The Genetic Nature of Maize Leaf Erectness and Short Plant Stature Traits Conferring Tolerance to High Plant Density

أحمد مدحت محمد النجار; رضا شبانه; أحمد محمد ربيع

doi:10.12816/0003946

Article Details

The Genetic Nature of Maize Leaf Erectness and Short Plant Stature Traits Conferring Tolerance to High Plant Density

Authors:

أحمد مدحت محمد النجار | رضا شبانه | أحمد محمد ربيع

Publisher:

Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics:

Agriculture

Journal:

Egyptian Journal of Plant Breeding 2012 vol.16 Issue 3, pp.19-39

Document Type:

Article

Publication Date:

9/2012

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

45128

Frequency:

Quarterly

pISSN:

11107863

DOI:

10.12816/0003946

Descriptors:

Keywords:

Abstract:

 Maize genotypes with erect leaf angle (LANG) and short plant height (PH) are very desirable for increasing the population density and thus increasing grain yield per land unit area. The main objective of this investigation is to get information on the type of gene action and other genetic parameters controlling the inheritance of maize LANG and PH under high plant density. Two diallels were performed in 2010 season; the first among six inbred lines diverse in leaf angle (LANG) and the second among another set of six inbreds differing in plant height (PH) and the resulting F1’s along with their parental lines were evaluated in 2011 season under two plant densities (20,000 and 40,000 plants fed-1) using a split plot design in a randomized complete blocks arrangement with three replications at two locations (Bani Sweif and Minufiya). Analysis of variance indicated significant differences among locations, plant densities and genotypes for both traits. Mean squares due to genotype × plant density interaction were highly significant for the two traits at both locations and across location. The performance of inbred lines and F1 crosses varied with location and plant density. Parental lines L28 and L41 for LANG and inbreds L5, L23 and L40 for PH under both plant densities and only inbred L20 under low-density were the best in mean performance and general combining ability (GCA) for such traits. Leaf angle and plant height for the best inbreds were narrower and shorter than that of the worst inbreds by 31.9 and 28.7% under high plant density for these traits, respectively. The results proposed that to obtain a hybrid of narrower leaf angle or a hybrid of short height, both of its two parents should be of narrow leaf angle or short stature, respectively. Both of additive and dominance variance were highly significant for LANG and PH under both plant densities. Data indicated that one gene (one block of genes) controls the inheritance of LANG and two genes (two blocks of genes) control the inheritance of PH under high density. The magnitude of additive was higher than dominance variance for LANG and PH only under low-density. Narrow-sense heritability (h2n) and expected genetic advance (GA %) estimates were lower in magnitude under high plant density than under low plant density for LANG and PH traits. Graphical analysis indicated that type of dominance controlling both LANG and PH was overdominance under high plant density and partial dominance under low plant density. Under high density, GA was higher for LANG (12.43%) than that for PH (10.56%). Correlation coefficients for means vs. GCA effects of inbreds, means vs. heterobeltiosis, means vs. SCA effects and SCA effects vs. heterobeltiosis of F1 crosses as well as parents means vs. offspring means and breeding values were estimated and discussed.

