文摘

理解遗传关系和埃塞俄比亚扁豆的多样性与扁豆从其他国家是很重要的在试图扩大种质的遗传基础。本研究的目标是生成信息agromorphological可变性,估计PCV, GCV,遗传,并预期遗传推进扁豆的量化特征。228个基因型不同的人口类型研究11 agromorphological特征和锈病严重程度得分两个赛季(2011 - 2012)在三个位置。方差分析显示高度显著差异( )基因型之间的所有字符进行了研究。根据遗传参数值,推导出四组的性格。推断,外来引进ICARDA显示丰富的遗传基因型基地100 -种子重量,每个植物的种子数量,每个植物种子重量,阻力来源生锈,降雨量在高产环境和高屈服者,不是一个大问题。使用开发品种的埃塞俄比亚登记入册,可用于种植和干旱多发地区的两倍。

1。介绍

扁豆(镜头culinarisMedik。无性系种群。culinaris)是一个短,纤细的年度冷季食品豆类。扁豆起源的中心是近东,它第一次被驯化的新月大约公元前7000年(1]。根据Barulina [2),两个品种类型根据种子大小是公认的:在small-seeded microsperma和macrosperma相对大的豆荚夷为平地。大扁豆生产商是印度,其次是加拿大和土耳其,占全球产量的68% (3]。在非洲,埃塞俄比亚、摩洛哥和突尼斯的主要生产商,但61%的地区,68%的生产属于埃塞俄比亚(4]。扁豆是一个重要的宏观和微量营养素的饮食来源农村和城市居民。它提供了足够数量的最基本的氨基酸,以满足营养需求。它是一种经济作物获取最高的价格在国内市场相比,所有其他食品豆类和主要谷类作物(5]。全球,非洲,埃塞俄比亚扁豆生产率约为887公斤/公顷,644公斤/公顷(3分别),和1168公斤/公顷(6]。生物和非生物因素限制扁豆生产力和种子质量。主要的收益差距因素是害虫,疾病,低收益率长白猪增长了农民,和狭窄的遗传基础7,8]。

先验知识内的遗传变异和遗传资源的鉴定种质基因可以在银行未来的利用率有着重要影响和收集活动,识别领域的主要优先保护和改进项目(9]。定量特征提供一个估计的遗传多样性,以及各种数值分类学技术已经成功地用于分类和测量种质的遗传多样性的模式,如小扁豆(10,11]。形态学特征是第一步在作物种质资源的分类和描述12]。评估给定作物遗传变异存在于人口可以使用生物统计的组件(如由范围、方差、变异系数,标准误差和遗传。这些组件的相对大小决定了人口的遗传特性,特别是种质之间的相似度,也就是说,各种因素的表型(13]。文献[14)强调,使用的遗传变异系数与遗传和基因提前值将确定最佳影片的数量进展有望从选择和确定选择方法来改善一个角色。

一些研究人员调查的重要经济特征的多样性扁豆种质,发现相当大的变化(10,11,15- - - - - -20.]。埃塞俄比亚长白猪透露的一些定量评估的潜在变化形态特征(5,7,8,21- - - - - -25]。理解遗传关系和埃塞俄比亚扁豆与种质的多样性来自其他国家扩大种质的遗传基础是很重要的。然而,信息不是详尽的不同人口结构的本地和外来基因型遗传变异性的重要特征,具有经济效益。因此,本研究的目标是生成的信息形态变异和表型变异系数估计,遗传变异系数、遗传和基因的定量特征的扁豆。

2。材料和方法

2.1。描述研究的网站

现场实验对热点区域生锈。地区包括Sirinka农业研究中心(SIARC)在埃塞俄比亚的东北地区两个赛季(2011和2012),Chefe Donsa埃塞俄比亚中部,Sinana农业研究中心(不仅)在埃塞俄比亚东南部种植季节(表2011/121和图1)。

