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African Crop Science Journal

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Volume 11 Number 2, 2003
ABSTRACTS

Selection for Grain Yield in Sorghum Under Moisture and Nutrient Stress Environments

Abebe Menkir And Gebisa Ejeta1

International Institute for Tropical Agriculture, Ibadan, Nigeria

1Department of Agronomy, Purdue University, 1150 Lilly Hall of Life Sciences, West Lafayette, IN 47907-1150

Abstract

Crop breeders in the semi-arid tropics often confront a combination of moisture and nutrient stress in their target production environments. Stability of performance under stress conditions is, thus, a desirable goal for crop improvement. The objectives of these studies were (1) to explore the extent of genetic variability among recombinant inbred lines of sorghum (Sorghum bicolor) in high and low fertility as well as in irrigated and rainfed conditions, and (2) to predict and measure the correlated responses of sorghum yields when selection is exercised in either one environment or a combination of contrasting environments. We evaluated 57 unselected recombinant inbred (RI) sorghum lines. Large differences in yield, height, and maturity were detected among lines in each contrasting environment. Genetic variance and heritability estimates for each trait in each stress environment did not differ significantly from those in the corresponding non-stress environments. For improving yield under stress, indirect selection in high fertility or in the irrigated environment was less efficient than direct selection in the corresponding stress environment (low fertility or rainfed). When indirect selection involved yield combinations from low and high fertility or rainfed and irrigated conditions, at least five lines appeared among the 10 top-ranking lines of each contrasting environment. Thus, greater gain in performance over contrasting environments may be achieved by selecting for yield in more than one environment, rather than by selecting in any single environment.

Key Words: Crop improvement, genetic variance, heritability, irrigated, rainfed

 

Résumé

Les reproductions de plante dans les tropiques semi-arides sont souvent confrontés à la combinaison de l’humidité et au stress des substances nutritives dans leurs environnements de productions visés. La stabilité de performance sous des conditions de stress est, ainsi, un objetif désirable pour l’amélioration de plante. Les objectifs de ces études étaient (1) d’explorer l’étendue de la variabilité génetique entre les races consanguines des recombinants de sorgho (Sorghum bicolor) en forte et faible fertilité ainsi que dans des conditions d’irrigation et pluies, et (2) prédire et mesurer les réponses corrélées des rendements de sorgho quand la sélection est exercée dans un seul environnement ou une combinaison contrastée d’environnements. Nous avons évalué 57 lignes consanguines des recombinants de sorgho non sélectionnées (RI). Des larges différences en rendement, hauteur et maturité étaient detectées entre les races dans chaque environnement contrasté. La variance génetique et les prévisions d’héritage pour chaque trait et chaque stress d’environnment n’ont pas différé de manière significative des correspondants en environnments non stressés. Pour améliorer le rendement sous stress, la sélection indirecte en haute fertilité ou en environnemnt irrigué étaient moins efficace que les sélection directe en environnement correspondant stressé (faible fertilité ou pluie). Quand la sélection indirecte a impliqué des combinaisons de rendements de faible et fertilité élevée ou conditions pluvieuses et irriguées, au moins cinq races ont apparu pami les 10 premiers classements des races de chaque environnement contrasté. Ainsi, un grand gain en performance au-délà des environnements contrastés peut- être atteint par sélection pour rendement dans plus d’un environnement, plutot que par sélection dans n’importe un seul environnement.

Mots Clés: Amélioration de la plante, variance génetique, en héritage, irriué, pluvieux

 

 

