Exploitation of Phenotypic Variations Among some Barley (Hordeum vulgare L.) Genotypes for grain yield Under Irrigated Conditions of Sudan

  • Jassir F. F. Jassir Agricultural Research Corporation (ARC), Sudan
  • Ashraf M. A. Elhashimi Agricultural Research Corporation (ARC), Sudan
  • Sara A. E. Babiker Agricultural Research Corporation (ARC), Sudan
  • Eltahir S. Ali Agricultural Research Corporation (ARC), Sudan

Abstract

Barley in Sudan is grown in limited areas for grain and forage, although the barley is a well adapted crop to Sudan environment, it has a very small number of genotypes. Therefore, this study aims at the exploitation of  phenotypic variations among the barley (Hordeum vulgare L.) genotypes in Sudan for possible utilization in breeding programmes and to identify the top yielding genotypes. A set of twenty barley genotypes were tested at three sites representing different environments of Sudan. The experiments were executed over two consecutive seasons (2010/2011 and 2011/2012) in a Randomized Complete Block Design (RCBD) with three replications. The results of the growth habit demonstrated that all the genotypes were resistant to lodging except the genotype 20 (local genotype) was susceptible to lodging. The results of the combined analysis showed very highly significant differences among the barley genotypes at three sites. Across the three sites, the common genotypes out-yielded the check were G3, G8 and G9. At Gezira, the genotypes G3, G8 and G9 out yielding the check by 31, 24 and 40%, respectively, at Hudeiba high terrace soil by 34, 9 and 31%, respectively, while at Hudeiba karu soil by 61, 21 and 20%, respectively. According to the ASV (AMMI Stability Value) concept, the most stable genotype was the check Beladi having an ASV of 4.5 with the lowest mean seed yield (1970 kg/ha). In contrast, the most unstable genotype was G3 with an ASV of 37.7, however, it had the highest grain yield (2810 kg/ha). Among the six environments, when the genotypes were arranged according to AMMI estimate, genotype G3 ranked first in four environments (Gezira in season 2011, karu in two seasons and high terrace soil in season 2011), genotype G9 ranked first in one environment (Gezira in season 2010) and ranked third in the other five environments, while genotype G8 ranked second in the high terrace soil in season 2010 and fourth in two environments (Gezira in two seasons). The check Beladi did not appear in the first four ranking genotypes. Therefore, the genotypes G3, G8 and G9 could provide a good option for barley seed yield under Sudan conditions.


 


يزرع الشعير في السودان في مناطق محدودة بغرض إنتاج الحبوب والأعلاف، على الرغم من أن الشعير محصول جيد التأقلم  في البيئات المناخية المختلفة  للسودان، إلا أن هنالك عددا قليلا جدًا من الطرز الوراثية التي تزرع فيه. لذلك، تهدف هذه الدراسة إلى إستغلال الاختلافات المظهرية بين بعض الطرز الوراثية للشعير (Hordeum vulgare L.) في السودان لإمكانية استخدامها في برامج التربية ولتحديد الطرز الوراثية الاعلي إنتاجية. تم اختبار عدد عشرين من الطرز الوراثية للشعير في ثلاثة مواقع تمثل بيئات مختلفة في السودان. تم تنفيذ التجارب على مدار موسمين متتاليين (2010/2011 و 2011/2012) باستخدام تصميم القطاعات العشوائية الكاملة (RCBD) بثلاثة مكررات. أظهرت نتائج التحليل المشترك تباين كبير للغاية بين الطرز الوراثية للشعير من حيث الإنتاجية في الثلاثة مواقع، حيث كانت الطرز الوراثية الشائعة التي فاقت إنتاجيتها الصنف المحلي هي G3 و G8 و G9 . في الجزيرة، الطرز الوراثية G3 و G8 و G9 فاقت إنتاجيتها الصنف المحلي بنسبة 31 و 24 و 40٪ على التوالي، أما في أراضي التروس العليا (الحديبة)  بنسبة 34 و 9 و 31٪ على التوالي، بينما في أراضي الكرو (الحديبة) بنسبة 61 و 21 و 20٪، على التوالي. وفقًا لمفهوم قيمة الثبات (ASV) كان الطراز الوراثي الأكثر ثباتًا هو الصنف المحلي بقيمة ثبات4.5  وبأقل متوسط ​​إنتاجية للبذور (1970 كجم / هكتار). في المقابل، كان الطراز الوراثي الأقل ثباتًا هو       G3 بقيمة ثبات  37.7، ومع ذلك، فقد حقق أعلى إنتاجية للحبوب (2810 كجم / هكتار). عند ترتيب الطرز الوراثية وفقًا لتقدير  AMMI في البيئات الست، احتل الطراز الوراثي G3 المرتبة الأولى في أربع بيئات (الجزيرة في موسم 2011 ، اراضي الكرو (الحديبة) في موسمين وفي اراضي التروس العليا (الحديبة) في موسم 2011) ، بينما احتل الطراز الوراثي G3  المرتبة الأولى في بيئة واحدة (الجزيرة) في موسم 2010) واحتل المرتبة الثالثة في البيئات الخمسة الأخرى، في حين احتل الطراز الوراثي G8 المركز الثاني في اراضي التروس العليا (الحديبة) في موسم 2010 والرابع في بيئتين (الجزيرة في موسمين). لم يظهر الصنف المحلي ضمن الطرز الوراثية الأربعة الأولى. أوضحت هذه النتائج أن الطرز الوراثية  G3 و G8 و G9 يمكن أن تكون خيارًا جيدًا لإنتاج بذور الشعير تحت ظروف السودان

