Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Khả năng kết hợp của sản lượng đậu nành (Glycine max L.) và các đặc tính liên quan dưới điều kiện stress hạn chế nước
Tóm tắt
Phát triển các kiểu gen cải tiến đòi hỏi phải có thông tin đầy đủ về nền tảng di truyền và bản chất của hành động gen để lập kế hoạch cho các chiến lược nhân giống và chọn lọc phù hợp. Nghiên cứu này nhằm mục đích ước lượng khả năng kết hợp tổng quát và khả năng kết hợp đặc hiệu, xác định các kiểu gen kết hợp tốt nhất trong việc phát triển các kiểu gen chịu hạn và xác định hành động gen của các đặc tính đậu nành. Sáu kiểu gen đã được lai ghép sử dụng thiết kế lai Bắc Carolina II để hình thành tám gia đình, trong đó Makwacha và Nasoko được coi là bố và TGX1990-137F, TGX1987-23F, 1988-70F và Tikolore được coi là mẹ. Hai trăm con lai F2 và sáu bố mẹ đã được đánh giá tại thực địa dưới điều kiện stress không hạn chế nước (non-WLS) và stress hạn chế nước (WLS) tại hai địa điểm trong mùa khô năm 2018 theo thiết kế bố cục phân chia. Các chế độ nước được phân bổ cho các ô chính và các kiểu gen cho các ô phụ trong thiết kế khối hoàn chỉnh ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại. Các hiệu ứng kiểu gen và chế độ nước có ý nghĩa được tìm thấy cho năng suất hạt và các thành phần năng suất. Hầu hết các con lai đạt thứ hạng cao hơn các bố mẹ dưới điều kiện WLS cho tất cả các đặc tính. Các hiệu ứng khả năng kết hợp tổng quát (GCA) và khả năng kết hợp đặc hiệu (SCA) đáng kể cho tất cả các đặc tính cho thấy rằng cả hai hiệu ứng gen bổ sung và không bổ sung đều quan trọng cho việc biểu hiện đặc tính dưới điều kiện WLS. Cả hai hiệu ứng GCA và SCA đều tương tác có ý nghĩa với các hiệu ứng chế độ nước, thể hiện nhu cầu kiểm tra các con lai tiềm năng qua các mức WLS khác nhau để xác định các kiểu gen ổn định. Các bố mẹ và con lai F2 với các hiệu ứng GCA và SCA dương đáng kể, tương ứng, dưới điều kiện WLS đã được xác định là vật liệu tiềm năng để đưa vào chương trình nhân giống nhằm cải thiện độ chịu hạn.
Từ khóa
#đậu nành #khả năng kết hợp #cải tiến gen #stress hạn chế nước #di truyền họcTài liệu tham khảo
Abd El-Mohsen AA, Abd El-Shafi MA, Gheith EMS, Suleiman HS (2015) Using different statistical procedures for evaluating drought tolerance indices of bread wheat genotypes. AdvAgricBiol 4:19–30
Akaogu IC, Badu-Apraku B, Adetimirin OV (2017) Combining ability and performance of extra-early maturing yellow maize inbreds in hybrid combinations under drought and rain-fed regimes. J AgricSci 155:1520–1540. https://doi.org/10.1017/S0021859617000636
Bi Y, Li W, Xiao J, Lin H, Liu M, Liu M, Luan X, Zhang B, Xie X, Guo D, Lai Y (2015) Heterosis and combining ability estimates isoflavone content using different parental soybean accessions: Wild soybean a valuable germplasm for soybean breeding. PLoS ONE 10:1–13. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0114827
Cho Y, Scott RA (2006) Combining ability of seed vigor and seed yield in soybean. Euphytica 112:145–150. https://doi.org/10.1023/A:1003827930786
Fandika IR, Kemp PD, Millner JP, Horne D (2011) Yield and water use efficiency in buttercup squash (Cucurbita maxima Duchesne) and heritage pumpkin (Cucurbita pepo Linn). Aust J Crop Sci 5:742–747
Fasahat P, Rajabi A, Rad JM, Derera J (2016) Principles and utilization of combining ability in plant breeding. BiomBiostatInt J 4:1–24. https://doi.org/10.15406/bbij.2016.04.00085
Food and Agriculture Organisation (FAO) (2015) Crop water Information: Soybean: water Development and Management Unit. http://www.fao.org/nr/water/cropinfo_soybean.html. Accessed on 25 November 2016
Gavioli EA, Perecin D, Mauro AOD (2008) Analysis of combining ability in soybean genotypes. Journal of Crop Breeding and Applied Biotechnology 8:1–7
Ghanbari S, Nooshkam A, Fakheri BA, Mahdinezhad N (2018) Assessment of yield and yield component of soybean genotypes (Glycine max L.) in North of Khuzestan. J Crop SciBiotechnol 21:435–441. https://doi.org/10.1007/s12892-018-0023-0
Ghiday T, Tizzazu D (2017) Line×tester analysis and estimating combining abilities for yield and some yield components in soybean (Glycine max L. Merrill). Int J Res Stud AgricSci 3:30–34. https://doi.org/10.20431/2454-6224.0307005
Hirut B, Shimelis H, Fentahun M, Bonierbale M, Gastelo M, Asfaw A (2017) Combining ability of highland tropic adapted potato for tuber yield and yield components under drought. PLoS ONE 12:1–27. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0181541
Hyten DL, Song Q, Zhu Y, Choi IY, Nelson RL, Costa JM, Specht JE, Shoemaker RC, Cregan PB (2006) Impacts of genetic bottlenecks on soybean genome diversity. ProcNatlAcadSci USA 103:16666–16671. https://doi.org/10.1073/pnas.0604379103
