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Cogent Food & Agriculture
Article . 2022 . Peer-reviewed
License: CC BY
Data sources: Crossref
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Cogent Food & Agriculture
Article . 2023
Data sources: DOAJ
https://dx.doi.org/10.60692/1t...
Other literature type . 2022
Data sources: Datacite
https://dx.doi.org/10.60692/bh...
Other literature type . 2022
Data sources: Datacite
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Multivariate analysis in the dissection of phenotypic variation of Ethiopian cultivated barley ( Hordeum vulgare ssp Vulgare L.) genotypes

التحليل متعدد المتغيرات في تشريح الاختلاف الظاهري للشعير الإثيوبي المزروع (Hordeum vulgare ssp Vulgare L.) الأنماط الجينية
Authors: Basazen Fantahun Lakew; Tesfaye Woldesemayate; Carlo Fadda; Yosef Gebrehawaryat; Enrico Pè; Matteo Dell'Acqua;

Multivariate analysis in the dissection of phenotypic variation of Ethiopian cultivated barley ( Hordeum vulgare ssp Vulgare L.) genotypes

Abstract

La conservation efficace et l'utilisation ultérieure des ressources génétiques dépendent principalement de la force de l'évaluation de la variation entre les génotypes. Une expérience a été menée visant à déterminer l'étendue de la variabilité phénotypique présente dans un panel de 320 génotypes d'orge et à identifier des lignées candidates pour une évaluation plus approfondie dans les programmes d'amélioration et l'utilisation successive. Elle a été menée à deux endroits en Éthiopie, Aris Negelle et Holetta au cours des saisons de récolte 2017/18 et 2018/19. Parmi les 30 meilleures lignées pour le rendement céréalier dans tous les environnements, les lignées des variétés des agriculteurs constituent 73% et les lignées qui mûrissent en moins de 85 jours ont été identifiées. Sur la base du nombre de rangées de pointes, les lignes les plus performantes combinées dans tous les environnements étaient des types à six rangées. Sur la base des données de deux ans à Arsi Negelle, le type de pointe à deux rangées domine, et à Holetta, le type à six rangées. Après analyse en composantes principales, les trois premiers PC ayant une valeur propre supérieure à un expliquent 70% de la variation. Le coefficient de corrélation entre le rendement en céréales et en biomasse était significatif et bien que faible (r = 0,38** *). Un coefficient de corrélation significatif, élevé et négatif (−0,72* **) a été observé entre le poids de 1000 grains et le nombre de graines par pic. Une corrélation positive entre la biomasse et le rendement céréalier attire les agriculteurs en tant que culture fourragère et vivrière, comme cela a également été indiqué dans la recherche actuelle. Ayant le pool génétique amélioré de l'orge provenant en grande partie de sources internationales, la combinaison des matériaux améliorés avec des variétés d'agriculteurs peut minimiser l'écart existant entre le pool génétique local et amélioré de l'orge.

El ahorro eficiente y la posterior utilización de los recursos genéticos dependen principalmente de la fortaleza en la evaluación de la variación entre genotipos. Se llevó a cabo un experimento con el objetivo de determinar el grado de variabilidad fenotípica presente en un panel de 320 genotipos de cebada e identificar líneas candidatas para una evaluación adicional en programas de mejora y utilización sucesiva. Se llevó a cabo en dos ubicaciones en Etiopía, Aris Negelle y Holetta en las temporadas de cultivo 2017/18 y 2018/19. Entre las mejores 30 líneas para el rendimiento de grano en todos los ambientes, las líneas de las variedades de los agricultores constituyen el 73% y se identificaron líneas que maduran en menos de 85 días. Según el número de fila de picos, las líneas de mejor rendimiento combinadas en todos los entornos fueron tipos de seis filas. Con base en los datos de los dos años en Arsi Negelle, domina el tipo de punta de dos carreras, y en Holetta el tipo de seis carreras. Después del análisis de los componentes principales, los tres primeros PC con un valor propio superior a uno explicaron el 70% de la variación. El coeficiente de correlación entre el rendimiento de grano y biomasa fue significativo y aunque bajo (r = 0.38***). Se observó un coeficiente de correlación significativo, alto y negativo (-0,72** *) entre el peso de 1000 granos y el número de semillas por espiga. Una correlación positiva entre la biomasa y el rendimiento del grano atrae a los agricultores como cultivo de piensos y alimentos, como también se ha señalado en la investigación actual. Teniendo el acervo genético de cebada mejorado en gran parte de fuentes internacionales, la combinación de los materiales mejorados con las variedades de los agricultores puede minimizar la brecha existente entre el acervo genético de cebada local y el mejorado.

