IMPACT OF SELECTION FOR STOMATA FREQUENCY ON YIELD CHARACTERISTICS UNDER HEAT AND DROUGHT STRESSES IN BREAD WHEAT (Triticum aestivum L).

Document Type : Original Article

Author

Genetics department, Faculty of Agriculture, Assiut University, Assiut, Egypt.

Abstract

Stomata spread allover leaves are important sources for plant canopy temperature depression which might contribute to heat stress tolerance. Two F2 populations of bread wheat (Triticum aestivum L.) were subjected to two cycles of divergent selection for flag leaf stomata frequency. Plants were exposed to heat and drought stresses in order to study the impact of selecting for high and low stomata frequency on yield characteristics. The correlated responses in grain yield/plant and 100-kernel weight were determined.









 





 



The response to the first cycle of selection in the high direction in population 1 and 2 amounted to 16.03% and 11.63% of the bulk sample mean, respectively, which were consistently higher than that expected (8.29% and 5.598%). Higher observed response (7.16%) than expected (5.50%) was also observed for low stomata frequency in population 2. Such inflated responses might be attributed to dominance, epistasis or G x E. Asymmetrical responses to selection were evident with the deviation being greater in the high direction. Narrow-sense heritability, as calculated by parent-offspring regression, reached 0.45 and 0.266 in populations 1 and 2, respectively. However, the realized heritability was higher in the high direction than that in the lower direction in both populations.
The observed responses of the second cycle of selection amounted to 12.71% and 9.39% from the bulk mean were greater than those expected (9.48% and 5.01%) in populations 1 and 2, respectively. In the low stomata frequency direction the observed responses (6.67% and 9.42%) were also higher than those expected (5.32% and 3.63%). Generally, the differences between high and low directions were highly significant over cycles of selection for both populations. The narrow-sense heritabilities were 0.50 and 0.36 in population 1 and 2, respectively. The realized heritability reached 0.62 and 0.44 in the low and high directions, respectively in population 2, while it remained unchanged in population 1. Further expected responses of 7.04% and 9.61% in the low and high directions, respectively in population 1, and of 5.60% and 6.58% in the low and high directions, respectively in population 2 under heat and drought stresses were estimated for the third cycle of selection.
The selected F4 families of population 1 developed significantly higher 100-kernel weight but lower grain yield/plant than population 2 in the low and the high direction as well as the two bulks. Such differences were only observed in the high direction where selection led to greater mean of stomata frequency in population 1 than in population 2. Selecting for stomata frequency did not show correlated responses in 100-kernel weight or in grain yield/plant. No correlated responses were detected for leaf area, which did not differ among selected families and the control or the other studied traits.

Keywords

Main Subjects


Article Title [العربیة]

تأثير الانتخاب لتكرار الثغور على خصائص المحصول تحت الاجهادات الحرارية والمائية في قمح الخبز . (Triticum aestivum L)

Author [العربیة]

  • محمد محمود حسٌيب الدفراوي
قسم الوراثة، كلٌية الزراعة، جامعة أسٌويط، أسٌيوط، جمهورٌية مصر العربٌية
Abstract [العربیة]

تعتبر الثغور المنتشرة على أوراق النبات مصدرا هاما لخفض درجة الحرارة بكنف النباتات، ولذا استخدمت عشيرتين في الجيل الثاني، إحداهما مبكرة الإزهار والثانية متأخيرة الإزهار ، لإجراء دورتي انتخاب في اتجاهين متعاكسين لصفة تكرار الثغور على ورقة العلم في نبات القمح. وقد عرضت النباتات للإجهادات الحراية والمائية وتم الانتخاب لمعرفة مدى ذلك في فصل العشيرة إلى عائلات مختلفة ومدى تأثير ذلك على خصائص المحصول. وجمعت أوراق علم من خمس سوق رئيسة في وقت إنتثار حبوب اللقاح ثم جمعت تلك النباتات لتقدير محصول الحبوب ووزن المائة حبة فيها عند النضج.
وكانت متوسطات الاستجابة المشاهدة للانتخاب في الدورة الأولى  في العشيرة الأولى 16.03% و 11.63% كانحراف عن الشاهد (المقارنة) أكبر من المتوقعة 8.29% و 5.598% في العشيرتين الأولى والثانية على التوالي في اتجاة زيادة تكرار الثغور. بينما ظهرت زيادة الاستجابة المشاهدة  7.16% عن المتوقعة  %5.50فقط في اتجاة نقصان الثغور في العشيرة الرابعة. ومن المحتمل أن تعزى تلك الزيائدة المتضخمة إلى السيادة والتفوق أو التفاعل بين الوراثة والبيئة. وكانت الإستجابة للإنتخاب غير متناظرة، إذ كان انحراف الإتجاة المزيد للثغور أكبر من الإتجاة المنقص لها. وكان معامل التوريث بالمعنى الضيق محسوبا كإرتداد الأبناء على متوسط الآباء أعلى في العشيرة الأولى 0.45 عنة في الثانية 0.266 ، بينما كان معامل التوريث المتحقق أعلى في الاتجاة المزيد عن المنقص في العشيرتين على التوالي. 
وكانت الاستجابة المشاهدة 12.71% و 9.39% في صورة انحراف عن الشاهد أكبر من المتوقعة في العشيرتين الأولى والثانية على التوالي في دورة الانتخاب الثانية في اتجاة زيادة الصفة. كما كانت الاستجاب المشاهدة أعلى في اتجاة نقصان الصفة 6.67% و 9.42% في العشيرتين على التوالي. وكان الفرق بين الاتجاة المزيد والمنقص للصفة معنويا جدا في العشيرتين مما يشير إلى جدوى الانتخاب. كما كان معامل التوريث بالمعنى الضيق أعلى  في العشيرة الأولى 0.50 عنة في العشيرة الثانية 0.36. وكان معامل التوريث المتحقق أعلى  في اتجاة زيادة 0.62 عنة في اتجاة نقصان 0.44 تكرار الثغور في العشيرة الثانية. بينما لم يبدي معامل التوريث المتحقق تغيرا ملموسا في العشيرة الأولى. ومن المتوقع الحصول على مزيد من الاستجابة للإنتخاب فيما لو أجريت دورة ثالثة لو استخدمت شدة انتخاب 13.33% وباستخدام معامل التوريث بالمعنى الضيق المتحصل علية في الدورة الثانية من الانتخاب بمقدار 7.04% و 9.16% في الاتجاة المنقص والمزيد للثغور في العشيرة الأولى و 5.60%   و 6.58% في العسيرة الثانية.
وعموما كان وزن المائة حبة أعلى في نهاية التجربة  في العشيرة الأولى منه في العشيرة الثانية في المنتخبات والشاهد بينما كان العكس حادثا بالنسبة للمحصول في اتجاة نقصان تكرار الثغور، إذ كان هذا الفرق معنويا فقط في اتجاة زيادة تكرار عدد الثغور حيث ادى الانتخاب إلى تكرار أعلى في العشيرة الأولى منه في الثانية. ولم يظهر الانتخاب الناجح والمعنوي لزيادة أو نقصان الثغور إلى أي استجابة متلازمة في وزن المائة حبة أو المحصول.