Published August 22, 2017 | Version v1
Publication Open

Phenotypic Stability of Zea mays Grain Yield and Its Attributing Traits under Drought Stress

Creators

  • 1. University of Faisalabad
  • 2. University of Agriculture Faisalabad
  • 3. Centre of Excellence in Molecular Biology
  • 4. University of the Punjab

Description

Phenotypic stability under stress environment facilitate the fitness of genotype and opens new horizons to explore the cryptic genetic variation. Variation in tolerance to drought stress, a major grain yield constraint to global maize production, was identified, at the phenotypic and genotypic level. Here we found a prominent hybrid H9 that showed fitness over four growing seasons for grain yield under water stress conditions. Genotypic and phenotypic correlation of yield attributing traits over four seasons demonstrated that cobs per plant, 100 seed weight, number of grains rows per cob, total dry matter, cob diameter had positive association (r2 = 0.3-0.9) to grain yield. The perturbation was found for chlorophyll content as it showed moderate to strong association (P < 0.01) over four seasons, might be due to environment or genotype dependent. Highest heritability (95%) and genetic advance (79%) for grain yield was found in H9 over four consecutive crop growing seasons. Combined analysis over four seasons showed that studied variables together explained 85 % of total variation in dependent structure (grain yield) obtained by principle component analysis. This significant finding is the best example of phenotypic stability of grain yield in H9 and made it best fitted for grain yield under drought stress scenario. Detailed genetic analysis of H9 will help us to identify significant loci and alleles that made H9 the best fitted and it could serve as a potential source to generate novel transgressive levels of tolerance for drought stress in arid/semiarid regions.

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

Translated Description (Arabic)

يسهل استقرار النمط الظاهري في ظل بيئة الإجهاد لياقة النمط الجيني ويفتح آفاقًا جديدة لاستكشاف الاختلاف الجيني الخفي. تم تحديد التباين في تحمل إجهاد الجفاف، وهو أحد القيود الرئيسية على إنتاج الحبوب لإنتاج الذرة العالمي، على مستوى النمط الظاهري والنمط الجيني. هنا وجدنا هجينًا بارزًا H9 أظهر اللياقة البدنية على مدى أربعة مواسم نمو لمحصول الحبوب تحت ظروف الإجهاد المائي. أظهر الارتباط الوراثي والظاهري لسمات عزو الغلة على مدى أربعة مواسم أن الكوز لكل نبات، ووزن البذور 100، وعدد صفوف الحبوب لكل كوب، والمادة الجافة الإجمالية، وقطر الكوز كان له ارتباط إيجابي (r2 = 0.3-0.9) بغلة الحبوب. تم العثور على الاضطراب لمحتوى الكلوروفيل لأنه أظهر ارتباطًا معتدلًا إلى قويًا (P < 0.01) على مدى أربعة مواسم، قد يكون بسبب البيئة أو النمط الجيني المعتمد. تم العثور على أعلى وراثة (95 ٪) والتقدم الوراثي (79 ٪) لمحصول الحبوب في H9 على مدى أربعة مواسم متتالية لزراعة المحاصيل. أظهر التحليل المشترك على مدى أربعة مواسم أن المتغيرات المدروسة معًا أوضحت 85 ٪ من إجمالي التباين في البنية التابعة (محصول الحبوب) التي تم الحصول عليها من خلال تحليل المكون الرئيسي. هذه النتيجة المهمة هي أفضل مثال على الاستقرار الظاهري لمحصول الحبوب في H9 وجعلها مناسبة بشكل أفضل لمحصول الحبوب في ظل سيناريو الإجهاد بسبب الجفاف. سيساعدنا التحليل الجيني التفصيلي لـ H9 على تحديد المواقع والأليلات المهمة التي جعلت H9 الأنسب ويمكن أن يكون بمثابة مصدر محتمل لتوليد مستويات جديدة من التسامح مع إجهاد الجفاف في المناطق القاحلة/شبه القاحلة.

Translated Description (French)