Yield Stability of Sorghum Hybrids and Parental Lines

R. Kenga, S. O. Alabi1 and S.C. Gupta2

Institute of Agronomic Research (IRAD) P. O. Box 33 Maroua, Cameroon

 1Department of Plant Science IAR/Ahmadu Bello University, Zaria, Nigeria

 2ICRISAT, NASC complex, Pusa, New Delhi 110 012, India

Abstract

Seventy-five sorghum hybrids and twenty parental lines were evaluated for two consecutive years at two locations. Our objective was to compare relative stability of grain yields among hybrids and parental lines. Mean grain yields and stability analysis of variance, which included linear regression coefficient (bi) and deviation from regression (S2d) were used to determine relative stability. Genotypes x environment interactions were significant. Significant hybrids x environment interactions were also detected. Hybrids and parental lines had significantly different regression coefficients, as indicated by hybrid-environment (linear) mean squares. Hybrids showed significantly higher mean yield compared with parental lines and the yield advantage generally increased with increasing environmental yield potential. Hybrids bi values were significantly higher (0.02 – 2.14) than for parental line (-0.82 – 1.52). Deviations from regression for hybrids were higher than those of parental line. Crosses between hybrids ICSA 38 x Damougari, and ICSA 39 x Damougari produced the highest grain yields. Their bi values were not significantly different from unity, but S2d estimates were significantly greater than zero. Thirteen hybrids recorded bi values close to unity, small S2d and grain yields higher than the mean of all the hybrids. Based on our findings it is apparent that in the dry land agriculture of west Africa, selection of hybrids for superior yields across environments should be emphasized first, and then the relative stability of these hybrids over environment should be determined.

Key Words: Genotype x environment interaction, regression coefficeints, sorghum bicolor, West Africa

 

Résumé

Soixante quinze hybrides du sorgho et vingt lignées parentales ont été évaluées pendant deux années dans deux localités formant ainsi quatre environnements. L’objectif était de comparer la stabilité des hybrides et des lignées parentales. La moyennes des rendements grain et l’analyse de la variance de la stabilité qui comprend le coefficient de régression linaire (bi) et la déviation des moyennes des sommes de carrés (S2d) ont été utilisées comme indice de stabilité. Les interactions génotypes x environnement étaient significatif. L’interaction hybrides x environnement était également significatif. Les coefficients de régression (bi) des hybrides et des lignées parentales étaient significativement différents. Les hybrides étaient plus productif et répondirent mieux aux conditions favorables. Les coefficients de régression (bi) des hybrides (0.02 - 2.14) étaient significativement supérieur a ceux des lignées parentales (-0.82-1.52). Les déviations des moyennes des sommes des carrées (S2d) des hybrides étaient plus élevées que celle des lignées parentales. Les hybrides ICSA 38 x Damougari et ICSA 39 x Damougari ont donné les meilleurs rendements. Leurs coefficients de régression étaient significativement différents de l’unité, mais les déviations S2d étaient supérieur a zéros. Il ressort de cette étude que dans les régions chaudes de l’Afrique de l’Ouest, l’accent devrait être mis d’abord a la sélection des hybrides a haut rendement et ensuite on pourra déterminer la stabilité relative des meilleurs hybrides.

Mots Clés: Interaction génotype x environnent, hybrides du sorgho, stabilité, Afrique de l’Ouest

 

 

Assessment of Genetic Variation Among East African Cercospora zeae-maydis Populations

P. Okori, J. Fahleson, P.R. Rubaihayo1, E. Adipala1 and C. Dixelius

Department of Plant Biology, Swedish University of Agricultural Sciences, P.O. Box 7080, S-750 07 Uppsala, Sweden

1Department of Crop Science, Makerere University, P.O. Box 7062, Kampala, Uganda

Abstract

Rapid flagement length polymorphism (RFLP) and amplified flagement length polymorphism (AFLP) analyses were used to study genetic diversity of Cercospora zeae-maydis isolates collected from Uganda, Kenya and Rwanda. For comparative purposes, isolates from Zimbabwe and the United States of America (USA) were included. Phylogenetic analysis of AFLP data revealed two major clusters. One large cluster comprised of 75 African and US group II isolates and the second comprised cluster of 4 USA group I isolates. Similar groupings were observed with RFLP data. Analysis of molecular variation (AMOVA) based on AFLP data revealed a significant population structure between American and African populations (φ FST = 0.07). No population structure was detected, among African isolates (φ FST = 0.01), while a strong and significant structure was obtained between the two pathotypes (φ FST = 0.19). The AMOVA using RFLP data, showed absence of a population structure among African populations (φ FST = 0.01), and gene flow among African populations was high (49.5). These findings suggest that group II pathotype is predominant in East Africa and gene flow appears to be the fundamental evolutionary force accounting for the current genetic structure. A regional approach to abate epidemics is most suitable.