表1
地理、气候和土壤特性的实验场所。

图1
地理位置的实验场所。
2.2。植物材料

的228个基因型被认为是在这项研究中,158种形态评价在2010/2011 SRARC种植季节。其中,104个基因型的埃塞俄比亚扁豆基因库收集从六大扁豆生产区域(图2),由研究所的生物多样性保护(IBC)。到达代表超过17%的618年加入扁豆持有的IBC。锈敏感检查/ el - 142 /和必受到检查/生病- 590 / NEL 590 /,以及六个商业品种发布的国家(尽管阿兰Tena Alemaya、Adaa Teshale, Chekol和Derash),用作检查。十个精英育种DebreZeit农业研究站的台词(DZARC),埃塞俄比亚,都包括在内。36个父母的线条和精英基于优势的农艺性状引入国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)包括(表2)。228年2011/12的种植季节,基因型+瑞来斯被包括在研究在三个位置:Sirinka, Chefe Donsa,和Sinana。

表2
基因型及其起源的列表。

图2
埃塞俄比亚的地图显示区域的集合网站(阴影区域)长白猪登记入册。
2.3。实验布局和设计

随机完全区组设计(RCBD)是使用三个复制,在2010/2011在SIARC种植季节。单位情节由2米长度的行一块大小(0.8 m2)。行一行的距离是20厘米。两个地块之间的距离是50厘米,两个街区之间的距离是100厘米。基因型是种植在7月的第一个星期。在2011/12种植季节,使用增强的实验进行了设计与单个行2米长度的每个基因型种植在五块。在每一块八检查复制。种植在7月的第一个星期在SIARC,在8月中旬Chefe Donsa并在不仅在9月中旬。申请提高推荐农艺包成功的作物。

2.4。数据收集

数据记录在10个随机选择的植物在植物株高的基础(PH),豆荚数/植物(NP),种子数/ pod (NS),种子数/植物(NSPP)和种子重量/植物(SWPP),而天开花(DFF)天到期(DM),地上生物量(BI)、100 -种子重量的克(SW),种子产量/植物(SY), pod组分数(PSS)(1 - 9评定量表,1 =非常贫穷的豆荚设置和9 =优秀舱设置),和生锈严重程度得分规模1 - 9(1 - 9评定量表,1 =高度耐药和9 =高度易感)开花之前开花(RSBF)和之后(空军)记录情节的基础上根据(26]。

2.5。数据分析

情节平均值计算所有特征和使用方差分析(方差分析)。遗传参数的估计进行了分析使用GenStat 13.3版本。(27]。表型和基因型差异增强设计计算所有特征基础上的方法28]。集中分析增强设计是根据(29日,30.)使用GenStat版本15.1 (31日]。广义遗传力( )估计使用基因型是指根据[14]。考虑

选择强度遗传进展(GA) ( 根据()估计在5%14使用公式: 。

遗传进展的比例意味着(GAM)估计为每32公式: 。

3所示。结果

3.1。方差分析

非常重要的基因型( )差异观察所有参数测量在2010/11种植季节Sirinka表明遗传变异。简历,均方值和均值基因型的特征提出了在桌子上3。

表3
意味着广场158年agromorphological特征扁豆基因型在2010/11 Sirinka种植季节。

与温和的可变性中间变异系数(CV)基因型中观察开花数天至50%,成熟天90%,株高,和pod组分数,而相当多的变化被观察到的基因型之间的其他特征(表3)。

2011/12的方差分析种植季节内检查显示在Sirinka显著变化,除了两个特征:种子数/豆荚和种子的数量/植物(表4)。开花在Chefe Donsa,天50%,豆荚/植物,种子数/豆荚,/植物种子,种子重量/植物有无足轻重的变化(表内检查5)。在Sinana,所有特征显示显著的变化,除了天50%开花,天90%成熟,种子数/豆荚和地上生物量(表内检查6)。一致的重大变化是指出位置检查中株高,100 -种子重量,和种子产量(表4,5,6)。

表4
意味着广场228年agromorphological特征扁豆基因型在2011/12 Sirinka种植季节。
表5
意味着广场228年agromorphological性状基因型扁豆Chefe Donsa 2011/12的种植季节。
表6
意味着广场228年agromorphological特征扁豆基因型在2011/12 Sinana种植季节。

