yansıyan ışığa floresan denir. Floresan dalga boyunda özel geliştirilmiş optik filtreler kullanarak lazer ışığı filtre edilebilir ve Floresan fotodiod tarafından ölçülür. Bu özellik kullanılarak, tohumdaki klorofil miktarı, diğer renk ve spektrum ölçümlerinden daha hassas ve seçici olarak belirlenir. Tohum sınıflandırması için bilgiler bilgisayar aktarılır ve tohuma havanın çarpması ile sinyal belirlenir, bu sinyal ayarlanabilir eşik değerine bağlıdır. İlk sınıflandırmada yüksek KF ayrılır ardından bu parti tekrar sınıflandırmaya tabi tutulur ve düşük, orta sinyaller elde edilir. Klorofil Floresan sinyalinin büyüklüğüne dayanarak birçok sebze (lahana, biber, domates, hıyar, havuç) tohumları farklı olgunluk sınıflarına ayrılabilmektedir. 25

40 2.5.2 Klorofil Floresanın olgunlukla bağlantısı İyi kalitede tohum üretimi için maksimum tohum gücünde fizyolojik olgunlaşma zamanında hasat yapılmalıdır. Lahanada çiçeklerin açma zamanı ve bulundukları yerlere göre tohum olgunlukları farklılık gösterir. Yetiştirme koşulları ve iklime göre olgunluk düzeyleri arasında fark vardır. Olgunlaşma süresince olan düşük sıcaklıklar klorofilin parçalanma süresini uzatır ve yeşil tohum problemi yaşanır. Steckel vd. (1989), olgunlaşma süresince havuç tohum kabuğundaki klorofil miktarında azalma olduğu belirlenmiştir. Bu süreçte tohum rengi yeşilden kahverengiye döner. Havuç tohumlarında optimum hasat zamanını belirlemek için yapılan çalışmada; KF analiz dağılımına göre olgunluk dönemi ilerledikçe Klorofil Floresan değeri azalmış ve dönemin hasat için uygun olduğu tespit edilmiştir (Şekil 2.8). Lahana için bu durum, tür ve çeşide bağlıdır (Ward vd. 1992). Bu olay renklenme olarak adlandırılır. Tohumda renklenme, elektron ve oksijen üreterek oksidatif zararlanmaya sebep olan klorofilin azalması açısından önemlidir. Depolama süresince tohumda meydana gelen bozulmalar, serbest radikallerin oksidatif zararlanma ile protein, nükleik asit ve membranda hasara yol açması ile olur (De Vos vd. 1994). Tohum kalitesinin direkt klorofil varlığı ile ilgili olup olmadığı belirsiz olmakla birlikte, tohumun kırmızı ışığa maruz bırakılıp çimlenme performansı incelenmiştir. Klorofil floresan (pa) Hasat zamanı (dönem) Şekil 2.8 Havuç tohumlarında optimum hasat zamanını belirlemek için yapılan KF analiz dağılımı (Jalink ve Schoor 23). 26

41 Çiçeklenmeden sonraki gün sayısı ilerledikçe yani olgunlukla birlikte klorofilde lineer bir azalma olur. Klorofil içeriğindeki düşüş, tohumun çimlenme performansını yükseltir (Steckel 1989). Düşük klorofilli tohumda, çimlenme % si ve uniform çimlenme oranı artarken, çimlenme hızında erkencilik sağlanır. Ölü tohumların partiden ayrılması ile normal fide oranı da artmış olur (Jalink vd. 1998). Meyvenin olgunlaşma ve gelişime süresinde tohumlar optimum kaliteye ulaşır. Olgunlaşma sürecinde tohumlar fizyolojik olarak tam olgun değildir, düşük çimlenme kapasitesi ve normal fide oranına sahiptirler. Şalgam tohumlarında da bilinen yeşil tohum problemi ile gelişimin erken safhasında olgunlaşmanın durması ve tam olgun olmayan tohumların buna bağlı olarak yeşil renk kapsamı ile Klorofil Floresan seviyesinde yükselmenin meydana gelmesi gözlenmiştir. Döllenmeden sonraki gün sayısı ilerledikçe domates tohumlarında oluşan klorofil parçalanmasının durumu üç dönemde incelenmiştir. Döllenmeden sonraki 2. günde KF değeri ölçülmüş ve hızla azalırken, 6. günden sonra bu azalış stabil hale geçmiştir (geç dönem). Erken ve orta dönemde ise KF ölçümü 4. günde alınmış ve daha yavaş azalış göstermiştir (Şekil 2.9). Geç dönem hasatında yani olgun tohumlarda KF değeri hızla azalırken, erken ve orta dönemde bu azalış daha yavaş olmuştur. Klorofil floresan (pa) Erken dönem Orta dönem Geç dönem Döllenmeden sonraki gün sayısı Şekil 2.9 Domates tohumlarında klorofil parçalanması (Jalink 1999). 27

42 Olgunluk ve klorofil miktarı arasındaki ilişki kolza ve turp tohumlarında da araştırılmıştır (Ward vd. 1992). Turp tohumlarında, kuru tohumlar ezilip ekstrakte edildikten sonra 625, 665 ve 75 dalga boyundaki ışığı soğurması ile klorofil içeriğine bakılmıştır (ISO 1992, Ward vd. 1995). Ayrıca, turp tohumlarının nem kapsamı %1 ve üzerine çıktıkça mevcut klorofil miktarı da artış göstermiştir. Olgunluk hormonu olan etilen üretiminin turp ve kanola kotiledonlarındaki klorofile etkisi ise net olarak bulunmamıştır. Baardseth ve Von Elbe (1989), ıspanak yapraklarındaki klorofil parçalanmasının etilen miktarı ile ilişkisini belirlemişlerdir. Bu durumda klorofil parçalanması, farklı dokularda farklı mekanizmalarda gerçekleşmektedir. Klorofilaz aktivitesi azalırken etilen peroksidaz aktivitesinin artmaktadır. Klorofil kaybında etkili olan çevresel faktörlerin içinde; ışıkta ağarma, düşük sıcaklıkta klorofili parçalayan enzimlerin engellenmesine karşın nemli havanın özellikle klorofilaz ve peroksidaz enzim aktivitelerini teşvik ettiği belirlenmiştir. Tohumda klorofil fotosentetik olarak inaktif hale gelir, çünkü tohum metobolizması kuruma süresince klorofili sabit tutar. Olgunlaşma ve kalite artışı ile beraber gerçekleşen klorofil azalması çimlenme yanında yaşlanma açısından da önem taşımaktadır. Çünkü klorofil tekli oksijen molekülünün en önemli kaynağıdır ve bu da yüksek düzeyde okside olmayı teşvik ettiği için serbest radikallerin oluşumunu ve oksidatif bozulmayı indükler (Thomson vd. 1987). Dolayısıyla, düşük canlılık düzeyinde ve yüksek klorofil içerikli tohumlar serbest radikaller ve oksidasyonla çabuk bozulmaya ve hücre ölümlerine daha meyillidirler. Bu bozulma sonuç olarak stres koşullarında çimlenmenin yavaşlamasına, tohumun iyi gelişmiş fide oluşturamamasına ve sağlıklı bitkileri meydana getirememesine sebep olmaktadır. Jing vd. (2) klorofil floresan yöntemini hıyar tohumlarında kalitenin belirtisi olarak başarı ile kullanmıştır. Jalink vd. (24), klorofil floresanın biber tohumlarında olgunluk seviyesine göre tohumları ayırmada ve kalitenin artırılmasında etkili olduğunu ifade etmiştir. Hatta aynı araştırıcılar biber tohumlarının çimlenme sürecinde kökçük çıkışı seviyesinde klorofilin hızla parçalanarak yok olduğunu ve çimlenme ile beraber tamamen parçalandığını belirtmişlerdir. Özellikle radikula ucunda klorofilin çimlenmenin son safhasında tamamen kaybolması oldukça ilginç bir yapı göstermiştir. 28

43 Olgun mango meyvelerinin kalitesi hasat zamanındaki olgunluk dönemine bağlıdır. Bu durumu tahmin için genelde meyvenin yaşı kullanılır. Meyvenin üretim şartları ne olursa olsun meyvenin olgunluk derecesi Klorofil Floresan (KF) ile tespit edilebilmiştir. KF parametreleri ile meyve olgunluğu, içsel karbondioksit miktarı ve meyvedeki karbonhidrat birikimi arasında ilişki bulunmuştur (Lechaudel vd. 21). Hasat edilen kanola tohumlarındaki yüksek seviyedeki klorofil, işleme masraflarının artmasına, daha az verim, kalite ve ürüne sebep olur. Tohumdaki klorofil seviyesinin genotip, çevre ve tarımsal işlemler üzerine etkisi araştırılmıştır. Hasat edilmiş ya da bakla içinde 1 aydan uzun süre durmuş olan kanola tohumlarında klorofil miktarında önemli bir azalma olmamıştır. Yan dallardan hasat edilen tohumlarda ana daldakilere oranla kat daha fazla klorofil tespit edilmiştir. Kanola çeşitleri karşılaştırıldığında ise, klorofil parçalanma oranlarında önemli farklar bulunmamıştır (Ward vd. 199). Kolza ve kanola tohumlarındaki yeşil rengin kotiledonların klorofil miktarına ve olgunlaşma sürecinde kotiledonlardaki klorofilin parçalanmasının da tohum nem miktarına bağlı olduğu bulunmuştur (Daun 1982). Olgunlaşma periyodu, fizyolojik ve hasat olgunluğu arasında oluşur (Elias ve Copeland 21). Hasat sırasında tohumdaki klorofil miktarı üzerine genotip x çevre interaksiyonun etkisi azdır. Furbank vd. (24), nohut baklasında gerçekleşen içsel CO 2 solunum döngüsüne; bakla kabuğu, tohum kabuğu ve embriyonun etkisini araştırmıştır. Üç farklı gelişme dönemindeki bakla ve tohum kabuğunun ışık geçirgenliğinden faydalanarak; tohum kabuğu, embriyo ve bakla kabuğundaki klorofil konsantrasyonu ölçülmüştür. Döllenmeden sonraki günde tüm dokularda klorofil en üst seviyede iken, günde klorofil konsantrasyonu tohum kabuğunda %8 den daha fazla azalmış, bakla kabuğunda ise bu oran %6-7 arasında olmuştur. Bunun sebebinin olgunlaşma ile birlikte tohum kabuğundaki ışık geçirgenliğinin artışı olarak tespit edilmiştir. Tohum gelişimi ile olgunluk safhasındaki klorofil miktarı değişiminin arasındaki ilişkiyi temelde iki safhada inceleyecek olursak; gelişme dönemi süresince klorofil miktarındaki azalma hızlı olurken, olgunluk döneminde bu hız azalarak sabit hale geçmiştir (Şekil 2.1). 29

44 Gelişme Olgunlaşma Klorofil miktarı Kuru tohumlarda KF Klorofil parçalanması Tozlanmadan sonraki gün sayısı Şekil 2.1 Tohum gelişimi ve olgunluk safhasındaki klorofil miktarı değişimi (Jalink ve Schoor 23). Hasat zamanında kolza tohumlarında bulunan klorofil işleme aşamasında kalite sorunları yaratır. Yağ ekstraksiyonu sırasında klorofilin karışımı kaçınılmazdır. Kırmızı tohum kabuğu olgunluğun tamamlanmamış olmasını işaret edebilir, ancak her zaman tohum kabuğu iyi bir kalite göstergesi değildir. Bu gibi yağlı tohumlarda, yüksek oranda N gübrelemesine karşın sülfür içerikli gübrelerin takviyesinin tohumdaki klorofil miktarını azalttığı bulunmuştur (Bingham 26). Tohumun olgunluk süresince içerdiği klorofil miktarındaki azalış ile tohumun rengi açık yeşilden kahverengiye kadar belli bir periyot içerisinde değişim göstermiştir (Şekil 2.11). Ham Tohum rengi Olgun Klorofil miktarı Olgunluk dönemi Şekil 2.11 Tohumda olgunluk süresince klorofil miktarı ve renk değişimi (Jalink ve Schoor 23) 3

45 2.5.3 Klorofil floresanın hastalık varlığı ile bağlantısı Tohum kalitesinde çimlenmenin fizyolojik durumu çok büyük önem taşırken tohum kaynaklı patojenlerin etkisi göz ardı edilemez. Tohum partisindeki ham tohumların fazla oranda bulunması hastalık sebebi olan patojenik organizmaların varlığını gösterir ki bu arpadaki düşük çimlenme oranının sebebidir (Noots vd. 1998, Moreno-Martinez vd. 1994). Çimlenmenin fizyolojik tahmini yapılabilmesine rağmen tohum kaynaklı patojenler belirlenememektedir. Mikrobiyal durum çimlenme oranını ve kaliteyi etkiler (Lutey ve Christense 1963, Jordan vd. 1985, Schwarz vd. 1995). Tohum kalitesinde belirleyici olarak sadece maksimum çimlenme ve normal fide oranı yetmez. Tohumun patojen ile enfekteli olup olmaması önemlidir. Arpa tohumlarında, Klorofil floresan sinyali ile patojen varlığı arasında bağlantı vardır (Konstantinova vd. 22). Yüksek klorofil hastalık enfekte oranını arttırmaktadır. Enfekteli tohumda klorofil parçalanması arası ilişki tam açıklanamamakla birlikte arpa tohumunun klorofil sınıflandırması ile ham tohumlar ve hasta tohumlar ayrılır böylece çimlenme kalitesi arttırılır. Klorofil floresanı bazı türlerde tohum sağlığının iyileştirilmesi ve sağlıklı tohumların saptanması amacıyla da kullanılmıştır. Sonuç olarak; klorofil floresan oranı yüksek olan ve yüksek düzeyde klorofil kapsayan tohumların daha çok hastalık etmenlerine maruz kaldığını, düşük klorofilli tohumların ise diğerlerine göre daha dayanıklı olduklarını ortaya konmuştur. Buradan hareketle de yüksek klorofil kapsamı nedeniyle populasyondan ayrılan tohumların aynı zamanda populasyonun ekimden sonra daha sağlıklı bitkilerin oluşmasına yardımcı olduğunu ileri sürülmüştür. Benzer olarak, lahana tohumlarında Groot vd. (26) yaptığı bir araştırmada daha az olgun tohumlara hastalığın bulaşma oranı yüksek olmuş ve bu tohumların fiziksel sanitasyon amacıyla sıcak su, buhar ve elektron uygulamalarında olgun gruba göre daha hassas olarak belirlenmişlerdir. Tohumların klorofil miktarına göre ayrımı fiziksel sanitasyon koşullarına dayanımlarını artırmış ve dolayısıyla da hastalık riski olan tohumların ortamdan uzaklaştırılarak daha sağlıklı bir partinin oluşturulmasına yardımcı olmuştur. Az olgun tohumlardan oluşan farklı olgunluk ve morfolojik yapıya sahip ticari karnabahar (Brassica oleracea) ve havuç (Daucus carota) tohum partileri KF ayrımına 31