 إن التراكيب الوراثية للذرة الشامية ذات الأوراق القائمة والنباتات قصيرة الطول مرغوبة جدا لزيادة الكثافة النباتية وبالتالي زيادة محصول الحبوب من وحدة المساحة. كان الهدف من الدراسة هو الحصول على معلومات عن طبيعة فعل الجين والثوابت الوراثية الأخرى المتحكمة في وراثة صفتي زاوية الورقة وإرتفاع النبات تحت الكثافة النباتية العالية. تم عمل مجموعتين من الهجن الدائرية عام 2010، الأولى بين 6 سلالات متباينة في زاوية الورقة والثانية بين 6 سلالات أخرى متباينة في طول النبات. تم تقييم الهجن وآبائها في تجربتين وكل تجربة في موقعين (بني سويف والمنوفية) تحت كثافتين نباتيتين (20٫000 و40٫000 نبات للفدان) باستخدام تصميم القطع المنشقة الموزعة بنظام القطاعات الكاملة العشوائية في ثلاث مكررات في موقعين عام 2011. أشار تحليل التباين إلى وجود فروق معنوية بين المواقع، والكثافات النباتية، والتراكيب الوراثية بالنسبة للصفتين. كانت متوسطات المربعات الراجعة لتفاعل التراكيب الوراثية مع الكثافات النباتية عالية المعنوية للصفتين في كل موقع وعبر الموقعين. أختلف أداء السلالات وهجن الجيل الأول بينها باختلاف الموقع والكثافة النباتية. كانت السلالات L41 وL28 بالنسبة لصفة زاوية الورقة والسلالات L40 و L23 وL5 بالنسبة لطول النبات تحت كلا الكثافتين، والسلالة L20 فقط تحت الكثافة المنخفضة هي الأفضل من حيث الأداء (زاوية ورقة أقل ونبات قصير) والأفضل في القدرة العامة على التآلف الهجيني لهاتين الصفتين. كانت زاوية الورقة وإرتفاع النبات بالنسبة للسلالات المفضلة أضيق وأقصر مقارنة بالسلالات غير المفضلة بمقدار 31٫9 و 28,7٪ على التوالي تحت الكثافة النباتية العالية. أقترحت النتائج أنه للحصول على هجين ذو زاوية ورقة ضيقة أو هجين ذو نبات قصير فيجب أن يكون كل من أبوية ذو زاوية ورقة ضيقة أو ذو نبات قصير على التوالي. كان كل من التباين المضيف والتباين السيادي عالي المعنوية بالنسبة لصفتي زاوية الورقة وأرتفاع النبات تحت كل من الكثافتين النباتيتين. أشارت نتائج الدراسة إلى أن جين واحد أو مجموعة واحدة من الجينات تتحكم في وراثة صفة زاوية الورقة وجينين أو مجموعتين من الجينات تتحكم في وراثة أرتفاع النبات تحت الكثافة النباتية العالية. كان مقدار التباين المضيف أعلى من مقدار تباين السيادة بالنسبة للصفتين تحت الكثافة المنخفضة، والعكس صحيح تحت الكثافة المرتفعة. كانت قيم كفاءة التوريث بالمعنى الضيق والتقدم الوراثي المتوقع من الإنتخاب أقل تحت الكثافة العالية عنها تحت الكثافة المنخفضة بالنسبة للصفتين. أشار تحليل الرسم البياني إلى أن نوع السيادة المتحكمه في كل من الصفتين كان هو السيادة الفائقة تحت الكثافة العالية والسيادة الجزئية تحت الكثافة المنخفضة. كانت قيم التقدم المتوقع من الإنتخاب تحت الكثافة العالية لزاوية الورقة (12٫43٪) أعلى من التقدم المتوقع من الإنتخاب لأرتفاع النبات (10٫56٪). تم تقدير ومناقشة معاملات الإرتباط بين كل من متوسطات الآباء مع تأثيرات القدرة العامة على التآلف لها وبين متوسطات الهجن مع قوة الهجين لها وبين متوسطات الهجن وتأثيرات القدرة الخاصة على التآلف لها وبين تأثيرات القدرة الخاصة على التآلف مع قوة الهجين وكذلك بين المتوسطات للأباء مع متوسطات أنسالها وتم تقدير ومناقشة القيم التربوية للآباء وتحديد أفضلها لإستخدامها في برامج التربية المستقبلية لتحسين صفتي زاوية الورقة وأرتفاع النبات.

Article Details

The Genetic Nature of Maize Leaf Erectness and Short Plant Stature Traits Conferring Tolerance to High Plant Density

Authors:

أحمد مدحت محمد النجار | رضا شبانه | أحمد محمد ربيع

Publisher:

Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics:

Agriculture

Journal:

Egyptian Journal of Plant Breeding 2012 vol.16 Issue 3, pp.19-39

Document Type:

Article

Publication Date:

9/2012

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

45128

Frequency:

Quarterly

pISSN:

11107863

DOI:

10.12816/0003946

Descriptors:

GENOTYPES

CEREAL CROPS

ZEA MAYS

LEAVES

GENETIC POLYMORPHISM

PLANT BREEDING

Maize

Tolerance

High density

Plant height

Erect leaves

Gene action

Inheritance

Issues

Article Details

Authors: أحمد مدحت محمد النجار | رضا شبانه | أحمد محمد ربيع

Publisher: Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics: Agriculture

Journal: Egyptian Journal of Plant Breeding 2012 vol.16 Issue 3, pp.19-39

Document Type: Article

Publication Date: 9/2012

Document Language: English

Document ID (Org No.): 45128

Frequency: Quarterly

pISSN: 11107863

DOI: 10.12816/0003946

Descriptors:

Issues

Authors:

أحمد مدحت محمد النجار | رضا شبانه | أحمد محمد ربيع

Publisher:

Egyptian Society of Plant Breeding

Main Topics:

Agriculture

Journal:

Egyptian Journal of Plant Breeding 2012 vol.16 Issue 3, pp.19-39

Document Type:

Article

Publication Date:

9/2012

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

45128

Frequency:

Quarterly

pISSN:

11107863

DOI:

10.12816/0003946