方差分析显示一个非常重要的变化( )天50%开花,天成熟度90%,豆荚/植物,种子数/豆荚在测试基因型在Sirinka(表4)。在Chefe Donsa,分析描述了一个高度显著差异( )在测试开花基因型数天至50%,株高、100 -种子重量,开花后生锈疾病严重程度评分(表5),而在Sinana特征显示显著差异( )除了天90%成熟度、株高、地上部分生物量,生锈后疾病严重程度评分测试基因型(表内开花6)。

检查和测试之间的方差分析基因型为2011/12种植季节显示高度显著差异除了天50%开花,成熟度天90%,豆荚/植物,植物高度Sirinka(表4)。在Chefe Donsa显著( 开花)变化观察数日至50%,豆荚/植物,种子重量/植物地上生物量、种子产量和锈疾病严重程度评分检查和测试基因型之间(表5),而在Sinana显著变化记录检查和测试基因型之间的豆荚/工厂,株高、100 -种子重量,种子产量、开花前后和生锈严重程度评分(表6)。测试跨位置的误差方差的同质性是重要的,因为不同的基因型表现为产量和产量组件在三个地方特征。因此,它不可能进一步有效推论联合方差分析(表7)。除此之外,在Sinana铁锈感染严重,轻微在Chefe Donsa,和缺席Sirinka然后没有为这个角色结合起来分析。

表7
意味着广场扁豆联合方差分析的产量和产量分量特征值和均值为每个位置在2011/12种植季节。

的最小值和最大值11 agromorphological Sirinka 2010/2011种植季节的特征分析(表中给出8)。范围从42天开花的50%被记录为Acc 78天。分别编号为36120和育种线(FLIP-04-26L)(表12)。记录的最短期限为Acc(77天)。36025号,FLIP-04-26L最长(138天)。父X2003S 223最低(1.6)的豆荚/植物而最高(73.3豆荚/植物)是指出育种线(r - 186 xflip - 86 - 38 - l - 24)。最短的株高20.6厘米被记录的育种线(flip - 97 - 61 - l)和Acc的最高为44.7厘米。36001号。最小数量的种子/舱记录(0.5种子)为长白猪(Acc)。36098号)和最大(2种子)父行(X2003S / 233/8009)。种子重量/植物范围从0.1克父行X2002S 219 / shehor-74/7554为育种线3.4 g r - 186 xflip - 86 - 38 - l - 24(表12)。/植物种子的数量范围从5.5长白猪(Acc)。36098)为103.1行数r - 186 xflip - 86 - 38 - l - 24。最大的种子大小观察父行翻转- 2004 - 7 - l (4.9 g),而父行X2003S 233/8009 /最低种子重量1.4克。最低的生物量/工厂被记录为父行X2003S 223(35克),和最高生物量/工厂被记录为父行X2006S 128/5480 / (767.8 g)。最低的种子产量(0 g)被记录为长白猪X2003S 223而繁殖疾病- 590显示种子产量最高(347.2 g)(表12)。

表8
扁豆基因型的遗传参数估计agromorphological字符Sirinka 2010/11种植季节。
3.2。表型和基因型变异系数

尽管人口变化是一个必不可少的任何改善的先决条件,它并不是唯一标准决定哪些特性是最高程度的变化。表型变异系数(PCV)和基因型变异系数(GCV)可以帮助在这方面。估计遗传参数如表所示8,9,10,11。PCV和GCV值约20%以上被视为高,而值不到10%被认为是低和价值观之间是介质(33]。在此基础上界定,PCV高,GCV值记录数量的豆荚/植物,种子数量/豆荚,豆荚重量/植物,种子重量/植物,种子数/工厂,100年种子重量、地上生物量、产量和种子。然而,天50%开花,成熟度天90%,株高表现出较低GCV和PCV值在2010/2011种植季节。2011/12的种植季节,类似GCV和PCV模式记录在三个地方的豆荚/植物,种子重量/植物,种子数/植物,地上生物量、产量、种子和锈病得分,而低PCV和GCV闻名的豆荚/植物,种子数/豆荚,种子重量/植物和种子的数量/植物Chefe Donsa。

