Published July 30, 2019 | Version v1
Publication Open

Waterlogging Tolerance at Germination in Field Pea: Variability, Genetic Control, and Indirect Selection

Creators

  • 1. University of Western Australia
  • 2. Bangladesh Agricultural Research Institute

Description

In the Eastern Gangetic Plain of South Asia field pea (Pisum sativum L.) is often grown as a relay crop where soil waterlogging (WL) causes germination failure. To assess if selection for WL tolerance is feasible, we studied the response to WL stress at germination stage in a recombinant inbred line (RIL) population from a bi-parental cross between WL-contrasting parents and in a diversity panel to identify extreme phenotypes, understand the genetics of WL tolerance and find traits for possible use in indirect selection. The RIL population and the diversity panel were screened to test the ability of germination under both waterlogged and drained soils. A total of 50, most WL tolerant and sensitive, genotypes from each of both the RIL and the diversity panel were further evaluated to assay testa integrity/leakage in CaSO4 solution. Morphological characterization of both populations was undertaken. A wide range of variation in the ability to germination in waterlogged soil was observed in the RIL population (6-93%) and the diversity panel (5-100%) with a high broad-sense heritability (H2 > 85%). The variation was continuously distributed indicating polygenic control. Most genotypes with a dark colored testa (90%) were WL tolerant, whereas those with a light colored testa were all WL sensitive in both the RIL population and diversity panel. Testa integrity, measured by electrical conductivity of the leakage solute, was strongly associated with WL tolerance in the RIL population (rG = -1.00) and the diversity panel (rG = -0.90). Therefore, testa integrity can be effectively used in indirect selection for WL tolerance. Response to selection for WL tolerance at germination is confidently predicted enabling the adaptation of the ancient model pea to extreme precipitation events at germination.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في سهل الغانج الشرقي في جنوب آسيا، غالبًا ما تزرع حبات البازلاء (Pisum sativum L.) كمحصول ترحيل حيث يتسبب تشبع التربة بالمياه (WL) في فشل الإنبات. لتقييم ما إذا كان اختيار التسامح مع WL ممكنًا، قمنا بدراسة الاستجابة لإجهاد WL في مرحلة الإنبات في مجموعة خط أصلي مؤتلف (RIL) من تقاطع ثنائي الوالدين بين الوالدين المتباينين في WL وفي لوحة التنوع لتحديد الأنماط الظاهرية المتطرفة، وفهم جينات التسامح مع WL وإيجاد سمات للاستخدام المحتمل في الاختيار غير المباشر. تم فحص مجموعة RIL ولوحة التنوع لاختبار قدرة الإنبات تحت كل من التربة المشبعة بالمياه والتربة المجففة. تم تقييم ما مجموعه 50 نوعًا من الأنماط الوراثية الأكثر تحملاً وحساسية من WL من كل من RIL ولوحة التنوع لفحص سلامة/تسرب testa في محلول CaSO4. تم إجراء التوصيف المورفولوجي لكلا المجموعتين. لوحظت مجموعة واسعة من التباين في القدرة على الإنبات في التربة المشبعة بالمياه في سكان RIL (6-93 ٪) ولوحة التنوع (5-100 ٪) مع وراثة عالية واسعة الإحساس (H2 > 85 ٪). تم توزيع التباين باستمرار مما يشير إلى التحكم متعدد الجينات. كانت معظم الأنماط الجينية ذات اللون الداكن (90 ٪) متسامحة مع WL، في حين أن تلك ذات اللون الفاتح كانت جميعها حساسة لـ WL في كل من مجموعة RIL ولوحة التنوع. ارتبطت سلامة TESTA، المقاسة بالتوصيل الكهربائي لمذيب التسرب، ارتباطًا وثيقًا بتحمل WL في مجموعة RIL (rG = -1.00) ولوحة التنوع (rG = -0.90). لذلك، يمكن استخدام نزاهة الاختبار بشكل فعال في الاختيار غير المباشر لتحمل WL. يتم التنبؤ بثقة بالاستجابة للاختيار لتحمل WL عند الإنبات مما يتيح تكييف نموذج PEA القديم مع أحداث هطول الأمطار الشديدة عند الإنبات.

Translated Description (French)

Dans la plaine du Gange oriental de l'Asie du Sud, le pois de grande culture (Pisum sativum L.) est souvent cultivé comme culture relais où l'engorgement du sol (WL) provoque l'échec de la germination. Pour évaluer si la sélection pour la tolérance WL est faisable, nous avons étudié la réponse au stress WL au stade de la germination dans une population de lignées consanguines recombinantes (ril) à partir d'un croisement bi-parental entre parents contrastant WL et dans un panel de diversité pour identifier les phénotypes extrêmes, comprendre la génétique de la tolérance WL et trouver des traits pour une utilisation possible dans la sélection indirecte. La population ril et le panel de diversité ont été examinés pour tester la capacité de germination sous des sols gorgés d'eau et drainés. Un total de 50 génotypes, les plus tolérants et sensibles à la WL, provenant à la fois du ril et du panel de diversité ont été évalués pour tester l'intégrité/les fuites des tests dans la solution de CaSO4. Une caractérisation morphologique des deux populations a été entreprise. Un large éventail de variations dans la capacité de germination dans les sols gorgés d'eau a été observé dans la population ril (6-93%) et le panel de diversité (5-100%) avec une héritabilité à sens large élevée (H2 > 85%). La variation a été distribuée en continu indiquant un contrôle polygénique. La plupart des génotypes avec un testa de couleur foncée (90 %) étaient tolérants à la WL, tandis que ceux avec un testa de couleur claire étaient tous sensibles à la WL dans la population ril et le panel de diversité. L'intégrité des Testa, mesurée par la conductivité électrique du soluté de fuite, était fortement associée à la tolérance WL dans la population ril (rG = -1,00) et le panel de diversité (rG = -0,90). Par conséquent, l'intégrité de testa peut être efficacement utilisée dans la sélection indirecte pour la tolérance WL. La réponse à la sélection pour la tolérance WL à la germination est prédite avec confiance, ce qui permet l'adaptation du PEA modèle ancien aux événements de précipitations extrêmes à la germination.

