Štúdie Trinidad Scorpion Moruga

Trinidad Moruga Scorpion

Paul W. Bosland, Danise Coon, Gregory Reeves

Táto štúdia ustanovila úrovne štipľavosti pre niekoľko odrôd vysoko pálivých chilli paprík z druhu Capsicum chinense - Trinidad Moruga Scorpion, Bhut Jolokia, Trinidad Scorpion, Douglah Trinidad Chocolate a Trinidad 7-pot Jonah a vznikla preto, aby určila, ktorá z týchto odrôd má najväčšiu priemernú štipľavosť a na určenie súvislostí medzi týmito odrodami za použitia molekulárnej analýzy. V opakovaných testoch s vhodnými kontrolami v Las Cruces ukázali výsledky to, že dve rastliny Trinidad Moruga Scorpion prekročili hranicu dvoch miliónov SHU. Je to prvé nameranie takého SHU. Pozoroval veľký rozsah štipľavosti medzi jednotlivými kultivačnými miestami - štipľavosť bola silne ovplyvnená prírodnými podmienkami. Trinidad Moruga Scorpion bol značne štipľavejší než Bhut Jolokia, ale Trinidad 7-pot Jonah, Douglah Trinidad Chocolate aTrinidad Scorpion sa od nej moc nelíšili. Molekulárna analýza s polymorfných DNA (RAPD) značkami potvrdila, že vzorky sú geneticky jedinečné. Trinidad Moruga Scorpion teda patrí do C. Chinense a nie je to ta istá paprika ako Bhut Jolokia.

 

Chilli papriky sú celosvetovo pestované a cenené pre svoju štipľavosť. Široko používanou škálou štipľavosti je SHU (Scoville, 1912). Táto miera je najvyššie zriedenie extraktu z čili papriky, v ktorom ešte môže byť štipľavosť detekovaná človekom. Od Scovelliho testu sa ešte vyvinuli alternatívne pomocné metódy, ako je vysoko výkonná kvapalinová chromatografia (HPLC), ktorá je najpresnejšou a najúčinnejšou metódou (Collins, 1995). 

Štipľavosť chilli paprík čiže množstvo kapsaicínu v plodoch (unikátna skupina alkaloidov vyskytujúce sa u rodu Capsicum, ktorá spôsobuje štípanie pri konzumácii) závisí na genetickom pôvode rastliny a na prostredí, kde rastie. Štipľavosť sa môže značne líšiť od rastliny k rastline rovnakého druhu, rastúcej v tom istom období na rovnakom mieste. Keď sa zmerala štipľavosť jednej rastliny zo skupiny majúcej rovnaký genetický pôvod, mala táto rastlina o 78% vyššiu štipľavosť než bol priemer celej skupiny. Ďalší výskum ukázal, že plody tej istej odrody pestované na rôznych miestach majú veľmi rozdielnu štipľavosť.

Štipľavosť môže byť založená na jedinom plode, plodoch z jednej rastliny alebo priemere celej odrody. Pre Guinnessovú knihy rekordov je dostatočná štipľavosť jedného plodu, aby sa ustanovil rekord pre celú odrodu. Pre chilli priemysel je ale lepšia priemerná štipľavosť.

V roku 2007 Guinnessova kniha rekordov ustanovila Bhut Jolokia z regiónu Assam zo severovýchodnej Indie ako najštipľavejšiu chilli papriku na svete. Štipľavosť bola zmeraná v opakovaných testoch s vhodnými kontrolami.

Odroda Trinidad Scorpion z Trinidadu a Tobaga bola vyhlásená za štipľavejšiu ako je Bhut Jolokia. Butch T Scorpion, pestovaný Butchom Taylorom v Austrálii, je momentálne radený v Guinnessovej knihe rekordov ako najštipľavejšia chilli paprika na svete s štipľavosťou 1 463 700 SHU (2011). Ostatné odrody z Trinidadu a Tobaga, ako je Trinidad Moruga Scorpion, Trinidad 7-pot Jonah a Douglah Trinidad Chocolate, boli zaradené do odrôd s veľmi vysokou štipľavosťou. Niektoré názvy odrôd (napr. Trinidad 7-pot Jonah) narážajú na folklór, že sú dosť štipľavé na to, aby okorenili sedem misiek s polievkou.