Key Words: AFLP, AMOVA, gene flow, isolates, RFP, Zea mays

 

Résumé

Les analyses de polymorphisme rapide de flagellation de longueur (RFLP) et le polymorphisme amplifié e flagellation de longueur (AFLP) étaient utilisées pour étudier la diversité génetique des substances de Cercospora zeae-maydis collectées à partir de l’Ouganda, Kenya et Rwanda. Pour des raisons comparatives, les substances de Zimbabwe et des Etats-unis d’Amérique étaient inclues. L’analyse phylogénique de donnée de l’AFLP a révélée deux bouquets majeurs. Un large bouquet a compris des substances de 75 Africaines et groupe II des US et le second bouquet a compris des substances de 4 USA groupe I. Des groupements similaires étaient observés avec la donnée de RFLP. L’analyse de variation moléculaire (AMOVA) basée sur la donnée d’AFLP a révelé une structure significative de population entre les population Américaine et Africaine (φ FST =0,07). Aucune structure de population était détectée parmi les substances Africaines (φ FST =0,19). L’AMOVA utilisant la donnée de RFLP, a montré une absence d’une structure de population parmi les populations Africaines (φ FST =0,01), et un volume des génes parmi les populations Africaines était élevé (49.5). Les résultats suggèrent que le pathotype de groupe II est prédominant en Afrique de l’Est et le volume de gènes apparait être la force évolutive fondamentale comptant pour la structure génetique courante. Une approache régionale de baisser les épidémies est plus valable.

Mots Clés: AFLP, AMOVA, volume de gènes, substances, RFP, Zea mays

 

 

Genetic Variation in Banana Cultivar ‘Sukali Ndizi’ Grown in Different Regions of Uganda

M. Pillay, C. Dimkpa, G. Ude1, D. Makumbi and W. Tushemereirwe2

International Institute of Tropical Agriculture, Eastern and Southern Africa Regional Center, P. O. Box 7878, Kampala, Uganda

1Present address: Department of Natural Resource Sciences and Landscape Architecture, University of Maryland, College Park, MD 20705, USA

2National Banana Research Program, Kawanda Agricultural Research Institute, P. O. Box 7065 Kampala, Uganda

Abstract

Banana is an important food and cash crop in Uganda. The crop displays wide diversity but the genetic relationship between and withing cultivars is largely unknown. A study was conducted to assess genetic relationships among ‘Sukali Ndizi’ clones collected from 16 different localities in Uganda using the random amplified polymorphic DNA (RAPD) and amplified fragment length polymorphism (AFLP) techniques. Thirty-four RAPD primers used singly and in combination produced 234 unambiguous bands. The RAPD primers produced identical banding patterns in all the samples and were, therefore, not useful in differentiating the clones. However, the 9 AFLP primer pairs produced 554 fragments, 17 of which were polymorphic. Genetic relationships were established from the AFLP data by cluster analysis. Two groups of clones were clearly defined. Clones from selected contiguous districts such as Lira and Soroti, Bushenyi and Kasese districts were highly similar. Other closely related clones were from disjunctive localities. The similarity of the clones in adjacent districts is attributed to local exchange of germplasm, while similarity of clones in non-contiguous districts is probably the result of more purposeful and selective transfer of planting material. In general, the observed clonal variation may be due to somatic mutations.

Key Words: AFLP, germplasm, Musa, primers, RAPD, somatic mutations, Uganda

 

