Studies on genetic variations in a sorghum variety irradiated with colbat 60 (CO60)

Abstract

Genetic variability was created in a common sorghum variety SK5912 (SAM-SORG 17) using gamma-ray irradiation from Cobolt 60 (Co60) source. The Mo seeds were grown in the off-season of 1985/86. This was bulk harvested and planted as M1 bulk in 1986. In 1986, ninety (90) M2 single seed selections were made as single plants selected based on height, yield and disease resistance. These were advanced to M3 in 1987, out of which 34 M4 family selections were harvested, threshed and evaluated for 3 years. The seeds from each family were divided into three equal portions for three years evaluation (1989,1990 and 1991) in a randomised complete block design (RCBD) at the Institute for Agricultural Research, northern Nigeria. Data were collected on 22 characters, (i) eight panicle characters, (ii) eight leaf characters, and (iii) six stem (culm) characters. Coefficients of variability (C.V) were higher for panicle characters than for leaf and stem characters. They ranged from 1.65% for days to 50% flowering to 4.15% for grain weight per spikelet. Broadsense heritability estimates were high for most panicle characters (45%) while they were moderate for both the leaf and stem characters (40%). The mean squares for all characters except for grain weight per spikelet were highly significant in a combined analysis. There were high and significant correlations (r=>0.5) between the lengths of first and second leaf sheaths (r=0.689) and also the lengths of internodes (r=0.652, 0.628 and 0.634). Highly significant but negative correlation was found between length of first leaf sheath and width of spikelet (r=-0.840) in 1991. Variance components from the combine analysis showed that genotypic variance was high for all characters except for protein percentage and weight of spikelet. All other characters had lower genotypic variances than their respective phenotypic and error variances. Principal components extracted from the combine correlation matrix showed high variability in leaf and stem characters than in the panicle characters. Internode length and leaf sheaths length load significantly (SEL= 0.417, i.e., standard error of significant loading) on the first factor in the individual years as well as in the combined. Plotting of the first two factors of all the years (F1 and F2) in a common scale showed that internode length and leaf sheath length were clustered together in one quadrant; grain weight per panicle, grain weight per spikelet, days to 50% flowering and width of spikelet were also clustered together, indicating a close relationship between these characters and that these characters could be selected together in order to improve sorghum yield.

RESUME


La variabilité génétique a été crée dans la variété SK5912 (SAM-SORG 17) du sorgho commun en utilisant l'irradiation des rayons-gamma du Cobalt 60 (Co 60). Des graines Mo ont été cultivées en contre saison en 1985/86. Elles ont été recoltées en vrac et replantées en vrac comme M1 en 1986. En 1986, quatre-vingt dix M2 sélections de single seeds ont été crées comme plantes simples sélectionées sur base de la hauteur, du rendement et de la résistance aux maladies. Elles ont été avancées au stade M3 en 1987, parmi lesquelles 34 M4 familles ont été recoltées et évaluées pendant trois ans. Des graines de chaque famille ont été séparées en trois parties égales pendant trois ans d'évaluation (1989, 1990 et 1991) dans un bloc aléatoire complètement randomisé (RCBD) à l'institut de recherche agricole au nord du Nigeria. Des données ont été collectées sur 22 caractères; (i) huit caractères du panicule, (ii) huit caractères de la feuille et (iii) six caractères de la tige. Les coefficient de variation (CV) étaient relativement élevés pour les caractères du panicule plus que ceux de la feuille et de la tige. Ils variaient de 1.65 % pour les jours à 50% de floraison à 4.15 % pour le poids de graines par épi. L'héritabilité au sens large était élevée pour presque tous les caractères du panicule (45%), modéré pour les caractères de la feuille et de la tige (40%). Les carrés moyens pour tous les caractères, à part le poidss grains par épi, étaient significativement élevés dans l'analyse combinée. Il y avait des corrélations élevées et sugnificatives (r 0.5) entre la largeur de la première et la dexième feuille à gaine (r=0.689) et aussi la largeur des entre-noeds (r=0.652, 0.628 et 0.634). Une corrélation hautement significative mais négative a été observée entre la longeur de la première feuille à gaine et l'épaisseur de l'épi (r=-0.84) en 1991. Les composantes de la variance de l'analyse combinée ont indiqué que la variance génotypique était élevée pour tous les caractères excepté le pourcentage des protéines et le poids d'épi.. Les autres caractères avaient des variances génotypiques faibles par rapport à leurs variances phénotypiques et d'erreur. Les composantes principales extraites de la matrice de corrélation combinée a montré une variabilité élevée pour les caractères des feuilles et de la tige plus que chez les caractères du panicule. La longeur des entre-noeds et la longeur de la feuille à gaine sont chargées significativement (SE=0.471, i.e., erreur standard) sur le premier facteur pour les années individuelles comme dans le cas combiné. Une figure de deux premiers facteurs pour toutes les années (F1 et F2) avec une échelle commune a montré que la longeur des entre-noeds et la longeur de la feuille à gaine étaient groupées ensemble dans un cadrant. Le poids des grains par panicule, le poids des grains par épi, jours pour 50% de floraison et l'épaisseur de l'épi étaient groupés ensembe montrant une relation étroite entre ces caractères et que ces caractères pourraient être sélectionnés ensemble en vue d'une amélioration du rendement chez le sorgho.


(African Crop Science Journal 2001 9(2): 377-384)