小麦苗期钾效率相关性状的全基因组关联分析

【目的】深入探究小麦钾效率的遗传基础,定向培育钾高效小麦品种是缓解我国钾肥资源短缺的重要途径。本文拟对不同钾处理条件下小麦苗期钾效率相关性状进行鉴定,并进行差异分子标记关联分析,筛选与钾效率紧密关联的分子标记,为钾效率相关基因的克隆及其在育种中的应用奠定基础。【方法】本研究以不同小麦品种(134份)为试验材料,于2014年和2015年,在山东农业大学温室内进行了营养液培养试验。设置正常供钾和低钾水平两个处理,7cm高、7日龄的幼苗在黑暗中生长28天后收获。将幼苗分为地上部和根部,测定植株干重(生物量)、钾含量,计算植株钾累积量、根冠生物量比和钾累积量比和钾利用效率。分析低钾处理对生物量及钾效率相关性状的影响,并以该群体检测到的15230个差异SNP标记为基础,用TASSEL5.0软件中的GLM模型和MLM模型对钾效率相关性状数据进行标记.性状的关联分析,以确定小麦苗期钾效率稳定关联的分子标记位点。【结果】与正常钾处理相比,低钾处理下植株根、冠及全株钾含量及积累量均显著下降,而根冠生物量比、根冠和全株钾利用率均显著增加。关联分析共获得了1300个关联分子标记,其中1102个标记被定位在19条染色体上,这些分子标记绝大多数仅在特定环境条件下被检测到,三个环境下均可检测到的相对稳定的分子标记位点仅有3个,分别为Excalibur_c14273_1407、Ku_c11150_773、BS00094893_51。同时,试验筛选出4个性状簇集位点标记,这些位点同时与6~7个性状存在显著关联,分别为Excalibur_c8670_972、wsnp_Ex_c12887_20426781、wsnp_Ku_c13311_21255428、IACX5989。【结论】低钾处理对小麦苗期生长及钾效率相关性状遗传控制位点有显著影响,低钾处理下与生物量和钾效率相关性状显著关联的分子标记绝大多数在同一个钾处理环境中被检测到,因此不同钾处理环境下这些性状可能由截然不同的基因控制。试验检测到4个至少与6个性状同时显著关联的热点分子标记位点,这些位点与小麦苗期多个生物量及钾效率相关性状均存在显著关联,可能包含重要的基因信息,值得进一步深入研究。     