Résumé

La banane est un important aliment et plante commerciale en Ouganda. La plante affiche une large diversité mais la relation génétique entre et avec les variétés est largement inconnue. Une étude était conduite pour évaluer les relations génétiques entre les clones «Sukali Ndizi» collectés dans 16 localités différentes de l’Ouganda en utilisant un prélévement aléatoire polymorphique amplifié DNA (RAPD) et des techniques amplifiés de polymorphisme de longueur de fragment (AFLP). Trente quatre premiers RAPD utilisés séparement et en combinaison ont produit 234 bandes non ambigues. Les premiers RAPD ont produit des tendances identiques en bandes dans tous les échantillons et étaient, ainsi non utiles dans la differentiation des clones. Cependant, les premières paires d’AFLP par l’analyse de bouquet. Deux groupes des clones étaient clairement définis. Les clones des districts contigus sélectionnés tels que Lira et Soroti, Bushenyi et Kasese étaient fortement similaires. Les autres clones fortement apparentés étaient des localités disjointes. La similarité des clones des districts adjacents est attribué à l’échange local des germoplasme, pendant que la similarité des clones dans les districts non-contigu est probablement le résultat d’un transfert plus objectif et plus selectif du matériel de plantation. En général, la variation clonale observée peut être due aux mutations somatiques.

Mots Clés: AFLP, germoplasme, Musa, premiers, RAPD, mutations somatiques, Ouganda

 

 

Variation of β-1,3-Glucanase, Chitinase and Polyphenoloxidase Activities in Cacao Pods upon Phytophthora Megakarya Inoculation

N. D. Omokolo, D. J. Nankeu, N. Niemenak and T. Boudjeko

Higher Teacher Training College, University of Yaoundé I, P.O. Box 47, Yaoundé, Cameroon

Abstract

Cacao (Theobroma cacao L.) clones that differ in susceptibility to black pod disease were analysed for response to stress induced by pod inoculation with the fungus Phytophthora megakarya Braz. Et Griff. Fungal inoculation significantly stimulated β-1,3-glucanase activity in both soluble and ionically-bound fractions of the less susceptible clones. No significant correlation was found in the other clones. Chitinase activity in both soluble and ionically-bound fractions was generally reduced upon pod inoculation with the fungus, but this pattern did not correlate with disease severity. Polyphenoloxidase activity, following pod inoculation, was genotype dependent in the soluble fractions, whereas in the ionically-bound fractions, stimulation of this activity was recorded in the less susceptible clones. Moreover, pod inoculation was characterised by the appearance of a new polyphenoloxidase isoform A’2 in the less susceptible clones.

Key Words: Absorbance, cortex, ionically-bound, Theobroma cacao, wonding

 

Résumé

Les réponses aux stress induits par innoculation de gousses de cacao (Theobroma cacao L.), aux susceptibilités differentes à la maladie de Blackpod, par le Phytophthora megakarya Braz étaient analysées. L’inoculation de fungi a significativement stimulé les activités de « glucanase » β-1,3 dans les deux fractions solubles et à liaison ionique des clones moins susceptibles. Pas des corrélations significatives étaient observées dans d’autres clones. L’activité de la chitanase dans les deux milieux était generalement reduite juste après l’inoculation par le fongi, mais cette tendance n’a pas corrélée avec la sévérité de la maladie. L’activité du polyphenoloxidase, après inoculation de gousses, était généralement dependante du génotype dans la fraction soluble, alors que la stimulation de cette activité était observée dans les clones moins susceptibles. En plus, l’inoculation des gousses était caracterisée par l’apparition de nouveau polyphenolosidase isoformes A’2 dans les clones les moins susceptibles.

Mots Clés: Absorbance, cortex, ionically-bound, Theobroma cacao, wonding

 

 

 

Leaf Chlorophyll Content and Tuberous Root Yield of Cassava in Inland Valley

M. T. Lahai, I. J. Ekanayake1 and J. B. George

Department of Crop Science, Njala University College, PMB, Freetown, Sierra Leone

1International Institute of Tropical Agriculture (IITA), PMB 5320, Oyo Road, Ibadan, Nigeria (Current Address: c/o VVOB Secretariat, P. O. Box 13322, Paramaribo, Suriname)  