Pre vykonanie vedecky platného testu na zmeranie štipľavosti sa musí opakovane zasadiť dostatok semienok a použiť vhodné metódy. Potom sa môže zmerať vzorka plodu. V tomto prípade môže byť štatisticky štipľavejšia odroda považovaná za štipľavejšiu než je momentálne tá najštipľavejšia.

Táto štúdia mala za úlohu:

1) Porovnať štipľavosť Trinidad Moruga Scorpion, Bhut Jolokia, Trinidad Scorpion, Douglah Trinidad

 

Chocolate a Trinidad 7-pot Jonah v opakovaných testoch

 

2) Stanoviť, ktorá z týchto odrôd má naozaj najvyššiu štipľavosť

 

3) Určiť rozdiely medzi odrodami

 

4) Určiť genetickou príbuznosť týchto odrôd za pomoci molekulárnych dát

Materiály a metody

 

Originálne semienka Trinidad Scorpion boli zaslané Chilli Inštitútu v roku 2008 H. Adamom z Caribbean Agriculture Research and Development Institute v Trinidade a Tobagu. Trinidad Scorpion rástol pod sieťami proti hmyzu, aby produkoval veľa semienok. Semienka Trinidad Moruga Scorpion, Trinidad 7-pot Jonah a Douglah Trinidad Chocolate boli veľkoryso darované J. Duffym zo San Diega.

         Semienka boli nasiate do substrátu v kontajneroch s 12 bunkami, ktoré boli umiestnené na podnosoch nesúcich osem týchto kontajnerov a boli umiestnené v skleníku s kontrolou klímy, s teplotou udržiavanou na 27,8 ° vo dne a 18,3 ° v noci s dvanásťhodinovou fotoperiódov. Najskôr boli semienka zasadená po dvoch v každej bunke a po vyklíčení boli semenáčiky prebrané a zasadené po jednom v každej bunke. V substráte bolo obsiahnuté pomaly pôsobiace hnojivo s pomerom NPK 14-6,1-11,6 a na každý semenáčik vychádzalo okolo 1,5g tohto hnojiva. Semenáčiky boli polievajú 2x denne.

Keď mali 8-10 pravých listov, boli presadené na pole v Leyendecker Plant Science Research Center, 2 kilometre od Las Cruces. Boli umiestnené v štyroch blokoch a  v každom bolo okolo 36 rastlín. Rastliny boli v radoch, 25 cm od seba, a samotné riadky boli od seba vzdialené 91 cm. Pestovalo sa za štandardných podmienok (vrátane hnojenie), ktoré sú bežné pri pestovaní chilli paprík v Novom Mexiku. 

Akonáhle boli plody zrelé, 25 náhodných sa zberalo zo 4 rastlín z každého zo 4 blokov. Po tomto zbere boli plody vysušené a pomleté na prášok. Následná extrakcia kapsaicínu a stanovenie jeho množstva sa riadilo podľa HPLC procedúry. HPLC dáta boli skonvertované na SHU vynásobením častí na milión (parts per million) číslom 16. Analýza rozptylu, najmenej významného rozdielu a Duncanov test s viacnásobným rozsahom určil význam pozorovaných rozdielov a dáta sa analyzovali pomocou štatistického softvéru SAS.

Pre RAPD analýzu sa zasadili štyri odrody C chinense (Bhut Jolokia, Trinidad Scorpion, Trinidad 7-pot Jonah a Douglah Trinidad Chocolate) a jedna odroda C annuum (Camelot) do 3,8 litrových plastových kvetináčov a boli pestované v skleníku na extrakciu DNA.

Keď mali semenáčiky 8-10 pravých listov, z každej odrody sa náhodne vybralo 6 rastlín pre izoláciu DNA.