表9
扁豆基因型的遗传参数估计agromorphological字符Sirinka 2011/12种植季节。
表10
扁豆基因型的遗传参数估计agromorphological字符Chefe Donsa 2011/12种植季节。
表11
扁豆基因型的遗传参数估计agromorphological字符Sinana 2011/12种植季节。
表12
对产量和产量构成的基因型Sirinka 2010/11。

PCV最低(10%)被记录为天50%开花和豆荚重量的最高(60.7%)/工厂Sirinka 2010/2011。Sirinka 2010/2011, GCV值范围从7.6%天开花的50% 58.4%,豆荚重量/植物(表8)。最大PCV和GCV记录豆荚/工厂数分别为89.8和75年,分别在2012年Sirinka,而株高最低PCV和GCV记录是14.5和8.6,分别(表9)。天100 -种子成熟度和90%重量显示中度GCV。在Chefe Donsa Sinana,值记录PCV和GCV与Sirinka相似(表10和11)。特征如豆荚数/植物,种子重量/工厂,100年种子重量、地上生物量、产量、种子和锈病分数显示相对较高的跨四个环境(PCV和GCV值表8- - - - - -11)。

3.3。遗传性和遗传进展

广义遗传力( )估计的特征范围从0.4%(种子数/植物)到92.6%(豆荚重量/植物)。根据(34],栽培植物的遗传可能性估计可以放置在以下类别:遗传估计从5到10%低,价值从10到30%的介质,和值30%以上高遗传。基于上述分类,大多数字符显示高遗传在位置除了Chefe Donsa。估计在Chefe Donsa、低遗传记录种子数/植物(0.4%)、种子数/豆荚(0.7%),和豆荚的数量/植物(2.5%)(表10)。Sinana,遗传估计范围从18%到88%的生物量和100 -种子重量,分别。天成熟,90% /植物的种子数目,株高、地上生物量有中度遗传(17.7 -26.1%)(表11),而种子产量,100 -种子重量、锈病得分,豆荚/植物,种子数/植物遗传得分高。

持续高遗传力值显示开花数天至50%,100年种子重量,成熟度天90%,株高在位置。不过,所有这四个角色相关的遗传进展的价值(GA)因为较低的低GCV,而100 -种子重量,生锈严重程度得分,和种子产量高遗传值加上基因预先在GCV的位置因为高值。/植物种子,种子重量/植物和种子的数量/舱中间GCV和遗传选择温和的回应。

4所示。讨论

形态多样性已经被用来描述从一系列植物物种种质,并允许遗传多样性的评价。本研究的目的是比较之间的遗传多样性和埃塞俄比亚和异国情调的小扁豆埃塞俄比亚财产的基因型。本文的形态变异特征扁豆种质利用生物统计学模型。

根据方差分析,高度显著的表型( )差异观察所有特征测量表明变化的存在。非常重要的存在形态特征变异的基因型是指示性的存在高度的遗传变异为未来通过选择育种程序。同样,从后续研究的简单序列重复(SSR),遗传多样性分析是一个支持性的证据的存在相当大的差异在本地和外来扁豆埃塞俄比亚种质(未发表的数据)的基因型。同意这个报告,21,34- - - - - -39]报道重大扁豆长白猪中遗传变异。另一方面,一些研究表明,无显著变化记录的一些特征,如种子重量/植物和天开花[21,38,40]。

变异系数是比较的结果记录(38开花(8.8)]天50%,株高(9.1),种子数/植物(43.2),和地上生物量(31.5)。然而,(38]报告更高的价值相对于与本研究天成熟度(19.2)的90%,豆荚重量/植物(47),和种子重量/植物(47.8)。同意这一发现,41)还指出类似的范围对株高3974登记入册的扁豆。然而,他们记录了100 -种子重量更大范围的值与总体的意思是比我们记录扁豆登记入册。在另一项研究中,(37]报道一个狭窄的范围为产量组件特征在土耳其东南部安纳托利亚地区的46个基因型而不是我们的发现。