La stabilité phénotypique dans un environnement stressant facilite la mise en forme du génotype et ouvre de nouveaux horizons pour explorer la variation génétique cryptique. La variation de la tolérance au stress de la sécheresse, une contrainte majeure de rendement céréalier pour la production mondiale de maïs, a été identifiée, au niveau phénotypique et génotypique. Ici, nous avons trouvé un hybride H9 de premier plan qui a montré la forme physique sur quatre saisons de croissance pour le rendement en céréales dans des conditions de stress hydrique. La corrélation génotypique et phénotypique des caractères attribuables au rendement sur quatre saisons a démontré que les épis par plante, le poids de 100 graines, le nombre de rangées de grains par épis, la matière sèche totale, le diamètre des épis avaient une association positive (r2 = 0,3-0,9) au rendement en grains. La perturbation a été trouvée pour la teneur en chlorophylle car elle a montré une association modérée à forte (P < 0,01) sur quatre saisons, pourrait être due à l'environnement ou au génotype. L'héritabilité la plus élevée (95 %) et l'avance génétique (79 %) pour le rendement céréalier ont été trouvées dans H9 au cours de quatre saisons de croissance des cultures consécutives. Une analyse combinée sur quatre saisons a montré que les variables étudiées expliquaient ensemble 85 % de la variation totale de la structure dépendante (rendement en grains) obtenue par analyse en composantes principales. Cette découverte significative est le meilleur exemple de stabilité phénotypique du rendement céréalier dans H9 et l'a rendu le mieux adapté au rendement céréalier dans un scénario de stress de sécheresse. Une analyse génétique détaillée de H9 nous aidera à identifier les loci et les allèles significatifs qui ont fait de H9 le mieux adapté et pourrait servir de source potentielle pour générer de nouveaux niveaux transgressifs de tolérance au stress de la sécheresse dans les régions arides/semi-arides.

Translated Description (Spanish)

La estabilidad fenotípica en un entorno de estrés facilita la aptitud del genotipo y abre nuevos horizontes para explorar la variación genética críptica. Se identificó una variación en la tolerancia al estrés por sequía, una importante restricción en el rendimiento de granos para la producción mundial de maíz, a nivel fenotípico y genotípico. Aquí encontramos un destacado híbrido H9 que mostró aptitud durante cuatro temporadas de crecimiento para el rendimiento de granos en condiciones de estrés hídrico. La correlación genotípica y fenotípica de los rasgos de atribución de rendimiento durante cuatro temporadas demostró que las mazorcas por planta, el peso de 100 semillas, el número de filas de granos por mazorca, la materia seca total y el diámetro de la mazorca tenían una asociación positiva (r2 = 0.3-0.9) con el rendimiento del grano. La perturbación se encontró para el contenido de clorofila, ya que mostró una asociación de moderada a fuerte (P < 0,01) durante cuatro estaciones, que podría deberse al medio ambiente o al genotipo. La mayor heredabilidad (95%) y avance genético (79%) para el rendimiento del grano se encontró en H9 durante cuatro temporadas de cultivo consecutivas. El análisis combinado durante cuatro temporadas mostró que las variables estudiadas en conjunto explicaban el 85 % de la variación total en la estructura dependiente (rendimiento de grano) obtenida mediante el análisis de componentes principales. Este hallazgo significativo es el mejor ejemplo de estabilidad fenotípica del rendimiento de grano en H9 y lo hizo más adecuado para el rendimiento de grano en el escenario de estrés por sequía. El análisis genético detallado de H9 nos ayudará a identificar loci y alelos significativos que hicieron que H9 se ajustara mejor y podría servir como una fuente potencial para generar nuevos niveles transgresores de tolerancia al estrés por sequía en regiones áridas/semiáridas.

Files

pdf.pdf

Files (1.6 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:ab03c60a1619ec0e015b004de2e16fa8
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استقرار النمط الظاهري لمحصول الحبوب والسمات التي تنسب إليه في ظل إجهاد الجفاف
Translated title (French)
Stabilité phénotypique du rendement céréalier de Zea mays et de ses traits d'attribution sous stress de sécheresse
Translated title (Spanish)
Estabilidad fenotípica del rendimiento de grano de Zea mays y sus rasgos de atribución bajo estrés por sequía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2747713133
DOI
10.3389/fpls.2017.01397

Is supplement to
https://openalex.org/W4388703246 (Other)
https://openalex.org/W4385824058 (Other)
https://openalex.org/W4304185488 (Other)
https://openalex.org/W325781193 (Other)
https://openalex.org/W3152090159 (Other)
https://openalex.org/W3089135808 (Other)
https://openalex.org/W3017727846 (Other)
https://openalex.org/W2281560785 (Other)
https://openalex.org/W2258846206 (Other)
https://openalex.org/W2110808585 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1991083380
  • https://openalex.org/W2003357904
  • https://openalex.org/W2004656168
  • https://openalex.org/W2013192078
  • https://openalex.org/W2022129906
  • https://openalex.org/W2049469558
  • https://openalex.org/W2051721740
  • https://openalex.org/W2062820632
  • https://openalex.org/W2078532448
  • https://openalex.org/W2089848088
  • https://openalex.org/W2101364071
  • https://openalex.org/W2126134499
  • https://openalex.org/W2155291292
  • https://openalex.org/W2165804705
  • https://openalex.org/W2200752682
  • https://openalex.org/W2203099814
  • https://openalex.org/W2339568480