Výsledky:

Odroda	Blok I	Blok II	Blok III	Blok IV	Priemer odrody	Najvyššie SHU u samostatnej rastliny
Trinidad Moruga Scorpion	1 282 471	1 234 109	1 360 772	953 703	1 207 764	2 009 231
Douglah Trinidad Chocolate	1 081 358	1 111 448	1 418 509	1 064 915	1 169 058	1 853 936
Trinidad 7-pot Jonah	1 051 778	1 014 364	1 036 154	1 165 233	1 066 882	1 267 641
Trinidad Scorpion	1 076 204	975 217	886 314	1 179 348	1 029 271	1 392 452
Bhut Jolokia	1 115 052	1 310 125	869 051	784 519	1 019 687	1 578 548

 

 

Pestovateľská sezóna v roku 2011 bola priaznivá na produkciu plodov na všetkých odrodách chilli paprík. Pretože je známe, že prostredie ovplyvňuje štipľavosť, bolo by dobré zopakovať túto štúdiu pre to najlepšie porovnanie štipľavosti odrôd chilli paprík. HPLC analýza odhalila, že Bhut Jolokia mala priemernú štipľavosť 1 019 687 SHU, čo je úroveň, ktorá je v Las Cruces u tejto odrody normálne. Výsledky analýzy Trinidad Moruga Scorpion taktiež ukázali extrémne vysokú priemernú štipľavosť, a to 1 207 764 SHU. Trinidad Scorpion, Trinidad 7-Pot Jonah a Douglah Trinidad Chocolate tiež mali vysokú priemernú štipľavosť, a to 1 029 271, 1 066 882 a 1 169 058 SHU. Bola pozorovaná značná variabilita štipľavosti odrôd, čo poukazovalo na účinky prostredia. Štipľavosť Bhut Jolokia bola dosť odlišná medzi blokmi II a IV. Rovnako tak Trinidad Moruga Scorpion, Trinidad Scorpion a Douglah Trinidad Chocolate sa so svojou štipľavosti dosť líšili v blokoch III a IV.

Variabilita štipľavosti medzi jednotlivými rastlinami bola dramatická. Keď sa otestovali jednotlivé rastliny od každej odrody, objavila sa veľká škála štipľavosti: Trinidad Moruga Scorpion mal dve rastliny so SHU vyšším ako 2 milióny. Naopak najnižšie SHU u tejto odrody bolo 1 084 762. U Douglah Trinidad Chocolate sa jednotlivé rastliny nachádzali v rozsahu štipľavosti 923 889 až 1 853 936 SHU, kdežto u Bhut Jolokia v rozsahu 279 315 až 1 578 548 SHU. Trinidad Scorpion mal rozsah 801 180 až 1 392 452 SHU a Trinidad 7-Pot Jonah 727 680 až 1 262 641 SHU.

Keď sa preskúmali priemerné štipľavosti všetkých odrôd, zistilo sa, že Trinidad Moruga Scorpion je najštiplavejšia a tiež o dosť štipľavejšia než Bhut Jolokia . Avšak Trinidad Scorpion, Douglah Trinidad Chocolate a Trinidad 7-Pot Jonah neboli o moc menej štipľavejšie ako Trinidad Moruga Scorpion, ale stále ešte o dosť štipľavejšie než Bhut Jolokia.

 

 

          Dendrogram na základe dvojíc s analýzou aritmetického priemeru Diceho koeficientu podobnosti medzi šiestimi odrodami Capsicum chinense (Trinidad Moruga Scorpion, Bhut Jolokia, Trinidad Scorpion, Douglah Trinidad Chocolate a Trinidad 7-pot Jonah, Orange Habanero) a jednej odrody Capsicum annuum (Camelot). Použila metóda náhodne zosilnených polymorfných DNA značkovačov. 