重大的变化被发现在位置在测试基因型和内检查有一些例外。符合本研究,24收益率)记录了广泛的遗传变异性相关人物异国扁豆线在埃塞俄比亚。与我们的研究,15,18]指出存在的角色的变化,如谷物和产草量、100 -种子重量,天50%开花,天成熟,90%的种子数量/豆荚,株高、荚数/花梗和抵抗各种生物和生物压力的扁豆。此外,所有形态特征的变化环境中重要的多样化的农业气候特性的测试网站。同样的,(42]也观察到的总方差的更大的部分是由于环境。文献[5,7,23)也报道一致的区域差异扁豆长白猪埃塞俄比亚时间开花和成熟,100年种子重量,种子/ pod和株高。

方差分析在位置显示一致的重大变化记录在检查100 -种子重量、地上生物量、种子产量和锈病得分。这些暗示产生增量实现在过去的三十年,主要为100 -种子重量,地上生物量、产量和种子的扁豆基因型。也记录在测试基因型一致的重大变化在三个地点天开花和100 -种子重量的50%。此外,可靠的变异是指出在所有位置检查和测试基因型之间的地上生物量和种子产量。同样,根据这个(未发表的数据)随访研究,利用多变量分析报道,种子产量、地上生物量、种子重量/工厂,100年种子重量,生锈严重程度得分,和株高是主要agromorphological特征导致基因型之间的差异。

估计PCV和GVC天50%开花,天成熟,90%和100 -种子重量显示缩小分歧,表明相对较低的环境对这些人物的影响。类似的观察相当亲密GCV和PCV对这些字符之间由(43扁豆)表示低影响的环境因素。一般来说,PCV值的大多数特征Sirinka和Sinana高于记录指出Chefe Donsa。此外,PCV普遍高于GCV对所有字符。持续高PCV值观察跨四个环境对锈病分数,种子产量、豆荚重量/植物,种子重量/工厂,豆荚/工厂,100年种子重量,地面植物和种子的数量/工厂。其他研究显示类似的高PCV GCV对种子产量、地上生物量、和100 -种子重量(44,45]。相比之下,天50%开花,成熟度天90%,株高显示PCV值相对较低(小于20%)为所有位置。是观察到GCV的豆荚/植物,种子产量、锈病得分,100 -种子重量、种子数/植物和生物产量/植物高在这两个季节。然而,特征如天50%开花,成熟度天90%,株高一直表现出较低的GCV值在2.4%和17%之间。剩下的特征缺乏一致性和显示低到中度GCV的种子数量/豆荚,种子重量/工厂和豆荚重量/工厂。类似的重大和相当大的变化(表型和基因型的)结果报道生物产量/植物,种子产量/工厂,和100年——种子重量(15,35,43,45- - - - - -48]。然而,相对于这一发现,49,50]报告更高的GCV和PCV天50%开花但他们报道相同的记录数天成熟和株高90%。同样的,(35]报道的最低PCV和GCV天成熟,种子数/吊舱。

根据(51),大多数字符显示高遗传估计在位置除了在Chefe Donsa由于严重的发病率。文献[52]报道类似高遗传估计所有特征除了扁豆株高和生物收益率。文献[15]同样高遗传记录100 -种子重量,天50%开花,天90%成熟。文献[7)也报道高遗传种子重量和天开花的50%。符合我们的发现,53)报道,那些日子50%开花显示更高的遗传可能性的估计;然而,他们不同与更高的遗传进展报告。100 -种子重量,生锈严重程度得分,和种子产量显示高遗传值加上高遗传进展因为高GCV跨位置的值。/植物种子,种子重量/植物和种子的数量/豆荚中间GCV和遗传选择温和的回应。类似于我们的研究结果,45]报道更高程度的PCV, GCV和遗传推进种子产量/植物扁豆。然而,在这些报告相比,更高的PCV, GCV,和基因生物产量记录/工厂。