Abstract

Two field trials were established in 1996 and 1997 to assess genotypic variability of four cassava (Manihot esculanta) cultivars for adaptability in the inland valley in terms of leaf chlorophyll content and tuberous root yield, using a 4 x 4 Latin square design with four replications arranged along the toposequence. Leaf chlorophyll a, b and ab contents and root yield of the improved cultivars were similar, but were significantly greater than those of Isunikankiyan, the local cultivar. Plants in the valley fringe had the highest concentrations of the three chlorophyll components and root yield. Leaf chlorophyll a and ab contents and root yield were significantly higher in 1996 than in 1997, due partly to favourable weather conditions in 1996. However, the reverse was the case for leaf chlorophyll b content, suggesting that chlorophyll b concentration may increase under stressful conditions. Root yield in all cultivars increased with increase in concentration of the three leaf chlorophyll components, but chlorophyll a and ab were more correlated with yield than chlorophyll b. Correlation between chlorophyll contents and root yield were strongest for TMS 91/02324 with the highest root yield, and weakest for Isunikankiyan, the lowest yielder. Root yield of the four cultivars and concentrations of the three chlorophyll components decreased linearly as the groundwater table depth became shallow. Therefore, selection of cassava cultivars that can maintain high leaf chlorophyll contents under moisture stress can lead to high root yield when combined with other yield determinants in inland valleys.

Key Words: Ground water table, improved cultivars, moisture stress, Nigeria

 

Résumé

Les essais de terrain étaient établis en 1996 et 1997 pour déterminer la variabilité génotypique de quatre variétés de manioc (Manihot esculenta) en adaptabilité dans les vallées en termes du contenu en chlorophile dans les feuilles et le rendement en tubercules, utilisant un arrangement 4x4 carré latin avec quatre replications sur la toposéquence. Les contenus de chlorophiles a, b, et ab dans les feuilles et dans les racines des variétés améliorées étaient similaires, mais étaient significativement grande par raport à la variété locale Isunikankiyan. Les plantes dans les vallées avaient des concentrations élévées de trois composantes du chlorophiles et le rendement en racines. Les contenues en chlorophiles a et ab et le rendement en racines étaient significativement élévés en 1996 par raport à 1997, probablement à cause des conditions climatiques en 1996. Cependant, l’inverse était observé pour le contenu en chlorophile b dans les feuilles, suggérant que la concentration en chlorophile peut augmenté dans les conditions de stress. Le rendement en racines a augmenté pour toutes les variétés avec une augmentation de concentration de composantes de chlorophiles, avec une corrélation élévée pour les chlorophiles a et ab. La corrélation entre le contenu en chlorophile et le rendement en racine était plus élévée pour TMS 91/12324 qui avait aussi le plus grand rendement. Isunikankiyan avait une faible corrélation et un faible rendement. Le rendement en racine de quatre variétés et les concentrations de trois composantes de chlorophiles diminué linéairement avec l’abaissement du niveau d’eau dans le sol. Par conséquent, la sélection de variétés du manioc qui peut maintenir les niveaux de chlorophiles élévés sous des conditions d’humidité déficientes peut conduire à des rendements élévés quand combiné avec d’autres determinants de rendements dans les vallées.

Mots Clés: Niveau d’eau dans le sol, variété améliorée, stress d’humidité, Nigeria

 

 

short communication

Establishing the Genome of ‘Sukali Ndizi’

M. Pillay, J. Hartman*, C. Dimkpa and D. Makumbi

International Institute of Tropical Agriculture, Eastern and Southern Africa Regional Center, P. O. Box 7878 Kampala, Uganda

Abstract

Cultivated bananas originated from interspecific hybridisation of two wild diploid (2n = 2x = 22) species, Musa acuminata and M. balbisiana that were the donors of the A and B genomes, respectively. Most cultivated bananas are triploids with 2n = 3x = 33 chromosomes. They vary in genome composition with the most common types being AAA (dessert), AAB (plantain) and ABB (cooking banana). Banana improvement programs make use of interspecific hybridisation for gene introgression. Consequently knowledge of the exact ploidy level and genome composition of a plant is important for breeding purposes. The ploidy level of a plant is generally determined in two ways: (1) by a physical count of its chromosomes, and (2) by flow cytometry. In this study, the ploidy level of the dessert banana cultivar, ‘Sukali Ndizi’, was determined by conventional chromosome analysis and flow cytometry. Our results showed that ‘Sukali Ndizi’ is a triploid. In the past, ‘Sukali Ndizi’ was considered to be a diploid with an AB genome composition. We also determined the genome composition of the cultivar using a set of RAPD (random amplified polymorphic DNA) markers and found that it has an AAB genome composition.