Efficient conservation and subsequent utilization of genetic resources are primarily dependent on the strength in the assessment of variation among genotypes. An experiment was carried out aiming at determining the extent of phenotypic variability present in a panel of 320 barley genotypes and identifying candidate lines for further evaluation in improvement programs and successive utilization. It was conducted at two locations in Ethiopia, Aris Negelle and Holetta in the 2017/18 and 2018/19 cropping seasons. Among the best 30 lines for grain yield across all the environments, lines from farmers' varieties constitute 73% and lines that mature in less than 85 days were identified. Based on the spike row number, the best-performing lines combined across all the environments were six-rowed types. Based on the two years' data at Arsi Negelle the two-rowed spike type dominates, and at Holetta the six-rowed type. After principal component analysis, the first three PCs with an eigenvalue greater than one explained 70% of the variation. The correlation coefficient between grain and biomass yield was significant and though low (r = 0.38***). Significant, high, and negative correlation coefficient (−0.72***) was observed between 1000 kernel weight and the number of seeds per spike. A positive correlation between biomass and grain yield attracts farmers as a feed and food crop as it has also been signified in the current research. Having the improved barley gene pool largely from international sources, combining the improved materials with farmers' varieties may minimize the existing gap between the local and improved barley gene pool.

يعتمد الحفظ الفعال والاستخدام اللاحق للموارد الجينية في المقام الأول على القوة في تقييم التباين بين الأنماط الجينية. تم إجراء تجربة تهدف إلى تحديد مدى تباين النمط الظاهري الموجود في لوحة من 320 نمط وراثي للشعير وتحديد الخطوط المرشحة لمزيد من التقييم في برامج التحسين والاستخدام المتتالي. تم إجراؤه في موقعين في إثيوبيا، أريس نيغيل وهوليتا في موسمي المحاصيل 2017/18 و 2018/19. من بين أفضل 30 خطًا لإنتاج الحبوب في جميع البيئات، تشكل الخطوط من أصناف المزارعين 73 ٪ وتم تحديد الخطوط التي تنضج في أقل من 85 يومًا. استنادًا إلى رقم صف الارتفاع، كانت الخطوط الأفضل أداءً مجتمعة في جميع البيئات هي أنواع من ستة صفوف. استنادًا إلى بيانات العامين في Arsi Negelle، يهيمن نوع السنبلة ذات الصفين، وفي Holetta النوع المكون من ستة صفوف. بعد تحليل المكون الرئيسي، أوضحت أجهزة الكمبيوتر الثلاثة الأولى التي لها قيمة ذاتية أكبر من واحد 70 ٪ من التباين. كان معامل الارتباط بين محصول الحبوب والكتلة الحيوية كبيرًا وعلى الرغم من انخفاضه (r = 0.38***). لوحظ معامل ارتباط كبير وعاليوسالب(-72***) بين وزن 1000 نواة وعدد البذور لكل ارتفاع. تجذب العلاقة الإيجابية بين الكتلة الحيوية ومحصول الحبوب المزارعين كمحصول علف وغذاء كما تم الإشارة إليه أيضًا في البحث الحالي. وجود مجموعة جينات الشعير المحسنة إلى حد كبير من مصادر دولية، فإن الجمع بين المواد المحسنة وأصناف المزارعين قد يقلل من الفجوة القائمة بين مجموعة جينات الشعير المحلية والمحسنة.

Country
France
Keywords

Biomass (ecology), principal component analysis, producción vegetal, Principal component analysis, crop production, Plant Science, Crop, Poaceae, Food processing and manufacture, Plant breeding, Agricultural and Biological Sciences, Cultivar Evaluation and Mega-Environment Investigation, Biochemistry, Genetics and Molecular Biology, Genetic Diversity and Breeding of Wheat, Genetics, FOS: Mathematics, Biology, Hordeum vulgare, interacción genotipo ambiente, S, Statistics, barley, Life Sciences, Agriculture, phenotypic variation, genotype environment interaction, variación fenotípica, TP368-456, Agronomy, Cultivar Evaluation, climate change, Correlation coefficient, Genetic Architecture of Quantitative Traits, FOS: Biological sciences, gene banks, phenotypic diversity, Mathematics, cluster analysis

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