SELECTION FOR CELL MEMBRANE THERMOSTABILITY IN BREAD WHEAT (Triticum aestivum L.)

K. Omara, M.; A. Mohamed, N.; N.El-Sayed, E.; A. El-Rawy,, M.

doi:10.21608/ajas.2006.275339

SELECTION FOR CELL MEMBRANE THERMOSTABILITY IN BREAD WHEAT (Triticum aestivum L.)

Document Type : Original Article

Authors

Dept. of Genetics, Fac. of Agriculture, Assiut University, Assiut, Egypt.

10.21608/ajas.2006.275339

Abstract

Divergent phenotypic selection was performed for cell membrane thermostability (CMS) in wheat (Triticum aestivum L.) in five F₂populations derived from crosses established between eight local landraces quite variable in heat susceptibility index. CMS was assayed in the flag leaves of field-hardened segregating plants at anthesis. Selection was imposed on 200 F₂ spaced plants for each of the five populations where the highest and the lowest five plants in CMS were selected. Responses in CMS and a number of agronomic traits were measured in the F₃ descending families of the selected F₂ plants against the F₃ bulks.
Significant responses to selection for CMS were obtained in both directions in the five populations which averaged 19.52% in the high and 11.9 % in the low CMS direction. The realized heritability estimates for CMS which were similar to the calculated parent-offspring regressions ranged from low (0.09 and 0.22) to intermediate (0.34, 0.53 and 0.57). Selection for high CMS produced concurrent positive responses in grain weight per spike in the five populations which averaged 15.72% whereas selection for low CMS reduced grain weight per spike in only two populations with an average reduction of 5.2%. The realized heritability estimates for grain weight per spike ranged from low (0.39) to moderately high (0.70). Significant correlated responses to selection for CMS were obtained in 1000 grain weight in the five populations which averaged 8.25% of population mean in the high direction indicating an improved grain filling capacity. With selection for low CMS, the 1000 grain weight was reduced by 6.09% on average indicating impaired capacity for grain filling. The realized heritability for 1000 grain weight ranged from 0.57 to 0.88.
Significant concurrent responses to selection for high CMS were obtained in grain yield per plant only in two of the five populations. Meanwhile, selection for low CMS was not effective in reducing grain yield per plant in four of the five populations. Such limited effect of CMS on grain yield per plant could be attributed to the confounding effect of earliness as an escaping mechanism or heat voidance which might support yield of the unselected base populations as well as the low CMS selections. The realized heritability estimates of grain yield per plant under heat stress were low ranging from 0.09 to 0.43.

Keywords

Main Subjects

Genetics

Article Title [العربیة]

الانتخاب للثبات الحراري للغشاء الخلوي في قمح الخبز (Triticum aestivum L.)

Authors [العربیة]

محمد قدري عمارة
نبيل عبد الفتاح محمد
السيد نبوي السيد
محمود أبو السعود الراوي

قسم الوراثة - كلية الزراعة - جامعة أسيوط – أسيوط- جمهورية مصر العربية.

Abstract [العربیة]