46 göre farklı seviyelerde 3 olgunluk durumuna ayrılmıştır. Brassica sp. türü tek hücre zarı ile çevrili embriyo ile ince tabakadan oluşan testa ve endosperme sahiptir. Havuç tohumları ise birçok zar ile çevrili, testa, perikarp ve endosperme sahiptir (Jalink vd. 1998). Az olgun karnahabar ve havuç tohumları sıcak su uygulamasına daha fazla duyarlılık göstermiştir. Tohum partisinden, tohum kaynaklı patojenlerle bulaşık olanlar seçilmemiş fakat az olgun tohumların daha sık enfekte olduğu görülmüştür. Buna göre tohumların mümkün olduğunca olgun dönemde hasat edilmesi ve az olgun tohumların işleme sırasında elemine edilmesi gerekir. Klorofil Floresan seviyesine göre ayrılan tohumlarda bu uygulamalar daha etkili olur. Türler ve partiler arası duyarlılık farkı; genetik ve işleme farklılığı ile depolama koşullarından kaynaklanır Tohum gücü ile Klorofil Floresanın bağlantısı Tohum kalitesi ve sınıflandırılması için bugüne kadar sayısız metot denenmiştir. Bunların hepsi fiziksel ve kimyasal özelliklerle tohum gücü ve çimlenme parametrelerine bağlı yapılmıştır (Chen ve Sun 1991, McDonald 1988). Klorofil floresan metodu ise, tohum kalite ve olgunluğunu klorofil miktarına göre tahmin ederek ilk olarak, beyaz baş lahana ve domateste denenmiştir (Jalink vd. 1998, 1999). Yüksek hassasiyette ve zarar vermeden yapılan Klorofil floresan metodu, tohum populasyonunu farklı çimlenme gruplarına ayırır. Bu yöntem, aynı canlılıkta fakat farklı çimlenme performansına sahip iki yaşlandırılmış tohum partisinde uygulanmış ve benzer tohum gücü elde edilmiştir (Hampton 1995). Buna ek olarak, Klorofil Floresan uygulaması yüksek canlılıktaki tohumları, çimlenme oranı %8-85 in altına düşmüş yaşlanmış tohum partisinden ayrır ki bu durum gen bankaları için önemli bir avantajdır (Chin 1994). Brassica oleraceae tohumlarında KF metodu ile elde edilen 4 gruba CD güç testi uygulanmıştır. Kontrol ve CD grubunun normal çimlenme değerleri tohumun KF değerine göre ayrılan kalite sınıflarında farklı değerler göstermiş ve bu ayrımın normal çimlenme oranının ham ve olgun tohumda %2 oranında değiştiği belirlenmiştir (Şekil 2.12). 32

47 Normal çimlenme (%) KF KF KF KF Kontrol CD uygulanmış Şekil 2.12 Brassica oleraceae tohumlarında güç testi uygulaması sonunda KF ayrımı ile çimlenme oranındaki artış (%) (Soeda vd. 25). Kontrollü Bozulma güç testi (CD) ve Klorofil Floresanın bağlantısı ile ilgili araştırmada; beyaz baş lahana tohumlarında yüksek Klorofil Floresan sinyali CD uygulaması sonrası elde edilmiştir (Dell Aquilla vd. 22). Kloroplast membranın bozulmasında artış görülür ve su konsantrasyonundaki azalma çok fazla olduğu için, klorofilin absorbe ettiği enerji fotosentez için kullanılmaz. Toplam enerjinin bir kısmı kullanılarak ısı ve floresana dönüşür. CD uygulaması sonrası tohumda Klorofil Floresan seviyesinin yüksek olması ile çimlenme görülmezken, düşük seviyede Klorofil floresan ise tohum çimlenme oranında artış sağlamıştır. Beyaz baş lahana tohumlarını 6 defa Klorofil Floresan ayrımına tabi tutularak yapılan çalışmada; populasyon içerisindeki ham ve kötü kalitedeki tohumun ayrılması sağlanmış, buna bağlı olarak çimlenme oranı arttırılmıştır. Şekil 2.13 da görüldüğü gibi kalitesi en yüksek olan 6 numaralı örnekte KF sinyali çok düşüktür, 1 numaralı örnekte de KF sinyali en yüksek olmuş ve çimlenme oranı buna bağlı olarak en düşük bulunmuştur. 33

48 Tohum sayısı KFsinyali Çimlenme (%) kontrol Zaman (gün) Şekil 2.13 Beyaz baş lahana tohumlarında klorofil ayrımı (Jalink ve Schoor 23). Klorofil ayrımı yapılan beyaz lahana tohumlarının güç testi sonunda gösterdiği çimlenme performansı karşılaştırıldığında; klorofil değeri düşük olgun tohumlar, kontrol ve klorofil değeri yüksek olan ham tohumlardan daha yüksek çimlenme ve normal fide oranına sahip olmuştur (Şekil 2.14). A B KF KF KF KF Kontrol Kontrol Şekil 2.14 Kontrollü bozulma testine tabi tutulmayan (A) ve tutulan (B) 2 C de filtre kağıdında çimlendirilen KF ayrımı yapılan Beyaz lahana tohumları (Jalink ve Schoor 23). 34

49 2.6 Klorofil Floresan Görüntüleme Tekniği Kautsky ve Hirsch (1931), 81 yıldan daha fazla bir süre önce bitkileri karanlıktan mavi ışığa doğru yönlendirerek kırmızı ışık altında Klorofil Floresan tespitine imkan belirtilmiştir. Bu çalışma ile birlikte kapalı ortamdaki fotosentetik aktivitenin ölçümü için kullanımı başlamıştır. Son 2 yıl içinde tarımsal üretim alanında gelişen teknoloji içinde en önemli kullanım alanı tohum çimlenme kalitesinin test edilmesi amacıyla olmuştur. Tohum boyutunun sınıflandırılması ve tohum yüzey renginin değişimi gibi fiziksel özellikleri bilgisayar destekli görüntüleme sistemleri ve spektrofotometreler, X- Ray cihazları ya da bunları kombine kullanarak tohumun içsel ve dışsal morfolojik özelliklerini, klorofil floresan görüntüleme adı verilen lazer teknolojisi ile de tohum kabuğundaki klorofili tespit etmek için kullanılmaktadırlar. Şekil 2.15 Klorofil Floresan Görüntüleme sistemi Tohum analizi, analistin deneyim ve bilgisine bağlı olarak öznel şekilde yapılmaktadır. Çimlendirme testleri, tohum analistlerine doğru yorum yaptırarak normal-anormal fide ayrımını yapmalarını sağlar. Tohum testlerindeki standardizasyon tohum pazarlamada önem taşır. Bu standardizasyonu sağlamak için, yapılan araştırmalar, el kitapları, herbaryumlar ve broşürler kullanılmıştır. Örneğin; el kitaplarında siyah-beyaz tohum 35

50 figürleri ile bazı karakterler belirlenmeye çalışılmıştır. Oysaki tohum testlerinde standardizasyon, görüntüleme tekniği ile daha sağlıklı şekilde yapılabilir. Bilgisayar destekli görüntü işleme ve analizi ile hızlandırılmış görüntü yakalamanın yanında farklı morfolojik yapıların miktarı ve sıklığı belirlenir ki bu durum çimlenme ve güç testi için önemlidir. İmaj analiz sistemi ilk olarak, buğdayda hızlı görüntüü yakalama ve işleme için hareketli kamera ve mikrobilgisayar sistemi ile denenmiştir (Keefe ve Draper 1988). Bilgisayar destekli imaj analizleri, tohum morfolojisi ve biyolojisinin, yani kalite ve çimlenmenin, anlaşılmasını geliştirilmiş yöntemlerle kavramayı sağlamaktadır (Şekil 2.16). Tohumun su alımı, kökçük çıkışı ve uzama oranı, kalite sınıflandırma analizleri ile tohum şekil, renk, boyut parametreleri belirlenir. Bitki üretiminde sınıflandırma ve analiz için kullanılann makina görüntülü sistemlerin en önemli özelliği, hızlı ve doğru görüntü ile analiz yapabilmektir. Bilgisayar teknolojisi kullanımı ile elde edilen avantajlar; kolay uygulanabilirlik, düşük maliyet ve zamandan tasarruftur. CCD-kamera Lazer Biber tohumu Bilgisayarlı kontrollü işlemi Şekil 2.16 Biber tohumunda Klorofil floresan görüntüleme (KFG) sonucunda elde edilen görüntü (Jalink ve Schoor 23). İmaj analizlerinden biri olan; Klorofil floresan görüntüleme tekniği ile stres koşullarının etkisi erken safhada tespit edilirken, kaliteli ürün eldesi de sağlanmaktadır. Floresan; soğuk cisimlerde moleküler fotonun yutulmasının daha uzun bir dalga boyunda diğer bir fotonun yayılmasını tetiklemesiyle gerçekleşen ışık verme (ışıma) olayıdır. Yutulan ve yayılan fotonlar arasındaki enerji farkı moleküler titreşimler ya da ısı olarak ortaya 36

51 çıkar. Bir molekülün ışık soğurma yeteneği onun yapısındaki atomik çekirdek etrafında elektronların yerleşimine bağlıdır. Böylece molekül tarafından bir foton soğurulduğunda bir elektron daha yüksek enerji seviyeli bir orbitale kaldırılır. Bir foton soğurmuş molekül uyarılmış durumdadır ve genellikle artık kararlı değildir. Uyarılmış molekülde daha yüksek enerjilii orbitallere taşınan elektronlar genellikle kendi düşük enerjili orbitallerine geri dönerler. Uyarılmış molekülün eski durumuna dönmesiyle salınan ışık floresan olarak adlandırılır. Floresan ışıma daima soğurulan dalgaa boyundan daha uzun dalga boylu yani daha düşük enerjilidir. Bitkilerdeki floresan normal şartlar altında oluşmaz, sadece çok yüksek ışık şiddeti ve yüksek stres ile gerçekleşebilir. Floresan adını bu olayın sıklıkla gözlemlendiği, kalsiyum floridden oluşan "florid" adlı mineralden alır. Klorofil floresan görüntüleme sistemi; Imagingg PAM (Schreiber vd. 27), FluorCam (Nedbal vd. 2), CF Imager (Lawson vd. 22), CCD kamera ve bilgisayar gibi ekipmanlardan oluşur ve bu sistemlerin hepsi hızlı flaş uyarımı dahilinde geliştirilmiştir (Schreiber vd. 1986). Biber tohumunda su alımı ile başlayan metabolik aktivite sonucu çimlenme başlar. Çimlenme safhasındaki biber tohumlarında klorofil floresan ölçümü 65., 72. ve 79. saat ölümlerinde yüksek oranda bulunurken, 87. saat den itibaren azalma başlamıştır. Klorofilin azalması 94. saatte kotiledon ve hipokotil kısımlarında, saatte de radikul (kökçük) çıkışı ile belirlenmiştir (Şekil 2.17). kotiledon Radikul yok radikul hipokotil Şekil 2.17 Biber tohumlarında çimlenmenin 9 farklı (saat) döneminde Klorofil Floresan görüntülemesi (Jalink ve Schoor 23). 37

52 Domates tohumlarının embriyolarında klorofil olmadığı bilinmektedir. Ancak, döllenmeden 24 gün sonra hasat edilen tohumların ekstraktındaki yüksek klorofil içeriği olgunlukla birlikte azalmıştır. Floresan görüntüleme ile tohum kabuğunda bulunan klorofil saptanırken, endosperm ve embriyoda bulunmamıştır. KFG sadece kabuktaki klorofili göstermez aynı zamanda radikul ucundaki klorofili de tespit etmektedir (Şekil 2.18). Tohum yüzey kılları Tohum kabuğu Embriyo Radikul Embriyo Tohum kabuğu Endosperm Endosperm Radikul ucu Radikul Şekil 2.18 Domates tohumunda bulunan klorofil varlığı (Jalink ve Schoor 23). Klorofil içeren bitkiler kırmızı ışığı (67-69 nm) yoğunlukla absorbe ederler. Klorofilin düzeyi ve miktarı tarım ürünlerinde kalitenin saptanması ve bitkinin fizyolojik performansı bakımından farklı türlerde kullanım alanı bulmuştur. Örneğin; - Elmada depolama sürecinde klorofil parçalanması sonucu oluşan fizyolojik zararlar (Ciscato vd. 21), 38