GCV以及遗传可能性的估计提供了一种可靠的估计数量的遗传进展预期通过表型选择(54]。基于底层的事实,四组的特征分类的分析:第一组包括株高、天50%开花,天90%成熟度较低GCV高遗传,但他们最终低遗传进展。(42,44]提出了类似的报告,高遗传估计几天50%开花和天90%成熟度较低的基因值扁豆。第二组的字符是地上生物量、种子数/工厂,和豆荚的数量与中间GCV /植物,遗传,遗传进展。然而,偏离我们的发现,研究[42,44,45]报道高遗传和预期遗传增益估计地面生物量和豆荚/工厂的数量。

第三组的人物,生锈严重程度得分,种子产量,和100 -种子重量,具有较高的GCV遗传性高加上高遗传进展的百分比的意思。文献[42,44]报道高遗传估计种子产量和100 -种子重量加上较高的遗传增益。高遗传的字符表示,这些特征被环境因素影响较小。这是指示性的事实,这些特征主要是由遗传因素和预期响应直接选择为特征的改进。第四组的人物,豆荚重量/植物,种子重量/工厂,和种子的数量/豆荚,显示不一致的GCV,遗传,遗传推进跨位置的值。这些发现表明,测量产量构成繁殖计划将是困难的。从我们的后续研究(未发表的数据),第二个和第三个字符组回应更多选择和最重要的特征导致扁豆的遗传差异。从我们的后续研究协会(未发表的数据),这些特征认为一个强大的协会与种子产量。因此,对于选择高产基因型扁豆,饲养员应强调更高的种子重量/工厂,更多数量的豆荚/植物和植物与短中间高度。这个观察是按照55,56]选择基于数量的豆荚/植物和种子重量/植物是最重要的角色,导致种子产量。然而,天90%成熟,锈病严重程度评分,天50%开花,否则负表型相关性与种子产量有显著负直接影响种子产量(未公开的数据)。

5。结论

本研究描述了高的表型多样性重要agromorphological埃塞俄比亚基因库的长白猪和异国情调的基因型特征。非常重要的发病率差异长白猪和异国情调的线对大多数特征被认为是高度遗传变异的存在暗示埃塞俄比亚种质资源的巨大潜力在未来通过选择育种程序。根据分析,四组的特征分类。一些有前途的长白猪和优越的植物特征,如早期开花和早熟登记入册,遗传基础广泛的株高、种子数/植物,抗锈,低和高收益。种子产量,100 -种子重量的克,锈病分数,和种子总数/工厂一直表现出更高的GCV,遗传,遗传进展扁豆基因型。这些重要agromorphological特征与它们相关的基因型可以成功地用于育种程序旨在提高产量和产量构成的扁豆。被埃塞俄比亚的广泛的遗传基础种质将集成在一个繁殖计划,作为父母复合育种。

总之,本研究表明外来引进ICARDA登记入册有丰富的遗传潜力100 -种子重量、数量的种子/植物,种子重量/工厂,身材矮小,抗源生锈。埃塞俄比亚长白猪早熟潜力,更多的豆荚/植物,长株高。本研究显示高表型多样性的重要植物埃塞俄比亚扁豆种质的特征。然而,额外的搜索需要开发特定植物idotype主要农业生态的区域为当地提供作为一个平台适应,然后繁殖地点相关的特征,如生物压力和其他主要的阻力来源识别重要的疾病。

利益冲突

作者宣称他们没有利益冲突有关的出版。

确认

作者最感激的冈大学Haramaya大学联邦教育部,ICARDA豆类研究项目,ICARDA埃塞俄比亚国家办事处、埃塞俄比亚的农业研究中心研究所国家鹰嘴豆和小扁豆Debrezeit农业研究中心研究项目,Sirinka农业研究中心和Sinana农业研究中心和研究所生物多样性保护研究经费支持本研究。