Key Words: Banana, interspecific hybridisation, ploidy level, RAPD

 

Résumé

Les bananes cultivées obtenues par hybridation interspécifique de deux diploides sauvages (2n=2x=22), Musa acuminata and M. balbisiana étaient les donneurs des génomes A et B, respectivement. La plupart des bananes cultivées sont diploïdes avec 2n=3x=33 chromosomes. Elles varient en composition des genomes avec le type plus commun étant AAA (dessert), AAB (banane à cuirre). Le programme de bananes améliorées utilise l’hybridation interspécifique des génes introgression. Par conséquent, la connaissance du niveau exacte du poide et la composition des génomes de plantes est importante pour leur croisement. Le niveau de ploïdes dans une plante est généralement determiné dans de deux façons : par le decompte physique de leurs chromosomes, et par cytometrie. Dans cette étude, le niveau de ploïdes de la variété dessert de la banane, « Sukali Ndizi » était déterminé par l’analyse conventionelle des chromosomes et la cytométrie. Nos résultats ont montré que « Sukali Ndizi » est triploïde. Dans le passé, « Sukali Ndizi » était considéré comme un dipoïde avec un génome AB. Nous avons déterminé la composition génomique de la variété utilisant le marqeurs RAPD et avons trouvé que la variété avait une composition génomique AAB.

Mots Clés: Banane, hybridation interspécifique, niveau du ploïde, RAPD

 

 

SHORT COMMUNICATION

Efficacy of Thidiazuron in In Vitro Propagation of Carnation Shoot Tips: Influence of Dose and Duration of Exposure

R. Onamu, S.D. Obukosia, N. Musembi and M.J. Hutchinson

Department of Crop Science, University of Nairobi, P. O. Box 30197, Nairobi, Kenya

Abstract

One of the main challenges facing production of good quality cut flowers is the lack of clean planting material especially among resource poor farmers who resort to multiplying their own propagules with detrimental results. Carnation (Dianthus caryophillus L. cv. Yair) is an important export crop among farmers in Kenya. Carnation production, however, is constrained by lack of clean planting materials. The main objective of this study was to evaluate the potency of thidiazuron (TDZ), a phenyl urea, in evoking morphogenic response invitro compared to combined auxin (NAA) and cytokinin (kinetin) from shoot tip explants of carnations as one possibility of producing en mass clean planting materials. In addition, the study was instituted to determine the optimum concentration and duration of exposure of TDZ in the number, length and general quality of shoots formed. Results from the study indicate that TDZ, at low concentrations of 0.1-1µM, was just as effective as 0.2 mg-1 L NAA + 0.2 m-1 L kinetin in improving the number, length and quality of shoots regenerated from the explants cultured in vitro. Although multiple shoots were formed from explants cultured on media supplemented with high doses of TDZ (5 µM), they were dwarfed and of a poorer quality. Prolonged exposure of carnation shoot tip explants to high concentrations of TDZ was detrimental to plant regeneration. Sufficient morphogenic response could be achieved by exposing the explants to 1-5 µM TDZ for short durations of 3-10 days with subsequent transfer to MS basal medium devoid of any plant growth regulators.

Key Words: Cut flowers, Dianthus caryophillus, explants, Kenya, planting materials, plant regeneration

 