53 - Meyve ağaçlarında azot gübrelemesinin etkinliğinin ölçülmesi (Sowinska vd. 1998), - Bu teknik, tüm yaprakta çalışma olanağı sağlar (Buschmann ve Lichtenthaler 1998) ve stres altında yapraktaki fotosentez aktivitesinin düşüşü analiz edilebilir (Bro vd. 1996, Lichtenthaler ve Miehe 1997). Yaprakta, fotosentetik elektronun dokulara, hücrelere ve kloroplastlara taşınması yüksek çözünürlükte görüntülenir (Oxborough ve Baker 1997, Baker vd. 21). Floresan görüntüleme tekniği ile fotosentezin düzenlenmesinde stomal iletimin rolü araştırılmıştır (Cardon vd. 1994, Meyer ve Genty 1999) ve yapraktaki fotosentetik hareket tanımlanmıştır (Siebke ve Weiss 1995). - Meyvelerde fizyolojik olgunluk ve renklenme için Klorofil floresan ile ilişkilendirme yapılır (Song vd. 1997). Hastalık gelişimi (DeEll vd. 1996) örneğin; fungus (Scholes ve Rolfe 1996, Meyer vd. 21, Scharte vd. 25, Schwarbrick vd. 26, Guidi vd. 27) ya da virüs (Perez-Bueno vd. 26) enfeksiyonu tespiti ya da depolama süresince olabilecek stres koşulları tahmini yapılır (DeEll vd. 1995). - Kuraklık (Havaux ve Lannoye 1985), don (Lindgren ve Ha llgren 1993) ve üşüme zararı (Brüggermann ve Linger 1994, Hogewoning ve Harbinson 27), tuzluluk (Shabala vd. 1998), yüksek sıcaklık ve ışık şiddeti (Havaux 1995, Zuluaga vd. 28) gibi stres koşullarının etkisini tespit etmekte ve hasat sonrası fizyolojik gelişim takibinde de klorofil floresan görüntüleme aktif olarak kullanılmaktadır. - Bunların yanında çalışmamamızda olduğu gibi tohum kalitesini arttırmak amaçlı olgunluk tespitinde de kullanım alanı vardır (Jalink ve Schoor 23). 39

54 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1 Materyal Araştırmanın sebze yetiştirme dönemi ve laboratuar aşamaları Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümüne ait Tohum Bilimi Laboratuarı, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Bayramiç Meslek Yüksekokulu laboratuarında ve Sebzecilik Araştırma ve Uygulama Bahçesinde, Klorofil Floresan tekniği Plant Research International/Wageningen/Hollanda da, Enzim analiz aşamaları ise Van Yüzüncüyıl Üniversitesi Bitki Fizyolojisi Laboratuarında 29 ve 211 yıllarında yürütülmüştür. Araştırmada bitkisel materyal olarak Küçük Çiftlik tohum firmasından alınan ticari tohum partileri (1.safha) ve Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümüne ait Sebzecilik Araştırma ve Uygulama Bahçesinde yetiştirilmiş olan tohum olgunluk düzeyleri (4 ayrı olgunluk seviyesi) farklı (2.safha) Kandil Dolma, Çarliston, Yalova Yağlık, Çorbacı, Demre Sivrisi, 11B-14 olmak üzere 6 farklı çeşide ait tohum partisi kullanılmıştır. 3.2 Yöntem Klorofil Floresan (KF) metodunun depolanmış (yaşlanmış) tohum partilerinin kalite iyileştirilmesinde kullanımı Çalışmanın bu bölümü ticari firmalardan temin edilmiş 6 farklı çeşide ait tohum partisinde yapılmıştır. 4

55 Ticari tohum partilerinin başlangıç canlılıklarının ve nemlerinin belirlenmesi Tohum partilerinin başlangıç canlılıklarının belirlenmesi amacıyla her iki yılda tüm tohum partilerinde standart çimlendirme testi yürütülmüştür. Bütün tohum partileri 4x5 tekerrür x tohum üzerinden canlılık testine tabi tutulmuş ve başlangıç canlılıkları belirlenmiştir. Nemlendirilmiş kurutma kağıdı arasında, karanlık ortamda, 25 o C de 14 gün tutularak günlük sayımlar yapılmıştır (ISTA 23). Ayrıca normal gelişmiş fide oranı da saptanmıştır. ISTA (International Seed Testing Association, 23) kurallarına göre normal fide oranı çimlenme kriteri olarak değerlendirilmiştir. Kağıt arasında kurulan denemelerde alta iki kat kağıt üzerine tohum ve üzerine tekrar bir kat kağıt olacak şekilde yerleştirilmiş, kağıtlar alt köşelerinden ~2 cm katlandıktan sonra rulo şeklinde sarılmıştır. Bu şekilde hazırlanan rulolar nem kaybını önlemek için buzdolabı poşetleri içerisine konularak, 41

56 çimlendirme dolaplarına yerleştirilmiştir. Her bir kağıdın nemlendirilmesinde 6 ml saf su kullanılmış, kullanılan saf su içerisine enfeksiyonlara karşı %.2 lik thiram ilave edilmiştir. Normal fide oranları % olarak ifade edilmiştir. Tohum neminin belirlenmesi Uluslararası Tohum Test Birliği (ISTA 23) nin gravimetrik yöntemine göre yapılmıştır. Buna göre, 2 g lık 2 tekerrürlü tohum örnekleri önce tartılmış, başlangıç ağırlıkları alınmış ve bütün türlere ait tohum partileri 13ºC de 17 saat kurutulmuştur. Kurutma fırınından çıkarılan tohum örnekleri yaklaşık 3 dakika desikatörde tutulduktan sonra, son ağırlıkları belirlenmiştir. Elde edilen başlangıç ve son ağırlıkları aşağıdaki formülde yerine konularak başlangıç nem miktarları (%) saptanmıştır (Şekil 3.1). Ticari tohum partilerinin ilk nemleri %8.1 ile 9.9 arasında değişmiştir. BTA- STA Nem miktarı (%) = x 1 BTA BTA: Başlangıç tohum ağırlığı STA: Son tohum ağırlığı Şekil 3.1 Tohum nemlerinin belirlenmesi 42

57 Ticari tohum partilerinin depolanması Depolamadan önce ticari firmadan elde edilen tohum partileri temizlenmiş ve nemleri %8.5 e ayarlanmıştır. Üç gün +5 o C de nem dengesini sağlamak için bekletildikten sonra alüminyum karışımlı paketler içerisine hava almayacak şekilde paketlenmiştir. %8.5 nemde paketlenen örnekler, 6 ve 12 ay örnekleri olmak üzere üç farklı kutu içine yerleştirilip ağızları kapatıldıktan sonra -18, 5 ve 25 o C lere yerleştirilmiştir. Depolama tarihinin başlangıcı 7 Mayıs 29 olup, ilk 6 aylık örnekler 7 Kasım 29 da, 12 aylık depo örnekleri de 7 Mayıs 21 tarihinde alınmıştır (Şekil 3.2, 3.3). Şekil 3.2 Tohumlara depolamadan önce nem aldırma işlemi Şekil 3.3 Tohum depolanması işlemleri 43

58 Depodan çıkarılan örneklerde çimlendirme ( ), fide çıkış ve kontrollü bozulma güç testleri ( ) yapılarak, ortalama çimlenme ve çıkış zamanları ile normal fide oranları belirlenmiştir Klorofil Floresan (KF) ayırımı Depolanan 6 çeşit biber tohum partisi 6. ve 12. aylarda depodan alınarak iki gruba ayrılmıştır. Bunlardan birine hiçbir muamele yapılmamış, bu grup kontrol (K, ayrımı yapılmamış) olarak adlandırılmış, diğer grup ise KF metodu ile kalite ayrımına tabi tutulmuştur. KF ayrımı ile klorofil miktarı düşük olan tohumlar yüksek olanlardan ayrılmıştır. KF olarak şekillerde ifade edilenler düşük klorofil kapsamları ile daha yüksek kalitede olması beklenenlerdir. 6 çeşit için 2 farklı depolama sürecindeki (6 ve 12 ay) tohumlarla toplam 24 (6x2x2) grup elde edilmiştir. KF ölçümleri için Plant Research International/Wageningen/Hollanda da bulunan ekipman kullanılarak ayrım yapılmıştır (Şekil 3.4). Klorofil floresan ayrımı yapılarak elde edilen tohum gruplarına da yukarıda bahsedilen kalite testleri, çimlenme, güç testleri ( , ) ve enzim analizleri (3.2.3) uygulanmıştır. 44

59 A KF KF -18 C 5 C 25 C B Şekil 3.4 Altı (A) ve 12 (B) ay depolanmış Demre Sivrisi çeşidinin Klorofil floresanayrım diyagramları Tohum güç testleri Klorofil Floresan metodu ile kalite ayrımı yapılmış ve ayrımı yapılmamış (kontrol) tohum partilerine tohum gücü testlerinden çimlenme hızı, normal fide oranı ve kontrollü bozulma testleri uygulanmıştır. Ortalama çimlenme zamanı: Çimlendirme denemesi sırasında yapılan günlük sayımlardan elde edilen değerlerle aşağıdaki formülden yararlanılarak gün olarak hesaplanmıştır (Demir vd. 28). Σ n.d OÇZ = Σ n Formülde; OÇZ: Ortalama çimlenme zamanı n: D. günde çimlenen tohum sayısı 45

60 D: Çimlenme başlangıcından itibaren geçen günü ifade etmektedir. Normal fide oranı: Çimlendirme denemesinin sonunda oluşan fideler normal (Kök ve sürgün iyi gelişmiş) ve anormal (Kıvrılma, camsı yapı) olarak ayırt edilmiş (Şekil 3.5), normal çimlenme gösterenlerin miktarı % olarak verilmiştir (ISTA 23). A B Şekil 3.5 Ticari partilerin normal (A) ve anormal (B) fide görünümleri Kontrollü bozulma testi: Tohumlardaki nem oranı % 22 nem seviyesine yükseltildikten sonra nem dengesini sağlamak için 5 o C de 24 saat süre ile bekletilmiştir. Daha sonra alüminyum karışımlı hava geçirmeyen paketlere konularak paketlenmiş ve 45 o C de 48 ve 72 saat süre ile yaşlanmaya bırakılmıştır (Başak vd. 26). Belirtilen süreler sonunda tohumlar, çimlendirme testine alınarak normal fide oranı saptanmıştır (Şekil 3.6). Çimlendirme testi 3x5 (tekerrür/adet) tohum örneğinde yapılmıştır. 46

61 Şekil 3.6 Tohumların neminin %22 nem seviyesine yükseltilmesi ve tohumların paketlenmesi Fide çıkış testi: 6 çeşide ait tohumlar; 4 tekerrürlü 25 adet (4x25) olacak şekilde iklim odasında 25 o C de 21 gün süre ile denemeye alınmıştır (Şekil 3.7). Fide denemeleri sıcaklık (25 o C) ve nemi (%8 oransal nem) sabitlenmiş kontrollü iklim odalarında yapılmıştır. Deneme sonunda çıkış oranı ile normal fide oranı (%) ve çıkış hızı hesaplanmıştır. Şekil 3.7 Fide yetiştirme odasından bir görünüm. 47

62 Enzim analizleri Kontrol ve KF metodu ile kalite ayrımı yapılan 6 ve 12 ay depolanmış tohum partilerinin enzim aktivitelerindeki değişimi incelemek için yaklaşık 2 g tohum örneği sıvı azot içerisinde porselen havanlarda ezildikten sonra (Şekil 3.8) içinde.1 mm Na- EDTA bulunan 5 mm lık 1 ml lik fosfor tampon çözeltisi (ph:7.6) ile homojenize edilmiştir. Homojenize edilen örnekler 15 dk süresince 15 rpm devirde santrifüj edildikten sonra elde edilen santrifügantlar enzim analizlerinde kullanılmıştır. Enzim aktivitelerinin belirleneceği örnekler, ölçüm yapılıncaya kadar +4 o C sıcaklıkta tutulmuştur. Enzim ölçümünde son hacimler, tampon çözeltisiyle tamamlanmış ve Analytic Jena Specord 4 model spektrofotometrede yapılmıştır. Şekil 3.8 Tohumların porselen havanlarda sıvı Azot ile dövülmesi ve falcon tüplerine konması Şekil 3.9 Tekerrürlere ayrılan tohum partilerinin tampon çözelti eklenmesi, vortexde karıştırılması ve süzülmesi işlemi 48

63 Şekil 3.1 Süzülen ekstraktların santrifüjlenmesi ve santrifügantın çekilmesi işlemi - Katalaz aktivitesi: Katalaz (CAT) aktivitesi, H 2 O 2 nin 24 nm de (E=39.4 mm cm- 1) parçalanma oranı esas alınarak ölçülmüştür. Bu enzim analizinde son hacmi 1 ml olacak reaksiyon ortamına.1 mm EDTA içeren 5 mm lık fosfor tamponu (ph=7.6),.1ml 1 mm H 2 O 2 ve enzim ekstraktı ilave edilmiştir (Cakmak ve Marschner 1992). - APX aktivitesi: Askorbat peroksidaz (APX) aktivitesi, Cakmak ve Marschner (1992) a göre 29 nm de (E=2.8 mm cm -1 ) askorbatın oksidasyonu ölçülerek yapılmıştır. Buna göre, son hacmi 1 ml olacak şekilde ayarlanan reaksiyon ortamına,.1 mm EDTA içeren 5 mm lık fosfor tamponu (ph:7.6),.1 ml 1 mm EDTA içeren 12 mm H 2 O 2,.1 ml.25 mm L(-) askorbik asit ve enzim ekstraktı ilave edilmiş ve askorbat oksidasyonu 29 nm de okunmuştur. Şekil 3.11 Katalaz ve APX enzim analizi aşamaları 49

64 - SOD aktivitesi: Superoksit dismutaz (SOD) aktivitesi, Cakmak ve Marschner - (1992) a göre Nitro blue tetrazolium kloridin (NBT) ışık altında O 2 tarafından indirgenmesi yöntemine göre ölçülmüştür. Tüm çözeltiler konulduktan sonra reaksiyon ortamı son hacim 5 ml olacak şekilde; cam şişeler içerisine önce.1 mm Na-EDTA içeren 5 mm lık (ph:7.6) fosfor (P) tamponu, daha sonra üzerine sırasıyla enzim ekstraktı (25-1 µl),.5 ml 5 mm Na 2 CO 3 (ph:1.2),.5 ml 12 mm L-methionine,.5 ml 75 µm P-nitro blue tetrazolium chloride (NBT) ve 1 µm riboflavine eklenmiştir. NBT nin O 2 tarafından indirgenmesi, örneklerin 24 o C ve 4 µmol m -2 s - 1 ışık intensitesi altında 1 dk tutulması ile oluşturulmuştur. Bir SOD aktivitesi ünitesi, 56 nm de ölçülen NBT indirgenme oranının % 5 sinin engellenebilmesi için gereken enzim miktarı olarak ifade edilmiştir. Şekil 3.12 SOD enzim analiz aşamaları 5

