Published August 18, 2015 | Version v1
Publication Open

Mode of inheritance for biochemical traits in genetically engineered cotton under water stress

Creators

  • 1. Bahauddin Zakariya University
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
  • 3. Biotechnology Research Institute

Description

Abstract Drought is an abiotic environmental stress that can significantly reduce crop productivity. We examined the mode of inheritance for different biochemical traits including total soluble proteins, chlorophyll a , chlorophyll b , total chlorophyll, carotenoids, total phenolic contents and enzymatic antioxidants (superoxide dismutase, peroxidase and catalase), and their relationship with Bacillus thuringiensis ( Bt ) toxin under control and drought conditions. Eight genetically diverse cotton genotypes were selfed for two generations to ensure homozygosity. Fifteen F 1 hybrids were developed by crossing five non- Bt female lines with three Bt male testers. The F 1 hybrids and eight parents were finally evaluated under control (100 % field capacity (FC)) and drought (50 % FC) conditions in 2013. The biochemical traits appeared to be controlled by non-additive gene action with low narrow sense heritability estimates. The estimates of general combining ability and specific combining ability for all biochemical traits were significant under control and drought conditions. The genotype-by-trait biplot analysis showed the better performance of Bt cotton hybrids when compared with their parental genotypes for various biochemical traits under control and drought conditions. The biplot and path coefficient analyses revealed the prevalence of different relationships between Cry1Ac toxin and biochemical traits in the control and drought conditions. In conclusion, biochemical traits could serve as potential biochemical markers for breeding Bt cotton genotypes without compromising the optimal level of Bt toxin.

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

Translated Description (Arabic)

الجفاف المجرد هو إجهاد بيئي غير حيوي يمكن أن يقلل بشكل كبير من إنتاجية المحاصيل. لقد فحصنا طريقة الوراثة للسمات الكيميائية الحيوية المختلفة بما في ذلك البروتينات القابلة للذوبان الكلية، والكلوروفيل أ، والكلوروفيل ب، والكلوروفيل الكلي، والكاروتينات، والمحتويات الفينولية الكلية ومضادات الأكسدة الأنزيمية (ديسموتاز الفائق، والبيروكسيداز، والكاتالاز)، وعلاقتها بسم عصية ثورينجينسيس ( Bt ) تحت السيطرة وظروف الجفاف. تم تحديد ثمانية أنماط وراثية قطنية متنوعة وراثيًا لجيلين لضمان تماثل الزيجوت. تم تطوير خمسة عشر F 1 هجين من خلال عبور خمسة خطوط أنثى غير Bt مع ثلاثة فاحصين ذكور Bt. تم تقييم الهجينة F 1 وثمانية آباء أخيرًا تحت السيطرة (100 ٪ القدرة الميدانية (FC)) والجفاف (50 ٪ FC) في عام 2013. يبدو أن السمات البيوكيميائية يتم التحكم فيها عن طريق عمل الجينات غير المضافة مع تقديرات وراثة ضيقة المعنى منخفضة. كانت تقديرات القدرة على الجمع العام والقدرة على الجمع المحدد لجميع الصفات البيوكيميائية مهمة في ظل ظروف السيطرة والجفاف. أظهر تحليل ثنائي الاتجاه للنمط الجيني أداءً أفضل للهجين القطني Bt عند مقارنته بالأنماط الجينية للوالدين لمختلف الصفات الكيميائية الحيوية تحت السيطرة وظروف الجفاف. كشفت تحليلات المعامل ثنائي الاتجاه ومعامل المسار عن انتشار العلاقات المختلفة بين سم Cry1Ac والسمات الكيميائية الحيوية في ظروف التحكم والجفاف. في الختام، يمكن أن تكون السمات البيوكيميائية بمثابة علامات بيوكيميائية محتملة لتربية الأنماط الجينية للقطن Bt دون المساس بالمستوى الأمثل لسم Bt.

Translated Description (French)

Résumé La sécheresse est un stress environnemental abiotique qui peut réduire considérablement la productivité des cultures. Nous avons examiné le mode d'héritage pour différents traits biochimiques, y compris les protéines solubles totales, la chlorophylle a , la chlorophylle b , la chlorophylle totale, les caroténoïdes, les teneurs phénoliques totales et les antioxydants enzymatiques (superoxyde dismutase, peroxydase et catalase), et leur relation avec la toxine Bacillus thuringiensis ( Bt ) dans des conditions de contrôle et de sécheresse. Huit génotypes de coton génétiquement divers ont été autofécondés pendant deux générations pour assurer l'homozygotie. Quinze hybrides F 1 ont été développés en croisant cinq lignées femelles non Bt avec trois testeurs mâles Bt. Les hybrides F1 et huit parents ont finalement été évalués dans des conditions de contrôle (100 % de capacité sur le terrain (FC)) et de sécheresse (50 % FC) en 2013. Les traits biochimiques semblaient être contrôlés par une action génique non additive avec de faibles estimations de l'héritabilité au sens étroit. Les estimations de la capacité de combinaison générale et de la capacité de combinaison spécifique pour tous les traits biochimiques étaient significatives dans des conditions de contrôle et de sécheresse. L'analyse biplot génotype par trait a montré la meilleure performance des hybrides de coton Bt par rapport à leurs génotypes parentaux pour divers traits biochimiques dans des conditions de contrôle et de sécheresse. Les analyses du biplot et du coefficient de chemin ont révélé la prévalence de différentes relations entre la toxine Cry1Ac et les traits biochimiques dans les conditions de contrôle et de sécheresse. En conclusion, les traits biochimiques pourraient servir de marqueurs biochimiques potentiels pour la sélection des génotypes de coton Bt sans compromettre le niveau optimal de toxine Bt.