أجري الانتخاب ثنائي الإتجاه لخاصية الثبات الحراري للغشاء الخلوي في قمح الخبز (Triticum aestivum L.) تحت الإجهاد الحراري بالحقل لموعد الزراعة المتأخر في خمس عشائر إنعزالية في الجيل الثاني نتجت عن تهجينات بين سلالات أرضية محلية تتفاوت في المعامل الحراري واشتملت على أربع تهجينات بين سلالات مقاومة حرارياً X سلالات حساسة وتهجين واحد بين سلالتين حساستين ثم تقدير الثبات الحراري للغشاء الخلوي في أوراق العلم المقساة في الحقل عند مرحلة إنتثار اللقاح. مورس الانتخاب على 200 نبات إنعزالي بكل عشيرة في كل من الإتجاهين الطردي والعكسي حيث انتخبت أعلى وأقل خمس نباتات في الثبات الحراري للغشاء الخلوي (شدة انتخاب 2.5%) بكل عشيرة. تم تقدير الإستجابة للانتخاب والإستجابات المتلازمة لعدد من الخصائص المحصولية المتعلقة بالتحمل الحراري في عائلات الجيل الثالث الناتجة عن نباتات الجيل الثاني المنتخبة بالمقارنة مع الجيل الثالث غير المنتخب لكل اتجاه انتخابي تحت الإجهاد الحراري بالحقل لموعد زراعة متأخر.
تتلخص النتائج المتحصل عليها في التالي:
1-                  نتجت استجابات موجبة معنوية للانتخاب للثبات الحراري للغشاء الخلوي في الاتجاهين الطردي والعكسي في العشائر الخمسة. تراوحت الاستجابة في الاتجاه الطردي بين 4.08 إلى 39.4% بمتوسط 19.52%. كانت الاستجابة في الاتجاه العكسي أقل من الاتجاه الطردي حيث تراوحت بين 4.04 إلى 14.55% بمتوسط 11.9% ويعزى عدم التناظر في الاستجابة للانتخاب بين الاتجاهين الطردي والعكسي إلى أن الفارق الانتخابي في الاتجاه الطردي كان أكبر من ذلك الخاص بالاتجاه العكسي.
2-         كانت تقديرات درجة التوريث المتحققة للثبات الحراري للغشاء الخلوي مطابقة تماماً للتقديرات بانحدار النسل على الآباء وتراوحت في العشائر الخمسة بين شديدة الإنخفاض (0.09 و 0.22) إلى متوسطة (0.34 ، 0.53 ، 0.57).
3-         نتجت عن الانتخاب الطردي للثبات الحراي للغشاء الخلوي استجابات متلازمة معنوية موجبة في وزن الحبوب للسنبلة في العشائر الخمسة وتراوحت بين 8.89 إلى 23.48% بمتوسط قدرة 15.72% من متوسط العشيرة مما يشير إلى أن عدد الحبوب بالسنبلة ووزن الحبة المفردة قد زادا.
4-         نتجت عن الانتخاب العكسي للثبات الحراري للغشاء الخلوي انخفاضات في وزن الحبوب للسنبلة كانت معنوية في عشيرتين فقط من العشائر الخمس وتراوحت الانخفاضات بين 1.44 إلى 8.06% بمتوسط قدره 5.2% وكانت الفروق بين العائلات المنتخبة للتحمل الحراري العالي للغشاء الخلوي وتلك المنتخبة للتحمل المنخفض في وزن الحبوب للسنبلة معنوية في العشائر الخمس.
5-         درجة التوريث المنخفضة لوزن الحبوب بالسنبلة تراوحت بين منخفضة (0.39) إلى عالية (0.70) وكانت معاملات انحدار النسل على الآباء أقل من درجة التوريث المتحققة في ثلاث عشائر.
6-         نتجت استجابات موجبة معنوية للانتخاب الطردي للثبات الحراري للغشاء الخلوي في وزن الألف حبة في العشائر الخمس وتراوحت بين 5.8 إلى 12.17% بمتوسط 8.25% مما يشير إلى تحسن القدرة على ملئ الحبوب في السلالات المنتخبة. أما الانتخاب للتحمل الحراري المنخفض للغشاء فقد أنتج انخفاضاً في وزن الألف حبة تراوح بين 4.65 إلى 9.07% بمتوسط قدره 6.09% مما يشير إلى تأثر القدرة على ملئ الحبوب سلبياً.
7-         كانت درجة التوريث المتحققة لوزن الألف حبة عالية حيث كانت 0.57 إلى 0.88 مما يشير إلى أنها موروثة بدرجة كبيرة وكانت الفروق في وزن الألف حبة بين السلالات المنتخبة للتحمل العالي للغشاء الخلوي لإجهاد الحرارة والمنتخبة للتحمل المنخفض معنوية في العشائر الخمسة.
8-         أدى الانتخاب للتحمل الحراري العالي للغشاء الخلوي إلى حدوث استجابة متلازمة موجبة معنوية في محصول الحبوب للنبات في عشيرتين فقط من العشائر الخمس كما لم يؤثر الانتخاب للتحمل الحراري المنخفض معنوياً على محصول الحبوب للنبات تحت الإجهاد الحراري في أربع عشائر من العشائر الخمسة. مثل هذا الأثر المحدود للتحمل الحراري للغشاء الخلوي على محصول الحبوب للنبات قد يرجع إلى الأثر المتداخل للتبكير في الإزهار الذي ربما أدى إلى هروب النباتات وتجنبها ارتفاع درجة الحرارة الذي يحدث عادة قرب نهاية الموسم مما وفر دعماً لمحصول الحبوب في النباتات غير المنتخبة أو المنتخبة للتحمل المنخفض. كانت درجة التوريث المتحققة لمحصول الحبوب تحت الإجهاد الحراري شديدة الانخفاض حيث تراوحت بين 0.09 إلى 0.43.