65 3.2.2 Tohum partilerinde olgunluk farklılıklarından kaynaklanan kalite düşüklüğünün KF ile iyileştirilmesi Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohumların eldesi Çalışmanın bu kısmı, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Bahçe Bitkileri Bölümüne ait Sebzecilik Araştırma ve Uygulama Bahçesinde yetiştirilen biber parselinden hasat edilen tohumlarla yapılmıştır. Bu amaçla 27 Mart 29 tarihinde serada yastıklara tohum ekimi yapılmıştır. 3 Haziran tarihinde bitkiler araziye şaşırtılmıştır. İlk hasat 26 Ağustos 29 da başlamış 7 Ekim e kadar devam etmiştir. Her çeşitten olgunlaşmanın başlaması ile 4 farklı dönemde hasat yapılarak bu hasatlardan her çeşit için 4, toplam olarak da 24 tohum partisi elde edilmiştir. Hasatlar meyve renklerine göre ayarlanmış, turuncu (I, azolgun), turuncu-kırmızı (II, olgun), koyu kırmızı (III, fazla olgun), bordo buruşuk (IV, aşırı olgun) olarak değerlendirilmiştir. 51

66 Hasat dönemi tarihleri aşağıdaki gibidir: I. hasat dönemi; II. hasat dönemi; III. hasat dönemi; IV. hasat dönemi; Hasatlar araziye geçişten itibaren sırasıyla 8±3 (I), 9±3 (II), 1±3 (III) ve 12±3 (IV) gün sonra yapılmıştır. Her hasattan en az 15 meyve hasat edilmiştir. Bir meyveden çıkan tohum miktarları çeşitlere göre değişmekle birlikte 9-4 arasında olmuştur. A B C D Şekil 3.13 A. turuncu (I, azolgun), B. turuncu-kırmızı (II, olgun), C. koyu kırmızı (III, fazla olgun), D. bordo ve buruşuk (IV, aşırı olgun ve buruşuk) safhaları 52

67 Şekil 3.14 Farklı olgunluk döneminde hasat edilen çeşitlerin tohumlarının çıkarılması Hasat edilen meyvelerden laboratuvar ortamında tohumlar çıkartıldıktan sonra bu tohumlar 25 C ye ayarlı etüvde 24 saat süreyle kurutulmuştur (Şekil 3.15). Hasat edilen tohumların meyve etinden ayrılmış olmasına ve parti içinde kararmış olanların populasyona dahil edilmemesine dikkat edilmiştir. Kurutma sonrası tohumlar kavanozlarda ve buzdolabında testler yapılana kadar depolanmıştır. Bu depolama süresinde tohum nemi %1 ve altında olmuştur (Çizelge 3.1). 53

68 Şekil 3.15 Farklı olgunluk döneminde hasat edilen çeşitlerin tohumların kurutulması Tohum partilerinin başlangıç canlılıklarının ve nemlerinin belirlenmesi Dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen 6 çeşidin tohumlarının canlılık oranı ve başlangıç nemleri ticari partilerde ( ) yapılan işlemler gibi yürütülmüştür. Çizelge 3.1 Altı biber çeşidinin dört farklı hasat dönemine ait tohumlarının kurutma sonrası nemleri (%) Hasat Dönemleri Çeşit I II III IV Çarliston K. Dolma B D. Sivrisi Yağlık Çorbacı

69 Şekil 3.16 Farklı hasat dönemlerine sahip 6 çeşidin Klorofil floresan ayrım diyagramları 55

70 Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohumların Klorofil Floresan tekniği ile ayırımı Dört farklı dönemde hasat edilen biber tohumları her bir hasatta hiçbir ayrım yapılmayan (K) ve Klorofil miktarları düşük olan (KF) olmak üzere iki gruba ayrılmıştır. KF metodu ile kalite ayrımı yapılarak her çeşitte 4 hasat dönemi için (2 (K, KF) x 4 hasat) toplam 6 çeşit için 48 (8x6) grup elde edilmiştir. KF ölçümleri için Plant Research International/Wageningen/Hollanda da bulunan ekipman kullanılmıştır. Yapılan KF ayrımı sonucu, ayrım yapılan ve kontrol tohumlarında yukarıda belirtilen normal çimlenme oranı, kontrollü bozulma güç testi ve fide çıkış testi yapılmıştır Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilmiş tohum partilerinin klorofil floresan ayrımı sonrası tohum güç testleri Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilmiş tohum partilerinin Klorofil Floresan metodu ile kalite ayrımı yapılmış (düşük klorofil içerikli, KF) ve ayrımı yapılmamış (kontrol, K) gruplarına tohum gücü testlerinden çimlenme hızı, normal fide oranı ve kontrollü bozulma testleri ( ) uygulanmıştır Klorofil Floresan Görüntüleme Tekniğinin kullanımı Çalışmamızda; kontrol (ayrım yapılmamış, K) ve Klorofil Floresan metodu ile ayrılan (KF) tohum partileri olgunluk/yaşlanma (her iki safhada) ile klorofil floresan miktarının ilişkisini belirlemek amacı ile KFG görüntülemeye tabi tutulmuştur. Farklı depo ve olgunluk sürelerinde Klorofil floresan ayrımı ile kalite testleri arasında ilişkisi olanlarla KF uygulanmış ve uygulanmamış (kontrol) tohumlarında görüntüleme yapılmıştır. KFG sistemi temelde dört önemli aşamadan oluşur; 1) Görüntü yakalama; aydınlatma, veri tespiti ve bilgisayara aktarımı 2) Görüntüyü bölümlere ayırma; uygun alan ya da yapıyı seçmek 3) Analiz; görüntülenen kısımların floresan paramatrelerinin hesaplanması 4) Verilerin görüntü olarak aktarılması 56

71 3.2.4 İstatistiksel Analiz Çalışmada yer alan tüm denemeler tesadüf parselleri deneme desenine uygun olarak kurulup, yürütülmüştür. Testlerden elde edilen yüzde değerler istatistiksel analiz öncesinde açı transformasyonuna tabi tutulmuştur. Daha sonra SPSS paket programında aralarında istatistiksel olarak fark bulunan tohum partileri Duncan (.5) testi ile ayırt edilmiştir. Aksi belirtilmediği sürece tohum gücü, çıkış ve depolama çimlenme oranlarına ait şekil ve çizelgelerin tamamında normal fide oranları kullanılmıştır. 57

72 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1 Klorofil Floresan (KF) Metodunun Depolanmış Tohum Partilerinin Kalitesinin İyileştirilmesinde Kullanımı Tohum partilerinin başlangıç canlılık ve nemleri Denemede kullanılan 6 adet biber çeşidinin ilk nemleri % 8-1 arasında olduğu için nemler ortalama olarak % 8.5±.1 olarak ayarlanmıştır. Özellikle Çorbacı, Demre sivrisi ve 11B-14 çeşitlerinin nemi ortalama % 9.7 civarı olduğu için bu partilerin tohumları % 8.5 neme ulaşana kadar 35 o C de eleklerin üzerinde kurutulmuştur. Genel olarak Kandil Dolma çeşidi hariç (%88) tüm çeşitlerin çimlenme performansları %9 ve üzeri değerler arasındadır. Başlangıç canlılıklarından da anlaşılacağı gibi kullanılan tohum partilerinin tamamı ticari olarak sahip olunması gereken değerden (%75) daha yüksek canlılığa sahip olmuştur (Çizelge 4.1). Tohum partisinin kalitesi hakkında daha net bilgi almak için saptanan normal fide oranı; toplam çimlenme oranından anormal fidelerin oranı çıkarılarak normal çimlenme oranı belirlenmiştir. Anormal fide sayısı % 1 civarında bulunmuştur. Ortalama çimlenme zamanı bakımından çeşitler arasında önemli farklılıklar bulunmuştur. En erken çıkan çeşitler Demre sivrisi ve Kandil dolma çeşitleri iken, çimlenme sürecini en geç tamamlayan çeşit Çarliston olmuştur (Çizelge 4.1). 58

73 Çizelge 4.1 Ticari partilerin başlangıç nemleri, toplam ve normal çimlenme değerleri (%) ile ortalama çimlenme zamanları (gün) Çeşitler İlk çimlenme (%) Tohum nemi 1tohum Toplam çimlenme Normal çimlenme OÇZ (gün) (%) ağırlığı (g) Demre sivrisi Çarliston Çorbacı B Kandil Dolma Yağlık Üç farklı sıcaklıkta ve iki farklı sürede depolanan ticari 6 adet tohum partisinin çimlenme değerleri KF ayrımı yapıldıktan sonra ve yapılmadan incelenmiştir (Şekil 4.1, 4.2, 4.3). -18, 5 ve 25 o C de depolanmış ticari partilerin çimlenme değerlerine göre; KF ayrımı ile kalitenin arttığı ve daha yüksek çimlenme oranının ayrılan gruptaki tohumlardan elde edildiği belirlenmiştir. Bu oran çeşitlere göre değişmek kaydıyla kontrol tohumlarından yaklaşık %-13 arasında daha fazla olup, istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (P <.5, P<.1 P <.1). -18 o C de depolanan ticari tohum partileri diğer depo sıcaklıklarına göre canlılıklarını daha az ve yavaş kaybetmiştir. 6 ve 12 ay süreyle depolanan (K, KF) tohum partilerinin yaşlanma sürecinde canlılığı % 4-1 oranında azalmıştır. Çeşitlere göre değişmekle birlikte, çimlenme oranında KF ayrımı ile %2-1 arasında avantaj sağlanmıştır (Şekil 4.1). Özellikle bu avantaj 6. ayda 11B-14, Çorbacı ve Çarliston çeşitlerinde ise % 4-6 olurken; 12. ayda 11B-14, Demre Sivrisi ve Çorbacı çeşitlerinde %9-13 arasında değişmiştir. Çimlenme performansı klorofil floresan ayrımı ile yükselmiş ve kontrol (K) grubuna göre % -13 arasında daha iyi sonuç alınmıştır. İstatistiksel açıdan Klorofil floresan ayrım metodu, depolanmamış () ve depolanmış gruplarda, özelikle 11B-14 ve Çorbacı çeşitlerinde, çimlenmeyi daha yüksek değerlere taşımış ve istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.1). 59

74 P<.1 11B ab 97a 95ab 9b 8c K KF 93ab 1 P<.5 K.Dolma 92a 84b 82b 82b 84b 8b P< a 97a D. Sivrisi 88ab 9a 8b 9a Çimlenme Oranı (%) 5 P<.1 Çorbacı 1 99a 92b 91b 89bc 85cd 8d 75 5 P<.5 Çarliston 1 94ab 96a 96a 9ac 86bc 84c 75 5 P<.5 Yağlık 1 9a 86ab 85ab 86ab 8b 8b Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.1 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum örneklerinde çimlenme değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 5 5 o C de 12 ay depolanma sonunda (özellikle Kandil Dolma, Yağlık); kontrol (K) tohumlarında canlılık %9-17 civarına düşerken, KF ayrımı yapılan ticari partilerin canlılığındaki azalma %7-19 oranında olmuştur. Çimlenme değerleri de bu doğrultuda KF ile ayrılan tohumlarda kontrol (K) grubundan %5-15 oranında daha yüksek olmuştur (Şekil 4.2). İstatistiksel açıdan Klorofil floresan ayrımı metodu ile depolama arasındaki interaksiyon tüm çeşitlerde önemli bulunmuştur (P <.5, P <.1, P <.1). 6

75 P< ab 75 11B-14 97a 95ab 86c 78d K KF 9bc P< a 84b 75 K.Dolma 8bc 77bc 74cd 68d P<.1 D. Sivrisi 1 95a 97a 88b 85bc 8cd 77d 75 Çimlenme Oranı (%) 5 P<.1 Çorbacı 99a 1 92a 93a 89a 8b 77b 75 5 P<.1 Çarliston 1 94a 96a 96a 84b 81b 79b 75 5 P<.5 Yağlık 1 9a 86ab 85ab 8ac 77bc 75 71c Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.2 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) tohum örneklerinde çimlenme değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 25 o C de depolanmış kontrol ve KF ayrımı yapılan ticari partilerin çimlenme değerlerinin özellikle 12 ay depolama süreci sonunda %17-27 önemli oranda azaldığı gözlenmiştir. Klorofil floresan ayrımı ile çimlenme oranının kontrol grubundan bütün çeşit ve depolama süresinde yüksek olduğu (Yağlık 12 ay depolama hariç) gözlenmiştir. Bu fark, %16 ile Kandil Dolma ve 11B-14 çeşitlerinde 6 aylık depolamadan en yüksek, %2 ile de depolanmamış Demre Sivrisi ve Çarliston çeşitlerinde en düşük olmuştur. -18 ve 5 o C de depolanan örneklerden daha hızlı düşerken KF ayrımı ile belirlenen grup kontrol grubuna göre daha iyi performans göstermiştir (Şekil 4.3). Klorofil floresan ayrım metodu ile depolama süreleri arasındaki interaksiyon tüm çeşitlerde istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (P <.5-.1). 61

76 P<.1 11B a 97a 95a 79bc 75 75c K KF 84b P< a 84a 75 K. Dolma 86a 69b 67b 67b P< a 95a 75 D.Sivrisi 8b 8b 72c 68c Çimlenme Oranı (%) 5 P<.1 Çorbacı 99a 1 92ab 91b 82c 5 P<.1 Çarliston 1 96a 94a 9a 5 P<.1 Yağlık 1 9a 86a 87a 75 73d 72d 75 74b 7b 72b 75 73b 7b 63c Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.3 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde çimlenme değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. Üç farklı sıcaklıkta ve iki farklı sürede depolanan ticari 6 adet tohum partisinin ortalama çimlenme zamanı sonuçları Şekil 4.4, 4.5, 4.6 de sunulmuştur. Klorofil Floresan (KF) ayrımı yapılmayan ve yapılan Kontrol (depolanmamış) grubu ile -18, 5 ve 25 o C de depolanmış ticari partilerin ortalama çimlenme zamanı değerlerine göre; ticari çeşitlerin depolanmayan () kontrol tohum partisinde KF ayrımı ile ticari bakımdan önemli bir unsur olan, çimlenme hızında artış sağlanmıştır. Klorofil değeri düşük olan tohumların ortalama çimlenme zamanı kontrol (ayrılmamış) tohum partisinden çoğunlukla 1-2 gün daha erken olmuştur. KF ayrımı ve depolama süresi arasındaki interaksiyon istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur ( P <.1). 62