Translated Description (Spanish)

Resumen La sequía es un estrés ambiental abiótico que puede reducir significativamente la productividad de los cultivos. Examinamos el modo de herencia para diferentes rasgos bioquímicos que incluyen proteínas solubles totales, clorofila a, clorofila b , clorofila total, carotenoides, contenidos fenólicos totales y antioxidantes enzimáticos (superóxido dismutasa, peroxidasa y catalasa), y su relación con la toxina Bacillus thuringiensis ( Bt ) bajo condiciones de control y sequía. Ocho genotipos de algodón genéticamente diversos se autofecundaron durante dos generaciones para garantizar la homocigosidad. Se desarrollaron quince híbridos F1 cruzando cinco líneas femeninas no Bt con tres probadores masculinos Bt. Los híbridos F1 y ocho progenitores finalmente se evaluaron bajo condiciones de control (100 % de capacidad de campo (FC)) y sequía (50 % FC) en 2013. Los rasgos bioquímicos parecían estar controlados por la acción de genes no aditivos con bajas estimaciones de heredabilidad en sentido estrecho. Las estimaciones de la capacidad de combinación general y la capacidad de combinación específica para todos los rasgos bioquímicos fueron significativas en condiciones de control y sequía. El análisis biplot genotipo por rasgo mostró el mejor rendimiento de los híbridos de algodón Bt en comparación con sus genotipos parentales para varios rasgos bioquímicos bajo condiciones de control y sequía. Los análisis de los coeficientes biplot y path revelaron la prevalencia de diferentes relaciones entre la toxina Cry1Ac y los rasgos bioquímicos en las condiciones de control y sequía. En conclusión, los rasgos bioquímicos podrían servir como posibles marcadores bioquímicos para la reproducción de genotipos de algodón Bt sin comprometer el nivel óptimo de toxina Bt.

Files

plw008.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ 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:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
طريقة وراثة الصفات البيوكيميائية في القطن المعدل وراثيا تحت الضغط المائي
Translated title (French)
Mode de transmission des caractères biochimiques dans le coton génétiquement modifié soumis à un stress hydrique
Translated title (Spanish)
Modo de herencia para rasgos bioquímicos en algodón genéticamente modificado bajo estrés hídrico

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2272829975
DOI
10.1093/aobpla/plw008

Is supplement to
https://openalex.org/W2160917012 (Other)
https://openalex.org/W2155632201 (Other)
https://openalex.org/W2153838526 (Other)
https://openalex.org/W2112633439 (Other)
https://openalex.org/W2093514617 (Other)
https://openalex.org/W2075038168 (Other)
https://openalex.org/W2056299357 (Other)
https://openalex.org/W2041620691 (Other)
https://openalex.org/W2019843693 (Other)
https://openalex.org/W1987561392 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1661512332
  • https://openalex.org/W17903103
  • https://openalex.org/W1968175099
  • https://openalex.org/W1974408591
  • https://openalex.org/W1983729367
  • https://openalex.org/W1989738684
  • https://openalex.org/W2006205105
  • https://openalex.org/W2011263108
  • https://openalex.org/W2011652298
  • https://openalex.org/W2020416073
  • https://openalex.org/W2023392223
  • https://openalex.org/W2025491167
  • https://openalex.org/W2032741057
  • https://openalex.org/W2037808526
  • https://openalex.org/W2043533197
  • https://openalex.org/W2047655456
  • https://openalex.org/W2049218526
  • https://openalex.org/W2053842987
  • https://openalex.org/W2054624861
  • https://openalex.org/W2059989261
  • https://openalex.org/W2071756349
  • https://openalex.org/W2083817260
  • https://openalex.org/W2092732938
  • https://openalex.org/W2092838510
  • https://openalex.org/W2099270973
  • https://openalex.org/W2101232291
  • https://openalex.org/W2126386203
  • https://openalex.org/W2128635872
  • https://openalex.org/W2131047206
  • https://openalex.org/W2137957807
  • https://openalex.org/W2139328007
  • https://openalex.org/W2139530641
  • https://openalex.org/W2144175187
  • https://openalex.org/W2158372090
  • https://openalex.org/W2161655813
  • https://openalex.org/W2166685186
  • https://openalex.org/W2170141695
  • https://openalex.org/W2183130718
  • https://openalex.org/W2205782599
  • https://openalex.org/W2317165731
  • https://openalex.org/W237073057
  • https://openalex.org/W2391825832
  • https://openalex.org/W241228906
  • https://openalex.org/W4235018263
  • https://openalex.org/W4236609271
  • https://openalex.org/W4238475645
  • https://openalex.org/W4293247451