References

Briggs, D. E. 1978a. The Origin and Classification of Barleys. Barley. Chapman and Hall, London. pp. 76-88.
Briggs, D. E. 1978b. Barley genetics. Barley. Chapman and Hall, London. pp. 419-444.
Ceccarelli, S. and S. Grando. 1996. Hordeum valgare L. In Grubben, G. H, and Soetjipto Partohardjono (Editors). Plant Resources of South East Asia, No.10. Cereals. Back huys publishers, Leiden. Pp.99-102.
FAO Statistics .2006. Food and Agriculture Organization of the United Nations online database. http://faostat.fao.org.
Forster, B., R. Ellis, W. Thomas, A. Newton, R. Tuberosa and D. This. 2000. The development and application of molecular markers for abiotic stress tolerance in barley. Journal of Experimental Botany 51:19-27.
Grando, S and G. M. Helena .2005. Food Barley: Importance, Uses and Local Knowledge. Proceedings of the International Workshop on Food Barley Improvement, 14-17 January 2002, Hammamet, Tunisia.
Hou, Y. C., Z. H. Yan, Y. M. Wei and Y. L. Zheng. 2005. Genetic diversity in barley from West China. Barley Genetics Newsletter, 35: 9-22
IPGRI, (International Plant Genetic Resources Institute 1994). Description of Barley (Hordeum vulgare L). Rome, Italy.
Kebebew, F., Y. Tsehay and T. McNeilly. 2001. Morphological and farmers cognitive diversity of barley (Hordeum vulgare L. (Poacea)) at Bale and North Shewa of Ethiopia. Genetic Resources and Crop Evolution 48: 467-481.
Kling, J. 2004. An introduction to barley – Notes from CSS 330 World Foods Class. Accessed April 18, 2006.
Manjunatha, T., I. S. Bisht, K. V. Bhat and B. P. Singh. 2006. Genetic diversity in barley (Hordeum vulgare L.) landraces from Uttaranchal. Genetics Resources and Crop Evolution, 54(1): 55-65.
Petersen, C., H. Giese and I. Linde-Laursen. 1994. Towards an integration of the physical and the genetic chromosome maps of barley by in situ hybridization. Hereditas 123: 77- 88.
Saxena, N. P. and A. R. Sheldrake. 1980. Physiology of growth, development and yield of chickpeas in India, Proceeding of the International Workshop on Chickpea Improvement, 28 Feb- 2 Mar 1979, Hyderabad, A. P., India, pp. 89-96, ICRISAT, Patancheru, India.
Vavilov, N .1951. The origin, variation, Immunity and Breeding of cultivated Plants. Chronicle Botany 13: 1-36.
Von Bothmer, R., N. Jacobsen, C. Baden, R. B. Jørgensen and I. Linde-Laursen. 1995. An Eco- geographic study of the genus Hordeum. Systematic and eco-geographic studies on crop gene pools 7, International Board for Plant Genetic Resources, Rome, Italy.
Published
2020-11-01
How to Cite
JASSIR, Jassir F. F. et al. Exploitation of Phenotypic Variations Among some Barley (Hordeum vulgare L.) Genotypes for grain yield Under Irrigated Conditions of Sudan. Gezira Journal of Agricultural Science, [S.l.], v. 18, n. 1, p. 37-67, nov. 2020. ISSN 1728-9556. Available at: <http://journals.uofg.edu.sd/index.php/gjas/article/view/1598>. Date accessed: 28 nov. 2020.
Section
Articles