77 -18 o C de depolanan ticari tohum partilerinin ortalama çimlenme zamanları (OÇZ) diğer sıcaklıklardaki depolamalara göre daha erken gerçekleşmiştir. 6 ve 12 ay süreyle depolanan tohum partilerinin çimlenme zamanları daha yüksek olmuştur. Bu özellikle 25 o C de depolanan örnekler için geçerlidir. Depolanmamış tohumlarda OÇZ değeri Kandil dolma çeşidi hariç 3-5 gün arasında iken, 6 ay depolananlarda 3-5, 12 ay depolananlarda ise 3-6 gün arasındadır (Şekil 4.4). Klorofil floresan ayrımı ile bu süre 3-4 gün arasında sabitlenmiştir. Klorofil floresan ayrım ile depolama süresi arasındaki interaktif etki tüm çeşitler için anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur ( P <.1). Ortalama Çimlenme zamanı (gün) P<.1 3a P<.1 11B-14 5c 4b 3a 3a 3a 4b 3a Çorbacı 4b 3a 5c K KF 4b P<.1 1 K. Dolma 8e 8 7d 6c 6 5b 4a 4a 4 2 P<.1 Çarliston c 4b 4 3a 3a 3a 3a P<.1 D. Sivrisi 1 8 6c 6 4 3a 4b 3a 3a 4b 2 P<.1 Yağlık 1 8 6c 6 5b 5b 4a 4a 5b Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.4 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanı (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 63

78 5 o C de 6 ve 12 ay depolanan ticari tohum partilerinde ortalama çimlenme zamanı, tüm gruplarda KF ayrımı yapılarak elde edilen düşük klorofil içerikli tohumlardan daha hızlı olmuştur (Şekil 4.5). Klorofil Floresan ayrımı ile 1-3 gün arasında erkencilik sağlanmıştır. KF ayrımı Çorbacı çeşidi 12 ay depolanan örneğinde 3 gün avantaj sağlarken, bunun özellikle depolanmayan örneklerde ya da 1 gün olduğu gözlenmiştir. İstatistiksel olarak KF ayrımı ve depolama süresi arasındaki interaksiyon tüm çeşitler için anlamlı bulunmuştur (P <.1). Ortalama Çimlenme zamanı (gün) P< B P<.1 5c 4b 3a 3a 3a 3a 4b 3a Çorbacı 4b 3a 6c K KF 3a P<.1 1 K. Dolma 8c 8 7bc 6b 6 5ab 5ab 4a 4 2 P<.1 Çarliston c 4b 4 3a 3a 3a 3a P<.1 1 D. Sivrisi 8 6c 6 4b 4b 4 3a 3a 3a 2 P<.1 1 Yağlık 8 6b 6b 6 5b 5b 4a 4a Depolama Süresi Ay) Şekil 4.5 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanı (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 64

79 25 o C de 6 ve 12 ay depolanmış canlılığı daha fazla azalmış olan ticari tohum partilerde ortalama çimlenme zamanı, tüm gruplar için KF ayrımı ile belirlenen olgun tohumlarda 1-3 gün daha hızlı olmuştur (Şekil 4.6). Çorbacı ve Çarliston çeşitlerinin dışında, kontrol (K) tohumlarının çimlenme zamanı daha fazla uzarken, klorofil ayrımı ile 2-3 gün erkencilik sağlanmıştır. Klorofil floresan ayrımı ile depolama süresi arasındaki interaktif etki tüm çeşitler için anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (P <.1). Ortalama Çimlenme zamanı (gün) P< P<.1 11B-14 6c K KF 4b 3a 3a 3a 3a 4a 3a Çorbacı 5b 4a 7d 6c P<.1 K. Dolma 1 8c 8c 8 7b 7b 7b 6 5a 4 2 P<.1 Çarliston 1 8d 8 7d 6c 6 5b 4 3a 3a P<.1 1 D. Sivrisi 8 7c 6 4 4b 4b 3,5ab 3a 3a 2 P<.1 1 Yağlık 9d 8 7c 6b 6 5a 5a 4a Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.6 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanı (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 65

80 4.1.2 Kontrollü bozulma testi Üç farklı sıcaklıkta ve iki farklı sürede depolanan ticari 6 adet tohum partisinin kontrollü bozulma güç testine (48 saat) tabi tutulduktan sonra çimlenme değerleri belirlenmiştir (Şekil ). Kontrollü bozulma güç testi ile depolanmamış örneklere göre ilk canlılığa göre, depolama süre ve sıcaklığına bağlı olarak, tohum gücünün %1-4 arasında azaldığını göstermektedir. Çeşitler arasında özellikle yağlık çeşitte hem ayrılmamış hem de ayrım yapılmış tohumlarda 6 ve 12 ay depolanmış örneklerde tohumlar çimlenme oranlarını önemli düzeyde kaybetmiştir. Yağlık çeşitte tohum gücü KF ayrımından bağımsız olarak %65 ve altına düşmüştür. Depolanmamış () grupta KF ayrımı yapılarak elde edilen olgun tohumlar %5-1 oranında daha fazla çimlenmiştir. Ticari çeşitlerin depolanmayan () tohum partilerinde Yağlık çeşit hariç, daha iyi performans gösterirken, Klorofil Floresan ayrımı ile belirlenen klorofil değeri düşük olan tohumlar %1-2 oranında daha fazla çimlenmiştir. Depolama ile KF ayrımı yapılan tohumlarda tohum gücü daha düşük olmuştur. Bu fark çoğunlukla istatistiksel olarak anlamlı (P>.5) olmamakla beraber, bazı çeşitlerde ve depolama sürelerinde, örneğin Demre Sivrisi ve Çorbacı çeşitlerinde 6. ay sonuçları anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (Şekil 4.7). Demre Sivrisi ve Çarliston çeşitlerinde 6 ay depolama sürecinde K ve KF arasındaki fark anlamlı bulunmuştur (P<.5, P<.1). -18 o C de depolanan ticari tohum partilerinin diğer depo sıcaklıklarına göre tohum güç testine karşı daha dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Yağlık çeşidin dışındaki çeşitlerde depolama sürecindeki canlılık kaybının kontrol grubu ya da KF ayrımı yapılmış gruplarında sonuçları %75 ve üzerinde seyretmiştir (Şekil 4.7). İstatistiksel açıdan Demre sivrisi, Çorbacı ve Yağlık çeşitlerinde Klorofil floresan ayrımı depolama süresine bağlı olarak interaktif bazda anlamlı bulunmuştur (P<.5, P<.1). 66

81 P>.5 11B a 83ab 75 87a 88a 9a K KF 79b P>.5 K.Dolma 1 82a 8a 8a 74a 8a 79a 75 P< a 78b 75 D. Sivrisi 92a 77b 84ab 77b Çimlenme Oranı (%) 25 P<.1 Çorbacı 1 88a 89a 78b 79b 8b 75b P>.5 Çarliston 1 89ab 93a 91a 84ab 8b 83ab P<.1 Yağlık 1 83a 72ab 75 65bc 62bcd cd 51d Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.7 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 5 o C de 6 ay depolanan ticari tohum partilerinde özellikle 11B-14 çeşidinin KF ayrımı ile kontrol grubundan %18 oranında çimlenme oranı daha yüksek bulunmuştur. Yağlık 48 saatlik tohum güç testi ile canlılığını hızla kaybeden çeşit olurken (Şekil 4.8) ve diğer çeşitlerde iki grupta da çimlenme sonuçları (%7-8) yakınlık göstermiştir. Klorofil floresan ayrımı ve depolama süresi arasındaki interaksiyon 11B-14, Yağlık ve Çorbacı çeşitlerinde istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.1, P<.5, P<.1). İnteraksiyonun önemli olmadığı Kandil Dolma, Çarliston ve Demre sivrisi çeşitlerinde ise 6 ve 12 ay depolamalarda K ve KF arasındaki fark anlamlılık göstermemiştir (P<.5). 67

82 P< a 75 11B-14 89a 65b 83a 83a K KF 7b P>.5 K.Dolma 1 82a 82a 74a 75a 75 78a 75a P> a 78ab 75 D. Sivrisi 85ab 8ab 74b 75b Çimlenme Oranı (%) 25 P<.5 Çorbacı 1 88a 75 78ab 72b 75ab 7b 65b 5 25 P>.5 Çarliston 1 89a 88a 87a 8a 79a 81a P<.1 1 Yağlık 83a 72a 75 61b 53bc 48c 5 36d Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.8 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. Özellikle canlılığın daha çok kaybolduğu 6 ve 12 ay 25 o C depo sıcaklığında tutulan tohumların çimlenme oranları dikkati çekmektedir. Depo sıcaklığının artması ile canlılıktaki azalma depolanmayan tohumlara göre %1-6 civarında olmuştur. Bunun en olumsuz etkisini de Çarliston, Çorbacı ve Yağlık çeşitlerin 25 o C de depolanan tohum partilerinden alınan sonuçlarda görülmektedir. Bu partilerde KF ayrımı yapılmayan (K) çimlenme oranı 12 ay sonunda sırasıyla; % 47, %49, %35 e düşerken, KF gruplarında bu oranlar %14-15 civarında azalmış hatta Yağlık çeşitte ölüm gerçekleşmiştir. 25 o C de depolanan ticari tohum partilerde özellikle bazı çeşitlerde 6 ay depolanmış olan tohumlarda KF ayrımı ile çimlenme oranı %2 oranında daha yüksek olmuştur. 68

83 Çarliston, Kandil Dolma ve Yağlık çeşitlerinin 12 ay depolanmış tohumlarında 48 saat süreyle yapılan tohum güç testi ile canlılığını hızla kaybolmuştur (Şekil 4.9). Klorofil Floresan ayrımı ve depolama süresi arasındaki interaksiyon tüm çeşitlerinde istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.5, P <.1) P<.1 11B-14 89a 83ab 79b 57c K KF 61c 59c P< a 74b K. Dolma 41d 63c 54c 35d P< a 78b 75 5 D. Sivrisi 72b 72b 75b 69b Çimlenme Oranı (%) 25 P<.1 Çorbacı 1 88a 78ab 75 63bc 62bc 49c 5 33d 25 P<.1 Çarliston 1 89a 8a 75 65b 5bc 47bc 5 33c P<.1 1 Yağlık 83a 75 72b 5 37c 3c 35c 25 Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.9 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 69

84 Üç farklı sıcaklıkta ve iki farklı sürede depolanan ticari 6 adet tohum partisi Kontrollü Bozulma güç testine (72 saat) tabi tutulduktan sonra çimlenme değerleri Şekil 4.1, 4.11, 4.12 de gösterilmiştir. Özellikle 12 ay depolanmış ticari tohum partilerinin çimlenme değerlerinde anormalitenin yaklaşık %1-2 oranında arttığı görülmektedir. Depolanmamış () grupta KF ayrımı yapılarak elde edilen tohumlarda; en yüksek Çarliston ve Yağlık çeşitlerinde %2-22, en düşük ise 11B-14 çeşidinde %9 oranında daha fazla çimlenme olmuştur. -18, 5 ve 25 o C de depolanmış ticari tohum partilerinin çimlenme sonuçlarında ise, Klorofil floresan ayrımı ile elde edilen gruplarda; Demre sivrisi ve 11B-14 çeşitleri hariç diğer çeşitlerde canlılığın (%7) önemli düzeyde azaldığı belirlenmiştir. -18 o C de özellikle 12 ay süreyle depolanan tohum partilerinin yaşlanma sürecindeki stres sonucu çimlenme performansının azalmasına bağlı olarak, Kandil Dolma ve Çarliston çeşitlerinde klorofil değeri düşük olan (KF) tohumlarda çimlenme oranı KF ayrımı yapılmayan (K) tohumlara göre %2-6 oranında daha yüksektir (Şekil 4.1). Klorofil floresan ayrımı ve depolama süresi arasındaki interaksiyon tüm çeşitler için anlamlı bulunmuştur (P<.5, P<.1, P<.1). 7

85 P<.1 11B a 79a 71b 75 6b K KF 8a 73b P< K. Dolma 81a 72abc 73ac 75ab 66bc 6c P<.1 D. Sivrisi 1 88a 75 78a 6b 73ab 85a 78a Çimlenme Oranı (%) P<.1 Çorbacı 1 82a 8a 81a 77a 75 64b 65b 5 P<.1 Çarliston 1 85a 82a 76b 75 7c 7c 65d 5 P<.1 1 Yağlık 75 72a 5 5b 48bc 36c d 17d Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.1 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 5 o C de 6 ve 12 ay süreyle depolanan KF ayrımı yapılan gruplarda 72 saatlik kontrollü bozulma güç testi sonunda, Yağlık çeşidin canlılığını önemli düzeyde (%2-6) kaybettiği belirlenirken, Kandil dolma (6 ay) ve Çarliston (12 ay) çeşitleri hariç diğer çeşitlerde klorofil değeri düşük olan (KF) tohumların kontrole göre herhangi bir avantajı bulunamamıştır (Şekil 4.11). Klorofil floresan ayrımı ile depolama süresi arasındaki interaktif etki tüm çeşitler için anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (P<.1, P <.1). 71