Kananji GAD, Yohane E, Siyeni D, Mtambo L, Kachulu L, Chisama BF, Malaidza H, Tchuwa F, Mulekano O (2013) A Guide to soybean production in Malawi. Lilongwe, Malawi
Karyawati AS, Sitompul SM, Basuki N, Sitawati, (2015) Combining ability analysis for physiological characters of soybean (Glycine max L. Merrill). Int J Plant Res 5:113–121. https://doi.org/10.5923/j.plant.20150505.04
Kiryowa M, Tukamuhabwa P, Adipala E (2008) Genetic analysis of resistance to soybean rust disease. Afr Crop Sci J 16:211–217
Kobraei S, Etminan A, Mohammadi R, Kobraee S (2011) Effects of drought stress on yield and yield components of soybean. Ann Biolo Res 2:504–509
Makanda I, Tongoona P, Derera J, Sibiya J, Fato P (2010) Combining ability and cultivar superiority of sorghum germplasm for grain yield across tropical low- and mid-altitude environments. Field Crops Res 116:75–85. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2009.11.015
Manavalan LP, Guttikonda SK, Tran LSP, Nguyen HT (2009) Physiological and molecular approaches to improve drought resistance in soybean. Plant Cell Physiol 50:1260–1276. https://doi.org/10.1093/pcp/pcp082
Mebrahtu T, Devine TE (2008) Combining ability analysis for selected green pod yield components of vegetable soybean genotypes (Glycine max). NZ J Crop HorticSci 36:97–105. https://doi.org/10.1080/01140670809510225
Mebrahtu T, Devine TE (2009) Diallel analysis of sugar composition of 10 vegetable soybean lines. J Plant Breed 128:249–252. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2008.01561.x
Mohammed MI (2009) Line x tester analysis across locations and years in Sudanese x exotic lines of forage sorghum. J Plant Breed Crop Sci 1:311–319
Monyo ES (2013) Tropical legume farming in Malawi. Bulletin of Tropical Legumes. http://www.icrisat.org/TropicalLegumesII/pdfs/November-2013.pdf Accessed on 3 August 2015
Mwale SE, Ochwo-Ssemakula M, Sadik K, Achola E, Okul V, Gibson P, Edema R, Singini W, Rubaihayo P (2017a) Response of cowpea genotypes to drought stress in Uganda. Am J Plant Sci 8:720–733. https://doi.org/10.4236/ajps.2017.84050
Mwale SE, Ssemakula MO, Sadik K, Alladassi B, Rubaihayo P, Gibson P, Singini W, Edema R (2017b) Estimates of combining ability and heritability in cowpea genotypes under drought stress and non-stress conditions in Uganda. J Plant Breed Crop Sci 9:10–18. https://doi.org/10.5897/JPBCS2016.0609
Mwije A, Mukasa SB, Gibson P, Kyamanywa S (2014) Heritability analysis of putative drought adaptation traits in sweet potato. Afr Crop Sci J 22:79–87
Ojo GOS, Ayuba SA (2013) Combining ability and heterosis for aluminium stress tolerance of soybean roots and shoots grown in acid sand culture. J Plant Breed Crop Sci 5:6–11. https://doi.org/10.5897/JPBCS12.038
Post-Disaster Needs Assessment (PDNA) (2017) Malawi Drought 2015–2016. Ministry of Finance, Economic Planning and Development, the Department of Disaster Management Affairs, Lilongwe, Malawi. 216 pp. https://www.recoveryplatform.org/assets/publication/PDNA/CountryPDNAs/Malawi_Drought_2016_PDNA.PDF. Accessed 5 December 2019
Rodrıguez F, Alvarado G, Pacheco A, Burgueňo A, Crossa J (2018) Analysis of genetic designs with R for Windows, version 5.0. CIMMYT Research Data and Software Repository
Rukundo P, Shimelis H, Laing M, Gahakwa D (2017) Combining ability, maternal effects, and heritability of drought tolerance, yield and yield components in sweetpotato. Front Plant Sci 7:1–14. https://doi.org/10.3389/fpls.2016.01981
Salami AE, Agbowuro GO (2016) Gene and heritability estimates of grain yield and disease incidence traits of low-n maize (Zea mays L.) inbred lines. AgricBiol J N Am 7:50–54. https://doi.org/10.5251/abjna.2016.7.2.50.54
Su J, Zhang F, Yang X, Feng Y, Yang X, Wu Y, Guan Z, Fan W (2017) Combining ability, heterosis, genetic distance and their intercorrelations for waterlogging tolerance traits in chrysanthemum. Euphytica 213:1–15. https://doi.org/10.1007/s10681-017-1837-0
Umar FA, Mohammed MS, Oyekunle M, Usman IS, Dachi IMN, SN, (2017) Estimates of combining ability for resistance to pod shattering in soybean (Glycine max (L.) Merrill) genotypes. J Plant Breed Crop Sci 9:217–223. https://doi.org/10.5897/JPBCS2017.0684
Vincent K, Dougill AJ, Mkwambisi DD, Cull T, Stringer LC, Chanika D (2014) Analysis of existing weather and climate information for Malawi. Kulima Integrated Development Solutions, Pietermaritzburg, South Africa/ University of Leeds, Leeds, UK/ Lilongwe University of Agriculture and Natural Resources, Lilongwe, Malawi
Zeinab EG, Helal AG (2014) Diallel analysis and separation of genetic variance components in eight faba bean genotypes. Ann AgricSci 59:147–154. https://doi.org/10.1016/j.aoas.2014.06.019
Zhang Y, Kang MS, Lamkey KR (2005) DIALLEL-SAS05: a comprehensive program for Griffing’s and Gardner-Eberhart analyses. Agron J 97:1097–1106