Résumé

Un des principaux defis à la production d’une bonne qualité de coupe des fleurs est le manque d'’n matériel propre adapté spécialement parmi les fermiers pauvres qui recourent à la multiplication de leurs propres propagules avec les détriments y résultants. L’oeillets (Dianthus caryophillus L. cv. Yair) est une importante plante d’export parmi les fermiers au Kenya. La production de l’oeillet cependant est contrainte par le manque des matériels adaptés de plantation. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer de phenul, en evoquant une réponse morphogénique in vitro comparée au combiné d’auxin (NAA) et de cytokinin (Kinctin) à partir du bout du rejet des explants des oeillets comme une possibilité de produire en masse les matériels de plantation propres. En plus, l’étude était instituée pour déterminer la concentration optimale et la durée d’exposition du TDZ en nombre, la longueur et qualité générale des rejets formés. Les résultats de l’étude indiquent que les TDZ, aux faibles concentrations de 0,1-1 µM, était effective comme à 0,2 mg-1 L de Kinetin en améliorant le nombre, longueur et qualité des rejets régénerés à partir des explants cultivés sur une couverture augmentée avec des doses élévées de TDZ (5 µM), ils étaient écrasés et d’une pauvre qualité. L’exposition prolongée du rejet d’oeillet à des fortes concentrations de TDZ était préjudiciable à la régéneration des plantes. La réponse morphogénique suffisante pourrait être atteinte par l’exposition des explants à 1- 5 µM TDZ pour les courtes durées de 3 - 10 jours avec transfert subséquent au basal moyen MS dénué de tout regulateur de croissance de plante.

Mots Clés: Coupe des fleurs, Dianthus caryophillus, explants, Kenya, matériels de plantation, régénération de plantes

 

 

SHORT COMMUNICATION

Response of Tomato Genotypes to Induced Salt Stress

S.G. Agong1,2, M. Kingetsu1 , Y. Yoshida1, S. Yazawa3 And M. Masuda1

1Department of Eco-physiology for Crop Production, Faculty of Agriculture, Okayama University, Tsushima-naka, Okayama 700-8530 Japan

2Current address, Department of Horticulture, Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology, P.O. Box 62000 Nairobi, Kenya

3Faculty of Agriculture, Kyoto University, Japan

Abstract

Thirteen tomato (Lycopersicon esculentum L.) genotypes were subjected to salt treatment under hydroponics and their responses monitored in a set of two experiments with the objective of advancing them as potential salt tolerant tomato scion and/or rootstocks. Salt applications ranged from 0 to 2% NaCl, with the resultant EC values of 1.4 to 37 dS m-1, respectively. Genotypes were cultured in the experimental solutions for up to four weeks in the greenhouse. Significant genotypic and/or salt treatment effects were registered on plant height, leaf green meter value and area, dry matter yield, Na+ and Cl- accumulation in tomato tissues. Salt treatment at 2% NaCl stimulated chlorophyll production, but caused severe depression on dry matter yield and leaf area. Some tomato genotypes consistently showed superior biological activity at higher salinity and others exhibited greater shift in the shoot:root ratio (from 8:1 to 5:1 for ‘First’), based on dry matter biomass production thus displaying relatively greater adaptation to salt stress. Two tomato genotypes (‘Siozawa’ and ‘Gambaru Ne-3’) displayed superior performance.

Key Words: Genotypic variation, hydroponics, rootstock, salinity, shoot:root ratio

 

Résumé

Treize genotypes de la tomate (Lycopersicon esculentum L.) étaient traités au sel dans des conditions hydroponiques. Leurs réponses étaient observées dans un ensemble de l’expérience avec comme objectfs d’améliorer les tomates comme scion partiellement tolérant au sel/ ou rootsocks. Les taux d’application rangés entre 0 et 2% de Nacl, résultant à des valeurs de EC rangeant entre 1,4 et 37 d S/m, respectivement. Le sgénotypes étaient cultivés dans de solutions experimentales jusqu’à quatre semaines dans le serre. Les effets génotypiques et/ou salin significatifs étaient enregistrés à la hauteur de la plante, la longueur et la surface de la feuille verte, le rendement en matière sèche, l’accumulation dans les cellules de la tomate du Na+ et cl-. Le taux de 2% de Nacl a stimulé la production du chlorophyle, mais a causé une chute dans le rendement en matière sèche et la surface verte de feuilles. Certaines tomates ont montré de manière consistente des activités biologiques pour des taux de sel élévés. En se basant sur la production de la matière sèche, d’autres ont exhibé de grandes variation dans le taux rejet-racines (de 8:1 à 5:1), par conséquent ont montré une adaptation relativement grande aux stress causés par le sel. Deux génotypes de la tomate (‘Siozawa et Gambaru Ne-3) ont montré des performances élévées.

Mots Clés: Variation génotypique, hydroponique, stock des racines, salinité, taux rejet-racine

 


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