86 P<.1 11B a 71b 75 69b 46c 5 65b K KF 4c P<.1 K. Dolma 1 72a 75 6ab 49b 5 34c 68a 6ab P<.1 D. Sivrisi 1 88a 75 78ab 73bc 6c 5 79ab 61c Çimlenme Oranı (%) P<.1 1 Çorbacı 82a 75 64b 61b 64b 5 47c 4c 25 P<.1 Çarliston 1 85a 75 65c 71bc 71bc72bc 5 47c 25 P<.1 1 Yağlık 72a 75 5b 5 32c 25 16d 9de 4e Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.11 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 25 o C de depolanan bazı ticari tohum partilerinde özellikle 6 ay depolanmış olan gruplarda KF ayrımı ile çimlenme oranı %5-1 oranında daha yükselirken, 12 ay depolanmış tohumlarda ise 11B-14 ve Demre sivrisi hariç 72 saatlik kontrollü bozulma güç testi sonunda canlılık önemli oranda azalmış hatta Yağlık çeşidinde her iki depo sıcaklığında da ölüm gerçekleşmiştir (Şekil 4.12). İstatistiksel olarak, depolama süresine bağlı olarak Klorofil floresan ayrımı tüm gruplar için anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (P<.1, P<.1) 72

87 Çimlenme Oranı (%) P<.1 11B-14 82a 71b 54c 27d 29d 24d P<.1 1 Çorbacı 82a 75 64b 45c 5 29d 23d 25 5e P<.1 1 K. Dolma 75 72a 6a 5 39a 25 23c 15c P< a Çarliston 75 65b 5 4c 3d 25 18e P<.1 1 D. Sivrisi 78a 75 6c 71ab 66bc 63bc 61c 5 25 P<.1 1 Yağlık 75 72a 5b 5 25 Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.12 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 o C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır Fide çıkış testi Fide çıkış kalitesini arttırmak amacı ile yapılan Klorofil Floresan ayrım tekniği ile üç farklı sıcaklıkta ve iki farklı sürede depolanan ticari 6 adet tohum partisinin çıkış performansı Şekil de gösterilmiştir. KF ayrımı yapılmayan (K) ticari partilerin sonuçlarına göre, özellikle normal fide değerleri %7-9 arasında değişmektedir. Özellikle Çarliston çeşidinde KF ayrımı depolama öncesi çıkış üzerine %19 oranında avantaj sağlamıştır. En düşük çıkış değerleri Kandil Dolma ve Yağlık çeşitlerinden alınmıştır. Bu durum çimlenme değerleri ile benzer bulunmuştur. 73

88 Şekil 4.13 Depolanmamış (kontrol) ticari partilerin fide çıkış performansları -18 o C de 6 ve 12 ay süreyle depolanan tohum partilerinde yaşlanmanın çok belirgin olmaması ile birlikte özellikle KF grubuna ait tohumların fide çıkış performansları %5-14 oranında azalmıştır. KF ayrımı yapılan depolanmış tohumlarda fide çıkışı daha az oranda gerçekleşmiştir (Şekil 4.14). Bu fark genellikle istatistiksel olarak anlamlı (P>.5) olmamaklaa beraber, az da olsa bazı çeşitlerde ve depolama sürelerinde, örneğin Demre Sivrisi ve Çarliston çeşidinde 6. ve 12. ay anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (P<.1). 74

89 P>.5 11B ab 93a 88ab 86ab 75 K KF 9ab 81b P>.5 K. Dolma 1 87a 84a 84a 81a 75 82a 76a P<.1 1 9a 92a 75 D. Sivrisi 92a 8b 87ab 78b Çıkış Oranı (%) 5 P>.5 1 Çorbacı 86a 86a 82ab 82ab 83ab 75b 75 5 P<.1 Çarliston 1 92a 93a 95a 93a 82b 73c 75 5 P>.5 1 Yağlık 8a 78a 74a 73a 74a 75 82a Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.14 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde fide çıkış değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 5 o C de özellikle depolanan 11B-14, Kandil Dolma ve Çorbacı çeşitlerinde özellikle 12 ay sonunda fide çıkış performansı %2-13 oranında azalmıştır. KF ayrımı yapılan partilerde ise bu azalma %12-19 arasındadır (Yağlık çeşit hariç) (Şekil 4.15). Kandil Dolma, Yağlık ve Çorbacı çeşitlerinde KF ayrımı ile depolama interaksiyonu anlamlı (P>.5) bulunmazken, 11B-14 ve Demre Sivrisi çeşitlerinde anlamlı düzeyde farklıdır (P<.1). 75

90 P< a 88a 75 11B-14 92a 93a 87a K KF 76b P>.5 K. Dolma 1 87a 84ab 8ab 77ab 75 71b 71b P<.1 1 9a 75 D. Sivrisi 92a 87ab 81b 9a 73c Çıkış Oranı (%) 5 P>.5 Çorbacı 1 82a 82a 81a 78ab 74ab 75 7b 5 P<.5 Çarliston 1 92a 89a 85ab 83ab 8ab 73b 75 5 P>.5 1 Yağlık 87a 77a 74a 75a 73a 73a Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.15 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde fide çıkış değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 25 o C de 12 ay süreyle depolanan KF ayrımı yapılan çeşitlerde fide çıkış oranı %59-73, ayrım yapılmayanlarda ise %69-84 tür. Özellikle 6 ay depolanmış Çorbacı, Çarliston ve Yağlık çeşitlerinin tohumlarında klorofil ayrımı ile belirlenen grupların çıkış performansı kontrol tohumları ile benzerlik göstermiştir (Şekil 4.16). Kandil Dolma ve Yağlık çeşitleri hariç diğer çeşitlerin hepsi için KF ayrımı ile depolama interaksiyonu anlamlı (P<.5, P<.1) bulunmuştur. 76

91 P< a 75 11B-14 88a 88a 84a 84a K KF 73b P> ab 75 87a K. Dolma 78ac 72bc 74ac 7c P< a 9a 75 D. Sivrisi 86ab 8b 8b 71c Çıkış Oranı (%) 5 P<.5 1 Çorbacı 82a 82a 79a 79a 75 7ab 66b 5 P<.1 1 Çarliston 92a 8ab 8ab 75 73bc 7bc 59c 5 P>.5 1 Yağlık 75 74a 75a 73a 73a 69a 63a Depolama süresi (Ay) Şekil 4.16 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde fide çıkış değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 77

92 Çarliston 6ay -18 o C K.Dolma 6ay -18 o C 11B14 12ay -18 o C Yağlık 12ay -18 o C 11B14 6ay 5 o C K.Dolma 6ay 5 o C 11B14 12ay 5 o C Yağlık 12ay 5 o C Çorbacı 6ay 25 o C D. Sivrisi 6ay 25 o C Çorbacı 12ay 25 o C D.Sivrisi 12ay 25 o C Şekil 4.17 Altı ve 12 ay depolanan ticari partilerin fide çıkış performansları Fide çıkış testi ile belirlenen ve fidecilikte önemli kalite kriteri olan ortalama çıkış hızı sonuçları incelendiğinde; depolanmamış tohumların kontrol (K) ve KF ayrımı ile belirlenen klorofil değeri düşük olan gruplarında çıkış hızı 6-1 gün arasında gerçekleşirken, çeşitlerin çoğunda her iki grubun (K ve KF) verdiği sonuçlar benzer olmuştur (Şekil ). -18 o C de 6 ve 12 ay süreyle depolanan tohum partilerindeki yaşlanmanın çok belirgin olmamasına bağlı olarak fide çıkış hızlarında da önemli farklar gözlenmemiştir. Kandil Dolma ve Çorbacı çeşitleri hariç 6 ay depolanan KF grubu tohumlarda kontrol grubuna göre çıkış 1-2 gün erken olmuştur (Şekil 4.18). Klorofil Floresan ayrımı ve depolama 78

93 arasındaki interaksiyon tüm çeşitler için anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (P<.5, P <.1). Ortalama Çıkış zamanı (gün) P<.1 P<.5 11B-14 6b 6b 6b 6b 7b 4a K KF 7b Çorbacı 6a 6a 7b 5,5ab 7b P<.1 1c K. dolma 1 9b 8a 8 7a 7a P<.1 1 Çarliston 8 7c 7c 7c 6b 6b 6 5a 4 1 P< P< D. sivrisi 7c 6b 6b 6b 5a Yağlık 8b 8b 8b 8b 7a 7c 7a Depolama Süresi (Ay) Şekil 4.18 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çıkış zamanları (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 5 o C de 6 ve 12 ay süreyle depolanan tohum partilerinin fide çıkış hızlarında önemli bir fark bulunmamıştır. Ancak 6 ay depolanmış KF grubu tohumlarda (Demre sivrisi ve Yağlık çeşitler hariç) kontrol tohumlarına göre erken çıkış belirlenmiştir (Şekil 4.19). KF grubu tohumlarda çıkış hızı ortalama 7-9 gün iken, K grubu tohumlarda 6-8 gün olarak belirlenmiştir. Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyon tüm çeşitler için anlamlı düzeyde farklı bulunmuştur (P<.1, P <.1). 79

94 1 8 6 P<.1 11B-14 6b 6b 6b 6b 5a K KF 7c P<.1 1d K.dolma 8b 7a 8b 9c P< b 6a 6 D. sivrisi 6a 6a 7b 7b Ortalama Çıkış zamanı (gün) P<.1 Çorbacı 7b 7b 7b 7b 6a 8c 4 2 P<.1 1 Çarliston 8 7b 7b 7b 6a 6a 6a P<.1 1 Yağlık 8b 8b 8b 8 7a 7a 7a Depolama süresi (Ay) Şekil 4.19 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 5 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çıkış zamanları (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. 25 o C de canlılığın azalması ile fide çıkış hızı da önemli düzeyde etkilenmiş olup, özellikle 12 ay süreyle depolanan tohumlarda fide çıkış hızı depolanmayan gruba göre yaklaşık 1-5 gün arasında gecikmiştir. Özellikle 6 ay depolanmış ve klorofil değeri düşük (KF) olan tohumlar (Çorbacı çeşidi hariç) kontrole göre daha erken çıkış göstermiştir (Şekil 4.2). Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyon istatistiksel olarak tüm çeşitler için anlamlı bulunmuştur (P <.1). 8

95 Ortalama Çıkış zamanı (gün) P<.1 P<.1 11B-14 6b 6b 6b 6b 5a 7a 7a Çorbacı 7a 7a K KF 7c 11c 1b P<.1 K. dolma 12 11c 11c 11c 1 1c 9b 8a P< c 11c 1 Çarliston 8 7b 7b 6a 6a 6 P<.1 12 D. Sivrisi 1 8c 8 7b 7b 7b 6a 6a P<.1 12 Yağlık 11c 11c 1 9b 8a 8a 8a Depolama süresi (Ay) Şekil 4.2 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin 25 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çıkış zamanları (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve depolama arasındaki interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır Enzim analizleri Üç farklı sıcaklıkta ve iki farklı sürede depolanan ticari 6 adet tohum partisinin Kontrol (depolanmamış ve KF ayrımı yapılmamış) ve KF ayrımı yapılmış gruplarının antioksidant enzim gruplarından olan; Katalaz (CAT) µmol/min/g, Askorbat peroksidaz (APX) µmol/min/g ve Süperoksit dismutaz (SOD) U/g aktivitelerindeki değişimi karşılaştırılmıştır. Genel olarak bakıldığında; özellikle katalaz enzim aktivitesi için klorofil değeri düşük (KF) grubun önemli ( µmol/min/g) oranda farkı görülmüştür. Klorofil floresan ayrımı ile tohum populasyonunda kalitenin artışı enzim aktivitesi ile de ilgili bulunmuştur, bu durum katalaz enzimi için en fazla Demre sivrisi 81

96 ve Çarliston çeşitlerinde geçerlidir. Bu avantaj APX ( µmol/min/g) enzimi için Çarlistonda belirlenirken, SOD ( U/g) enzim aktivitesi sonuçlarında ise 11B-14 çeşidi öne çıkmıştır. Klorofil floresan ayrım yapılan (KF) grup ile kontrol (K) grubunun interaksiyonu tüm enzim gruplarında istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.5) (Çizelge 4.2). Çizelge 4.2 Kontrol (depolanmamış ve KF ayrımı yapılmamış) ve KF ayrımı yapılan ticari partilerin Katalaz (CAT) µmol/min/g, Askorbat peroksidaz (APX) µmol/min/g ve Süperoksit dismutaz (SOD) U/g aktivitelerindeki değişim Çeşitler Katalaz (µmol/min/g FW) Enzim APX (µmol/min/g FW) SOD (U/ g FW) K KF K KF K KF D. Sivrisi 22.4b a.1b.22a 382b 436a Çarliston 16.29b 9.22a.5b.3a 318b 543a Çorbacı 87.54b a.16b.23a 259b 421a 11B b 55.73a.13b.33a 295b 653a K. Dolma 2.25b 66.29a.19ab.23a 532b 65a Yağlık 99.68b 16.78a.2b.33a 259b 379a Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P<.5). 6 ay süreyle üç farklı sıcaklıkta depolanan tohum partilerindeki Katalaz enzim aktiviteleri incelendiğinde; depo sıcaklığı arttıkça katalaz enzim aktivitesinde azalma belirlenmiş, -18 o C de KF ayrımı yapılmamış tohumlarda katalaz aktivitesi µmol/min/g arasında değişirken, 5 ve 25 o C de bu değer 8-26 µmol/min/g arasında ölçülmüştür. Klorofil ayrımı yapılan grupların enzim değerlerindeki artış belirlenirken, depo sıcaklığına bağlı azalma kontrol grubuna benzerlik göstermiştir (Çizelge 4.3). K ve KF interaksiyonu tüm çeşitlerde istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.5) (Çizelge 4.3). 82