Translated Description (Spanish)

En la llanura del Ganges oriental del sur de Asia, el guisante de campo (Pisum sativum L.) a menudo se cultiva como un cultivo de relevo donde el anegamiento del suelo (WL) causa fallas en la germinación. Para evaluar si la selección para la tolerancia a WL es factible, estudiamos la respuesta al estrés de WL en la etapa de germinación en una población de línea endogámica recombinante (RIL) de un cruce biparental entre padres con contraste de WL y en un panel de diversidad para identificar fenotipos extremos, comprender la genética de la tolerancia a WL y encontrar rasgos para su posible uso en la selección indirecta. La población de RIL y el panel de diversidad se examinaron para evaluar la capacidad de germinación tanto en suelos anegados como drenados. Un total de 50 genotipos, la mayoría tolerantes y sensibles a WL, de cada uno tanto de RIL como del panel de diversidad se evaluaron adicionalmente para evaluar la integridad/fuga de testa en solución de CaSO4. Se realizó la caracterización morfológica de ambas poblaciones. Se observó un amplio rango de variación en la capacidad de germinación en suelo anegado en la población RIL (6-93%) y el panel de diversidad (5-100%) con una alta heredabilidad de sentido amplio (H2 > 85%). La variación se distribuyó continuamente, lo que indica un control poligénico. La mayoría de los genotipos con una testa de color oscuro (90%) eran tolerantes a WL, mientras que aquellos con una testa de color claro eran todos sensibles a WL tanto en la población RIL como en el panel de diversidad. La integridad de Testa, medida por la conductividad eléctrica del soluto de fuga, se asoció fuertemente con la tolerancia de WL en la población RIL (rG = -1.00) y el panel de diversidad (rG = -0.90). Por lo tanto, la integridad de testa se puede utilizar eficazmente en la selección indirecta para la tolerancia de WL. La respuesta a la selección para la tolerancia de WL en la germinación se predice con confianza, lo que permite la adaptación del modelo antiguo de guisante a los eventos de precipitación extrema en la germinación.

Files

pdf.pdf

Files (2.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8e5119e7aed76e3ab254ebca29a6b9d5
2.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التسامح مع التشبع بالماء عند الإنبات في حقل البازلاء: التباين والتحكم الوراثي والانتقاء غير المباشر
Translated title (French)
Tolérance à l'engorgement à la germination chez les pois de plein champ : variabilité, contrôle génétique et sélection indirecte
Translated title (Spanish)
Tolerancia al anegamiento en la germinación en guisantes de campo: variabilidad, control genético y selección indirecta

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2961279285
DOI
10.3389/fpls.2019.00953

Is supplement to
https://openalex.org/W4387252069 (Other)
https://openalex.org/W4304185488 (Other)
https://openalex.org/W325781193 (Other)
https://openalex.org/W2394266119 (Other)
https://openalex.org/W2391112271 (Other)
https://openalex.org/W2155171865 (Other)
https://openalex.org/W2118427437 (Other)
https://openalex.org/W2103626826 (Other)
https://openalex.org/W2051955794 (Other)
https://openalex.org/W2027939632 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Bangladesh

References

  • https://openalex.org/W128245001
  • https://openalex.org/W1974679599
  • https://openalex.org/W1975082204
  • https://openalex.org/W1975513188
  • https://openalex.org/W1976062620
  • https://openalex.org/W1976274135
  • https://openalex.org/W1983203575
  • https://openalex.org/W1988523801
  • https://openalex.org/W1993585847
  • https://openalex.org/W1999629596
  • https://openalex.org/W2003275814
  • https://openalex.org/W2007929013
  • https://openalex.org/W2016006191
  • https://openalex.org/W2022001783
  • https://openalex.org/W2023386373
  • https://openalex.org/W2030284457
  • https://openalex.org/W2030708347
  • https://openalex.org/W2034269447
  • https://openalex.org/W2035722159
  • https://openalex.org/W2057359641
  • https://openalex.org/W2058885153
  • https://openalex.org/W2062107294
  • https://openalex.org/W2066122301
  • https://openalex.org/W2078649519
  • https://openalex.org/W2086137463
  • https://openalex.org/W2086799994
  • https://openalex.org/W2093507745
  • https://openalex.org/W2101348042
  • https://openalex.org/W2102933568
  • https://openalex.org/W2111380737
  • https://openalex.org/W2125828643
  • https://openalex.org/W2126720092
  • https://openalex.org/W2144792982
  • https://openalex.org/W2145307784
  • https://openalex.org/W2147589259
  • https://openalex.org/W2147802228
  • https://openalex.org/W2291150179
  • https://openalex.org/W2318930974
  • https://openalex.org/W2464282148
  • https://openalex.org/W2479400511
  • https://openalex.org/W2516345497
  • https://openalex.org/W2521444490
  • https://openalex.org/W2749783711
  • https://openalex.org/W2801684470
  • https://openalex.org/W2803856664
  • https://openalex.org/W2897251331
  • https://openalex.org/W3149005900
  • https://openalex.org/W4211251056
  • https://openalex.org/W4239372814
  • https://openalex.org/W4246438352
  • https://openalex.org/W4248897084
  • https://openalex.org/W4285719527
  • https://openalex.org/W883421096