 

Genetická podobnosť medzi odrodami bola vypočítaná spriemerovaním vzdialeností medzi zhlukmi (klastre), ktoré sú graficky prezentované vo forme dendogramu (hore). Väčšie čísla v Indexe Genetickej príbuznosti (Genetic Similarity Index - GSI) znamenajú bližšiu taxonomickú príbuznosť medzi zhlukmi. Sú tu dva primárne zhluky, ktoré oddeľujú druhy Capsicum (to jest C. annuum a C. chinense). Zástupca C. annuum v tejto analýze, odroda Camelot, vytvorila vlastný zhluk, ktorý sa zoskupil so zástupcami C. chinense, a to s hodnotou GSI 0,32. Bhut Jolokia sa spojila s ostatnými zástupcami C. chinense s GSI 0,82. Orange Habanero vytvoril skupinku s Trinidad Moruga Scorpion, Trinidad 7-Pot Jonah, Douglah Trinidad Chocolate a  s Trinidad Moruga Scorpion s GSI 0,89. Takisto Trinidad Moruga Scorpion sa spojil s Trinidad 7-Pot Jonah, Douglah Trinidad Chocolate a Trinidad Scorpion s GSI 0,91. Trinidad Scorpion sa zoskupil s Trinidad 7-Pot Jonah a Douglah Trinidad Chocolate s GSI 0,94. A nakoniec Trinidad 7-Pot Jonah vytvoril skupinku s Douglah Trinidad Chocolate s najvyššou hodnotou GSI 0,96.

 

Diskusia

Výsledky ukázali to, že Trinidad Moruga Scorpion môže byť považovaná za najštipľavejšiu chilli papriku na svete. Dve rastliny Trinidad Moruga Scorpion presiahli 2 milióny SHU, čo je prvý prípad chilli papriky, ktorá túto hranicu pokorila. Bhut Jolokia aj Douglah Trinidad Chocolate mali medzi jednotlivými rastlinami zástupcu, ktorých štipľavosť presahovala hodnotu 1 463 700 SHU, a to stačí na prepísanie súčasného Guinnessovho rekordu.

Bola pozorovaná značná variabilita v štipľavosti jednotlivých rastlín u odrôd a tiež ich veľké rozdiely priemernej štipľavosti medzi jednotlivými blokmi. Vhodné vysvetlenie pre toto pozorovanie má príčinu v dvoch faktoch: 1) štipľavosť chilli papriky je silne ovplyvnená prostredím, 2) odrody môžu byť považované za neuniformné (tzn. Geneticky rôznorodé).

         Taxonomická príbuznosti Bhut Jolokia k Trinidad Scorpion založená na RAPD markeroch umiestnila Bhut Jolokia medzi C. annuum a ostatné C. chinense. Dôvod, prečo sú ostatné odrody C. chinense podobnejší Bhut Jolokia je to, že Bhut Jolokia je medzidruhový hybrid, ktorý má do svojho genómu vložené gény C. frutescens. A tak je možné z GSI vyčítať, že Bhut Jolokia nie je odroda Trinidad Scorpion pestovaná v Indii alebo že Trinidad Scorpion nie je jej "rodič". Namiesto toho sa zdajú byť unikátnymi odrodami. Navyše žiadna odroda chilli papriky z Trinidadu a Tobagu nie je pravdepodobne "rodič" Bhut Jolokia. GSI medzi Trinidad 7-Pot Jonah, Douglah Trinidad Chocolate a Trinidad Scorpion bolo najbližšie. Silné GSI u týchto odrôd môže byť vysvetlené tak, že to sú voľne opeľované krajové odrody z rovnakého ostrova - Trinidadu. Avšak je jasné, že sa jedná o unikátne odrody, pretože medzi nimi boli pozorované genetické separácie.

        Výsledky tejto štúdie potvrdili, že štipľavosť medzi odrodami pestovanými v rovnakej oblasti môže veľmi kolísať. Identifikácia vysoko štipľavých odrôd chilli paprík pravdepodobne poodhalí genetickú charakterizáciu štipľavosti u rodu Capsicum. Okrem toho vysoko štipľavé odrody chilli paprík ponúkajú lepší zdroj kapsaicínu na extrakciu a jeho následné ďalšie využitie.