97 Çizelge 4.3 Üç farklı sıcaklıkta 6 ay depolanan KF ayrımı yapılmış ve yapılmamış (K) ticari partilerin Katalaz (CAT) µmol/min/g aktivitesindeki değişimi Çeşitler Depolama sıcaklığı ( o C) K KF K KF K KF D. Sivrisi b 29.81a 22.46b 48.31a 8.2b 2.38a Çarliston 116.9b 22.95a 25.84b 45.5a 14.1b 18.72a Çorbacı b a 26.52b 36.16a 1.5a 11.7a 11B b a 23.9a 24.51a 2.48a 15.66b K. Dolma b a 22.2b 31.75a 25.47a 17.57b Yağlık b 235.6a 13.52b 32.95a 13.45b 26.76a Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P<.5). 6 ay süreyle üç farklı sıcaklıkta depolanan tohum partilerindeki APX enzim aktiviteleri incelendiğinde; depo sıcaklığı arttıkça askorbat peroksidaz enzim aktivitesindeki azalma kontrol (K) ve klorofil değeri düşük grupta daha belirgin olmakla beraber genelde önemli fark yoktur. Ancak çeşitlere bakıldığında KF ayrımı ile sonuçlar önemli düzeyde artış göstermiştir. Her üç depo sıcaklığında da KF grubu tohumlarında APX aktivitesi µmol/min/g arasında değişirken, kontrol grubunda µmol/min/g olarak ölçülmüştür (Çizelge 4.4). KF ayrımı ile elde edilen fark çeşitler arasında en fazla Yağlık ve Kandil Dolma da gözlenmiştir. Her çeşide ait K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P<.5). 83

98 Çizelge 4.4 Üç farklı sıcaklıkta 6 ay depolanan KF ayrımı yapılmış ve yapılmamış (K) ticari partilerin Askorbat peroksidaz (APX) µmol/min/g aktivitesindeki değişimi Depolama sıcaklığı ( o C) Çeşitler K KF K KF K KF D. Sivrisi.26b.57a.14b.37a.2b.32a Çarliston.19b.41a.9b.22a.21b.42a Çorbacı.23b.42a.8b.29a.6b.22a 11B-14.1b.47a.13b.22a.12b.29a K. Dolma.9b.46a.6b.39a.18b.49a Yağlık.7b.42a.5b.26a.5b.39a Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P <.5) 6 ay süreyle üç farklı sıcaklıkta depolanan tohum partilerindeki SOD enzim aktiviteleri incelendiğinde; depo sıcaklığı arttıkça süperoksit dismutaz enzim aktivitesinde azalma belirlenirken, -18 o C de K grubunda enzim değeri U/g arasında iken, 5 o C de U/g ve 25 o C de bu değer U/g ölçülmüştür. Klorofil ayrımı ile belirlenen klorofil miktarı düşük (KF) gruplarının sonuçları ise; U/g arasında olup kontrol grubu kadar azalma belirlenmemiştir (Çizelge 4.5). Her üç depo sıcaklığında KF nin avantajı en belirgin Yağlık çeşidinde görülmektedir. KF ve K sonuçlarının interaksiyonu karşılaştırıldığında tüm çeşitlerde istatistiksel olarak önemli bulunmamıştır (P<.5). 84

99 Çizelge 4.5 Üç farklı sıcaklıkta 6 ay depolanan KF ayrımı yapılmış ve yapılmamış (K) ticari partilerin Süperoksit dismutaz (SOD) U/g aktivitesindeki değişimi Depolama sıcaklığı ( o C) Çeşitler K KF K KF K KF D. Sivrisi 481a 436b 442a 369b 382a 342b Çarliston 715a 633b 631a 484b 454b 494a Çorbacı 596a 562b 463a 357b 483a 32b 11B a 363b 356a 339b 367a 325b K. Dolma 572a 447b 493a 333b 117b 373a Yağlık 677a 57b 559a 431b 3a 35a Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P <.5) 12 ay süreyle üç farklı sıcaklıkta depolanan tohum partilerindeki Katalaz enzim aktivitesinin 6 ay sonuçlarına göre önemli ölçüde düştüğü belirlenmiştir. Bununla birlikte depo sıcaklığının artması ile de bu azalma daha belirgin olmuştur. -18 o C de KF ayrımı yapılmamış tohumların 6 ay katalaz aktivitesi sonuçları µmol/min/g arasında değişirken, 12 ay depolanan tohumlarda bu değer µmol/min/g a düşmüştür. 12 ay 5 o C de µmol/min/g, 25 o C de depolananlarda ise bu değer 1-23 µmol/min/g bulunmuştur. KF ayrımı yapılan tohumların ise; enzim aktivasyonları - 18 o C de µmol/min/g olup bu değer 25 o C depo sıcaklığında µmol/min/g a düşmüştür (Çizelge 4.6). Ancak 6 ay sonuçlarında olduğu gibi 12 ay depolanan KF grubuna ait tohumların enzim değerleri kontrole göre oldukça yüksek bulunmuştur. Bu üstünlük en belirgin olarak -18 o C de Çorbacı, Kandil Dolma ve Yağlık çeşitlerinde görülmüştür. KF ile kontrol grubunun interaksiyonu tüm çeşitlerde istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.5) (Çizelge 4.6). 85

100 Çizelge 4.6 Üç farklı sıcaklıkta 12 ay depolanan KF ayrımı yapılmış ve yapılmamış (K) ticari partilerin Katalaz (CAT) µmol/min/g aktivitesindeki değişimi Çeşitler Depolama sıcaklığı ( o C) K KF K KF K KF D.Sivrisi 33.77b 79.5a 3.46ab 38.48a 13.23a 13.17a Çarliston 18.3b 256.8a 24.1b 32.72a 23.22b 32.61a Çorbacı 78.3b 23.3a 48.63b 64.18a 14.74b 48.69a 11B a 3.22b 18.78b 41.3a 9.7b 23.14a K.Dolma 93.53b 282.9a 31.89b 45.99a 22.58b 43.61a Yağlık 52.58b 2.7a 13.66b 58.26a 1.43b 23.83a Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P <.5) 12 ay süreyle üç farklı sıcaklıkta depolanan tohum partilerindeki APX enzim sonuçlarında; Demre Sivrisi, Kandil Dolma ve Yağlık çeşitlerinde depo sıcaklığı arttıkça askorbat peroksidaz enzim aktivitesindeki azalma daha belirgin olurken genelde önemli bir fark bulunmamıştır. Her üç depo sıcaklığında da KF grubu tohumlarında APX aktivitesi µmol/min/g arasında değişirken, kontrol tohumlarında bu değer µmol/min/g ölçülmüştür (Çizelge 4.7). Bununla birlikte, KF ayrımının APX değerlerindeki yaşlanmaya ve depo sıcaklığına bağlı düşüşünün daha az olmasını sağladığı tespit edilmiştir. Her çeşide ait K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur (P <.5). 86

101 Çizelge 4.7 Üç farklı sıcaklıkta 12 ay depolanan KF ayrımı yapılmış ve yapılmamış (K) ticari partilerin Askorbat peroksidaz (APX) µmol/min/g aktivitesindeki değişimi Çeşitler Depolama sıcaklığı ( o C) K KF K KF K KF.1b.3a.6b.22a.3b.25a D.Sivrisi Çarliston.17b.24a.33a.25b.8b.38a Çorbacı.11b.29a.2b.31a.9b.41a 11B-14.33a.22b.23a.22a.12b.2a K.Dolma.22b.62a.18a.19a.23b.31a Yağlık.2b.58a.12b.29a.9b.22a Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P <.5) 12 ay süreyle üç farklı sıcaklıkta depolanan tohum partilerindeki SOD enzim performansları depo sıcaklığı arttıkça azalmıştır, -18 o C de kontrol grubunda enzim değeri U/g arasında iken, 5 o C de U/g ve 25 o C de bu değer U/g ölçülmüştür. -18 o C ve 5 o C de KF ayrımı ile belirlenen klorofil miktarı düşük (KF) grupta U/g arasında iken, bu değer 25 o C de a U/g düşmüştür (Çizelge 4.8). Katalaz ve APX enzim aktivitelerinde olduğu gibi KF ayrımı ile SOD sonuçlarında da kontrole göre azalma daha az olmuştur. KF ile kontrol grubunun interaksiyonu tüm çeşitlerde istatistiksel olarak önemli bulunmuştur (P<.5) (Çizelge 4.8). 87

102 Çizelge 4.8 Üç farklı sıcaklıkta 12 ay depolanan KF ayrımı yapılmış ve yapılmamış (K) ticari partilerin Süperoksit dismutaz (SOD) U/g aktivitesindeki değişimi Depolama sıcaklığı ( o C) Çeşitler K KF K KF K KF D.Sivrisi 298b 442a 229b 426a 282b 379a Çarliston 16b 484a 24a 246a 138b 29a Çorbacı 389b 437a 3b 424a 211b 36a 11B a 353b 316b 374a 27b 37a K. Dolma 346b 356a 466a 34b 149b 317a Yağlık 45a 322b 216b 313a 341a 323b Aynı çeşit içinde farklı harflerle belirtilen K ve KF ortalamaları arasındaki fark istatistiksel olarak önemlidir (P <.5) 4.2 Tohum Partilerinde Olgunluk Farklılıklarından Kaynaklanan Kalite Düşüklüğünün Klorofil Floresan Ayrım Metodu ile İyileştirilmesi Tohum partilerinin başlangıç canlılık ve nemleri Denemede kullanılan dört farklı dönemde (turuncu, turuncu-kırmızı, kırmızı, koyu kırmızı) hasat edilen 6 adet biber çeşitlerinin ilk nemleri % 6-1 arasında çeşide ve hasat zamanına bağlı olarak farklılık göstermektedir. Nemleri belirlenen farklı olgunluktaki tohumlarda ilk olarak çimlendirme testi yapılarak çimlenme oranı ve ortalama çimlenme zamanı belirlenmiştir (Şekil ). Çimlenme oranları %34-98, ortalama çimlenme zamanları ise 3-6 gün arasında değişmiştir. En yüksek çimlenme oranları II. ve III. hasatlardan sağlanmıştır. I. dönem tohumları az olgun dönemde hasat olduğundan tüm çeşitlerde en düşük performansı göstermiştir. Bu dönemdeki çimlenme ortalaması kontrolde %38, KF ayrımı yapılanlarda %58 düzeyinde olmuştur. Ortalama çimlenme zamanları ise; her iki grup için 6 gün olarak belirlenmiştir. Anormal fide oranı ise; IV. Dönemde % 3-5 arasında iken, I. Dönemde % 1 civarında bulunmuştur. Olgunluk arttıkça 88

103 anormalitenin azaldığı belirlenmiştir. Çeşitlerin performansları açısından III. ve IV. dönem hasatları en iyi sonuçları vermiştir. Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen 6 farklı çeşidin Klorofil floresan ayrımı yapılan (KF) ve yapılmayan (K) grupların çimlenme değerleri karşılaştırıldığında; hasat dönemlerine göre klorofil ayrımının çimlenme kalitesine etkisi değişkenlik göstermiştir. I. ve II. hasat döneminde klorofil değeri düşük (KF) olarak ayrılan tohumların kontrol (K) grubundan %1-3 (avantaj en fazla Yağlık çeşidinde) oranında daha fazla çimlendiği belirlenmiştir. Bu durum tohumda olgunluk ilerledikçe değişmiş ve III. hasat döneminde KF grubu tohumlarının kontrol grubundan %4-29 (avantaj en fazla Demre Sivrisi çeşidinde), IV. hasat döneminde ise bu oran %5-1 (avantaj en fazla Çorbacı ve Çarliston çeşidinde) daha fazla olmuştur (Şekil 4.21). Klorofil floresan ayrımı hasat dönemine (olgunluk sürecine) ve stres koşullarına bağlı olarak önemli düzeyde anlamlı bulunmuştur (P<.1). 89

104 P<.1 11B a 78b c 48c 96a 92a K KF 59c 52c P< K. dolma 9a 85ab 85ab 75bc 77b 8b 66c P<.1 D. sivrisi 1 92ab 86b 84b 8 65c 55c 6 39d 4 95a 84b d 2 Çimlenme oranı (%) 2 I II III IV P<.1 Çorbacı 1 95a 96a 9ab 84b 83b 86b I II III IV P<.1 Çarliston 1 96a 98a 92a 9ab 82b 82b 8 6c 6 I II III IV P<.1 Yağlık 98a 1 9ab 93ab 86ab 81b 8 63c 63c c 39c 4 34d 4 34d 2 I II III IV 2 I II III IV Olgunluk dönemi Şekil 4.21 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde çimlenme değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve olgunluk dönemi interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 2 I II III IV Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen 6 farklı çeşidin KF ve K gruplarının ortalama çimlenme zamanları karşılaştırıldığında; hasat dönemlerine ve çeşitlere göre klorofil ayrımının çimlenme hızını üzerine etkisi farklı olmuştur. Kontrol (K) gruplarda; I. hasat döneminin tohumları ortalama 5-7 günde çimlenirken, olgunluk arttıkça bu süre 1-2 gün kısalmıştır. 11B-14, Demre Sivrisi ve Çorbacı çeşitlerinin KF ayrımı ile belirlenen tohumları (özellikle II. veya III. hasatta) kontrol tohumlarından 1-3 gün arasında erkencilik göstermişlerdir (Şekil 4.22). Klorofil floresan ayrımı hasat dönemine (olgunluk sürecine) ve stres koşullarına bağlı olarak önemli düzeyde anlamlı bulunmuştur (P<.1). 9

105 1 P<.1 11B-14 K KF 1 P<.1 K. Dolma 1 P<.1 D.Sivrisi Ortalama Çimlenme Zamanı (gün) 8 6c 6c 6c 6 5b 4a 4a 4a 4 3a 2 I II III IV P<.1 1 Çorbacı 8 6c 6c 6c 6c 6 5bc 5bc 4a 4a 4 8 7c 6b 6 5a 5a 5a 5a 5a 4a 4 2 I II III IV P<.1 1 Çarliston 8 6d 6 5c 4ab 4ab 4ab 4ab 4ab 4 3a 8 6d 6 5c 5c 5c 4b 4b 4b 4 3a 2 I II III IV P<.1 Yağlık 1 8 6c 6 5b 5b 5b 5b 4a 4a 4a I II III IV I II III IV I II III IV Olgunluk dönemi Şekil 4.22 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde ortalama çimlenme zamanları (gün) P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve olgunluk dönemi interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır Kontrollü bozulma güç testi Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen biber tohum partilerine kontrollü bozulma güç testi (48 ve 72 saat) uygulanmış ve sonucunda çimlenme değerleri (%) belirlenmiştir. Dört farklı hasat dönemindeki tohumların stres koşullarına dayanımının olgunlukla artışı Şekil de gösterilmiştir. Tohum canlılığının güç testine karşı dayanımı üzerine hasat zamanı etkili olurken, KF ayrımı tohum partisinin kalitesini, çimlenme performansını, olumlu düzeyde etkilemiştir. 91

106 Klorofil Floresan ayrımı yapılmış farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohum partilerinin 48 saatlik kontrollü bozulma güç testi sonunda çimlenme performanslarının en fazla I. hasat tohumlarında azaldığı görülmüştür. Ancak özellikle 11B-14 (%2-31) ve Kandil Dolma (%12-19) çeşitlerinde KF ayrımı ile elde edilen tohum partilerinde kontrol tohumlarından daha iyi performans belirlenmiştir. Bu avantaj, II. ve III. hasat döneminde (Çorbacı hariç) %4-24, IV. hasat tohumlarında ise %2-31 arasındadır (Şekil 4.23). Klorofil floresan ayrımı hasat dönemine (olgunluk sürecine) ve stres koşullarına bağlı olarak önemli düzeyde anlamlı bulunmuştur (P<.1) P<.1 11B-14 59b 79a 64b 85a K KF 6b P< K. Dolma 86a 82ab 74bc 73bc 65cd 63d P< c D.Sivrisi 89a 73b 69b 74b 69b 65bc 4 29c d Çimlenme oranı (%) d 7d P<.1 1 I II III IV Çorbacı 73a 73a 75a 68a 66a 67a 2 2e3e I II III IV P<.1 Çarliston 1 79a 85a 8 7b 67b69b 6 55c 2 I II III IV P<.1 Yağlık 1 85a 87a 78b 76b 8 65c 6 47d 4 2 1b 13b 4 2 9d 8d e 9f I II III IV I II III IV I II III IV Olgunluk safhaları (dönem) Şekil 4.23 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 48 saat Kontrollü Bozulma (45 C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve olgunluk dönemi interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 92

107 Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen tohum partilerinin 48 saatlik kontrollü bozulma güç testi sonucunda çimlenme değerleri farklı oranda azalmıştır. Bu azalma kontrol (K) gruplarında; I. hasatta %1-36, II. hasatta %1-27, III. hasatta %3-28, IV. hasatta %1-23 oranında olurken, KF grubunda; I. hasatta %9-63, II. hasatta %11-29, III. hasatta %9-17, IV. hasatta %3-21 olmuştur. Canlılıktaki azalma en fazla I ve II. Dönemde hasat edilen tohumlarda görülmüştür. Yağlık, Çarliston, 11B-14 çeşitlerinde III. hasat dönemi, Çorbacı ve Demre çeşidinde IV. Hasat, Kandil Dolma çeşidinde ise II hasat dönemi en iyi performansı göstermiştir. 72 saatlik kontrollü bozulma güç testi sonucunda ise, çeşitlere bağlı olarak daha fazla azalmıştır. Bu canlılık kayıpları kontrol (K) gruplarında; I. hasatta %4-48, II. hasatta %11-61, III. hasatta %-42, IV. hasatta %9-29 oranında olurken, KF grubunda; I. hasatta %27-66, II. hasatta %21-54, III. hasatta %19-46, IV.hasatta %13-57 olmuştur. Kandil Dolma çeşidinde ölüm gerçekleşirken, Yağlık ve Çarliston çeşitlerinin çimlenme oranları önemli düzeyde azalmıştır. Çarliston, 11B-14 çeşitlerinde III. hasat dönemi, Kandil Dolma, Yağlık ve Demre Sivrisi çeşidinde IV. Hasat, Çorbacı çeşidinde ise II hasat dönemi en iyi performansı göstermiştir (Şekil 4.24). 93

108 Çimlenme oranı (%) 1 P< P< c 11B-14 71a 64ab 53b 53b K KF 19c I II III IV 12c 1d Çorbacı 49b 46b 41b 49b 44b 2d 71a I II III IV P<.1 1 K. Dolma 8 69a 64a 61a 61a 6 52b 4 33c 2 I II III IV P<.1 1 Çarliston 8 7a 71a 6 58b 53b 53b 4 19c 2 2d I II III IV P< D.sivrisi 82a 75ab 59c 61c 65bc 55c 35d 17e I II III IV P<.1 1 Yağlık 79a 8 71ab 65bc 58c 6 36d 4 31d 2 9e 5e I II III IV Olgunluk dönemi Şekil 4.24 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) örneklerinde 72 saat Kontrollü Bozulma (45 C, %22 nem) güç testi sonrası çimlenme değerleri (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve olgunluk dönemi interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. Klorofil floresan ayrımı yapılan farklı olgunluk dönemlerindeki tohum partilerinin 72 saatlik kontrollü bozulma güç testi sonucunda çimlenme gücünün önemli ölçüde azalmakla birlikte çeşitlerden 11B-14 (K) ve Kandil dolmanın (K, KF) I. hasatlarında ölüm tespit edilmiştir. Bazı çeşitlerin olgunluk düzeylerindeki artış (III. ve IV. hasat) ile KF grubundaki tohumlarda canlılık %7-8 lerde kalmıştır. Çimlenme oranlarının önemli oranda azalması ile çeşitlerin KF ayrımına verdiği tepkiler değişkenlik göstererek, II., III. veya IV. hasat döneminde kontrol tohumlarına göre % 7-22 oranında daha fazla çimlenme gerçekleşmiştir. Özellikle Çorbacı (IV. dönem), Çarliston (II. dönem) ve Yağlık (III. ve IV. dönem) çeşitlerinde bu durum daha belirgindir (Şekil 4.24). Klorofil floresan ayrımı hasat dönemine (olgunluk sürecine) ve stres koşullarına bağlı olarak önemli düzeyde anlamlı bulunmuştur (P<.1). 94

109 4.2.3 Fide çıkış testi Dört farklı hasat döneminde hasat edilen 6 farklı çeşide ait tohumların çıkış oranları ve ortalama çıkış zamanları karşılaştırıldığında; I. dönem hasadı az olgun dönemde yapıldığı için tüm çeşitlerde en düşük çıkış performansını verirken, en yüksek çıkış oranı genelde II. I. ve IV. dönemlerde hasat edilen edilen tohumlardan alınmıştır. Kontrol gruplarında (K); Çarliston Çarlisto ve Kandil Dolma çeşitlerinde II. I. dönem, Çorbacı, Yağlık ve Demre Sivrisinde ise IV. dönem hasadı en iyi sonuçları vermiştir (Şekil 4.25). 4.25) Kontrol tohumlarının hasat dönemlerinde gösterdikleri çıkış oranlarını incelersek; I. dönem hasatlarına ait az olgun tohumlarda ortalama çıkış oranı yaklaşık % arasında olup, II. dönem tohumlarında %58-7, %58 7, III. dönem hasadında %67-83 %67 ve IV. dönemde ise % arasında değişmiştir. Anormal fide oranı ise; IV. Dönemde D % 3-5 arasında iken, I. dönemde önemde % 1 civarında bulunmuştur. Olgunluk arttıkça arttık anormalitenin azaldığı belirlenmiştir. Hasatların ortalama çıkış zamanları (OÇZ) ise; I. dönemde 8-1, 8 II. dönem 7-9, 9, III. hasatta 6-9, 6 son hasat döneminde de 7-88 gün arasında değişmiştir. IV V II. I III II IV Yağlık K.Dolma II I III K il dolma ve Yağlık çeşitlerinin Şekil 4.25 Dört farklı hasat döneminde hasat edilen Kandil fide çıkışları 95

110 KF ayrımının olgunlukları farklı olan tohum partilerinde daha belirgin avantaj sağladığı gözlenmiştir. Özellikle az olgun olan I. hasat döneminin tohumlarında bu durum çok belirgindir. Tüm hasat dönemlerinde klorofil değeri düşük olarak ayrılan (KF) tohumlarda fide çıkışı; I. dönemde %14-73, II. dönem %74-92, III. dönem %75-91 ve IV. dönemde ise %7-92 daha fazla olmuştur (Şekil ). Özellikle 11B-14 (IV. dönem), Çarliston (II. dönem) ve Demre Sivrisi (II. ve III. dönem) çeşitlerinde bu fark daha net ortaya çıkmıştır. İstatistiksel olarak KF ayrımı hasat dönemine (olgunluk sürecine) bağlı olarak interaktif bazda anlamlı bulunmuştur (P<.1). Şekil 4.26 Klorofil floresan ayrımına tabi tutulan dört farklı hasat döneminde hasat edilen Çarliston ve Çorbacı çeşitlerinin fide çıkışları 96

111 P<.1 11B a 8 69b 6 38c 4 16d 2 67b 84a 48c K KF 71b P<.1 K. Dolma 1 9a 72b 75b 8 7b 68b 6 54c 4 15d 2 14d P< b 6 45c 4 D.sivrisi 92a 91a 92a 81b 73b 74b Çıkış oranı (%) I II III IV P<.1 Çorbacı 85a 83a 8a 88a 82a 68b 42c 26d I II III IV P<.1 Çarliston 1 88a 82ab 82ab 8 7bc 76ab 7bc 6 57c 39d 4 2 I II III IV P<.1 Yağlık 1 84a 8 74a 72ab 86a 8a 6 58bc 52c d 2 I II III IV 2 I II III IV I II III IV Olgunluk dönemi Şekil 4.27 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) fide çıkış oranları (%). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve olgunluk dönemi interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. Farklı olgunluk dönemlerinde hasat edilen 6 farklı çeşidin KF ve K gruplarının ortalama çıkış zamanları karşılaştırıldığında; genelde tüm çeşitlerinde II. hasat dönemlerinde belirlenen KF grubu tohumlar 1 gün daha erken çıkış göstermişlerdir. Fide çıkış zamanı üzerine KF ayrımının olumlu etkisi (1-2 gün) en fazla Yağlık çeşidinde saptanmıştır. Tüm hasat dönemlerinin OÇZ değerleri karşılaştırıldığında, klorofil değeri düşük olarak ayrılan tohumlar 6-11 gün, kontrol tohumları ise 7-1 gün arasında bulunmuştur (Şekil 4.28). Klorofil Floresan ayrımı ile olgunluk dönemi interaksiyonu istatistiksel olarak anlamlıdır (P<.1, P<.1). 97

112 P<.1 8c 8c 11B-14 7b 6a 7b 7b K KF 8c 8c P<.1 1cd 9b K. Dolma 11d 9b 9b 9b 9b 8a P< c 9c 8 6 D. Sivrisi 9c 9c 8b 8b 8b 7a Ortalama Çıkış Zamanı (gün) P<.1 I II III IV Çorbacı 9b 9b 9b 9b 9b 8a 8a 8a 4 2 I II III IV P<.1 12 Çarliston 1 8b 8b 8b 8 7a 7a 7a 7a 7a I II III IV P<.1 12 Yağlık 1d 1 9c 8b 8b 8b 8b 8 7a 7a I II III IV I II III IV I II III IV Olgunluk dönemi Şekil 4.28 Altı farklı biber çeşidine ait dört farklı olgunluk döneminde hasat edilen Klorofil Floresan ayrımı yapılmış (KF, ) ve yapılmamış (Kontrol, K, ) ortalama çıkış zamanları (gün). P değerleri Klorofil Floresan ayrımı ve olgunluk dönemi interaksiyonun anlamlılığını göstermektedir. Aynı çeşit içinde farklı harflerle gösterilen ortalamalar belirtilen P değeri düzeyinde istatistiksel olarak anlamlıdır. 4.3 Klorofil Floresan Görüntüleme Tekniğinin Kullanımı 6. ve 12. aylarda depolanan 6 çeşit biber tohum partisinin; kontrol (ayrımı yapılmamış) ve KF metodu ile ayrılan gruplarının aralarında önemli fark tespit edilenler Klorofil Floresan görüntüleme (KFG) cihazında görüntülenmiştir. KF ayrımı ise; klorofil miktarı yüksek ve düşük olarak ayrılmıştır. KFG ölçümleri için Plant Research International/Wageningen/Hollanda da bulunan ekipman kullanılmıştır. Depolanan tohum partilerinin Klorofil Floresan görüntülerine bakıldığında; depo sıcaklığındaki artış ile canlılıkta görülen azalmanın klorofil miktarı ile ilgili olabileceği belirlenmiştir. Ancak bu ayrım tüm çeşitlerde ve depo sıcaklıklarında (Yağlık, Çorbacı 98

113 ve Çarliston çeşitleri hariç) net olarak belirlenememiştir (Şekil 4.29). Yapılan ölçümlerde; Yağlık çeşidinin KF değeri düşük grubun -18 o C de 6 ve 12 ay depolama sonrasında KF değeri yüksek tohumlardan %9-16 oranında daha fazla çimlenmiş olması KFG sonucunu doğrulamaktadır. KF değeri düşük olarak ayrılmış olan grupta görüntüleme ile kabukta belirlenen düşük orandaki klorofil miktarı çimlenme sonuçları ile paralellik göstermiştir. Aynı durum; 5 o C de depolanmış Çorbacı (%4-9) ve 25 o C de depolanmış Çarliston (%14-4) çeşitlerinde de belirlenmiştir. KF KF KF KF YAĞLIK -18 C 6AY Kabuktaki klorofil miktarı az Kabuktaki klorofil miktarı çok YAĞLIK -18 C 12AY KF KF KF KF ÇORBACI 5 C 6AY ÇORBACI 5 C 12AY KF KF KF KF ÇARLİSTON 25 C 6AY ÇARLİSTON 25 C 12AY Şekil 4.29 Altı farklı biber çeşidine ait ticari tohum partilerinin -18, 5 ve 25 C de 6 ve 12 ay depolama sonrası Klorofil Floresan ayrımı yapılmış tohum partilerinde KF ve KF gruplarda KFG ile elde edilen görüntüler 99