小麦产量及氮效率相关性状的全基因组关联分析

  【目的】  探明控制产量及氮效率相关性状的稳定基因关联位点,为高产和氮素高效小麦育种及养分管理提供参考。  【方法】  采用134个小麦品种 (系) 为试验材料,依据小麦产量水平600和400 kg/hm2的需氮量设置正常氮 (T1) 和低氮 (T2) 2个处理,进行了2年田间试验,共形成4个处理环境。对小麦成熟期与产量及氮效率相关的14个性状进行了表型鉴定,采用GLM + Q一般线性模型和MLM + K + Q混合线性模型相结合的方法,利用群体差异SNP分子标记 (90K SNP芯片) 对小麦产量和氮效率相关性状进行全基因组关联分析。  【结果】  与正常氮处理相比,低氮处理条件下小麦籽粒产量、秸秆产量显著下降;所有性状的遗传力均在75%以上,其中小穗数的遗传力最高 (95.12%)。利用9329个SNP标记进行关联分析,共检测到382个SNP标记位点与供试14个性状存在显著关联（P ≤ 0.001）,分布在21条染色体上。有305个 (79.84%) SNP标记位点仅在一个关联分析环境中被检测到;有77个位点在至少两种处理环境 (包含平均值环境) 中被检测到与同一性状显著关联 (稳定关联标记)。其中9个SNP标记位点在至少3个环境中被检测到。在4个环境下 (包括平均值环境) 均检测到的稳定关联位点有4个:BobWhite_c47168 _598、Kukri_c31599_1456、wsnp_CAP11_c1761_958064和Excalibur_c62826_254,分别与穗粒数、籽粒氮含量和小穗数显著关联;同时与至少3个性状显著关联的SNP标记位点共12个,分别位于2A、3A、4A、5B和7B染色体上,贡献率为11.14%～22.97%,其中,标记BobWhite_c47168_598和Kukri_c31599_1456还分别定位了两个多环境 (4种环境) 稳定位点。根据12个与多性状共同定位位点和4个多环境 (4个环境) 稳定位点关联的SNP标记位置获得稳定位点附近区域的基因 (基于LD block等方式估算的区间大小),使用NCBI中CDD工具和EnsemblPlants网站对这些基因进行基因功能注释,根据功能注释,共得到10个与产量和氮效率性状相关的候选基因。  【结论】  氮供应水平对小麦成熟期产量和氮效率相关性状均有显著影响,氮素累积量与小麦产量显著正相关。本试验中检测到的与产量及氮效率相关性状显著关联的位点中,79.84%的SNP标记位点仅在一个氮处理环境中出现,环境稳定性较差;4个位点在4个环境条件下均被检测到,环境稳定性较好;12个SNP标记位点同时与至少3个性状显著关联,涉及性状均为产量及氮效率相关性状,反映了籽粒产量与氮素效率之间的显著相关关系,也可能是同时控制这些性状的遗传热点位点。根据这些热点位点和环境稳定性好的位点筛选到10个与产量及氮效率相关性状有关候选基因,值得深入探讨。     

小麦耐低钾性状的全基因组关联分析

  【目的】  筛选与小麦耐低钾性状相关的标记,为揭示小麦耐低钾性状的遗传机理奠定基础。  【方法】  本研究以198份中国黄淮南片麦区的小麦品种 (系) 作为供试群体。小麦种子发芽后,幼苗在正常钾营养液中生长4天,然后在低钾 (0.01 mmol/L) 和正常钾 (2 mmol/L) 营养液中生长25天。调查生物量,分析地上部和根部钾含量,计算小麦7个性状的相对值,利用小麦35K SNP芯片结合Q + K混合线性模型 (mixed linear model,MLM) 对7个耐低钾性状进行全基因组关联 (genome-wide association study,GWAS) 分析,筛选位于显著关联位点上的候选基因并进行功能注释,对显著关联位点进行等位变异分析,发掘优异等位变异。  【结果】  低钾胁迫条件下,地上部、根部、全株钾累积量和钾累积量根冠比显著降低,地上部、根部、全株钾利用指数显著升高。群体结构分析和PCA分析均将供试群体分为2个亚群。通过GWAS分析,共检测到75个显著关联单核苷酸多态性 (single nucleotide polymorphism,SNP) 标记 (P < 0.001),分布在除1A、3B、3D、4D和6A染色体外的16条染色体上。通过候选基因搜寻及注释,共筛选出13个可能与小麦耐低钾胁迫相关的候选基因。等位变异分析共挖掘了 14 个优异等位变异,其中 6 个优异等位变异在供试群体中出现的频率较大。  【结论】  7个耐低钾性状均具有明显的数量性状特征,变异系数范围为20.66%～30.44%。40%的SNP标记分布在2B、5B和6B染色体上,21个SNP位点与多个耐低钾性状显著关联,单个SNP标记解释的表型贡献率的变异范围为5.78%～11.22%。TraesCS4A02G335400、TraesCS2B02G306000、TraesCS5B02G260000可能参与物质转运过程,TraesCS1D02G350600和TraesCSU02G105300可能参与逆境胁迫响应等生理过程,TraesCS2A02G000200可能参与逆境胁迫下的信号转导过程。     

玉米主要株型性状与产量的全基因组关联分析

为了深入剖析玉米的株型性状和产量性状的遗传基础及其相关关系,本研究以204份玉米自交系作为关联群体,利用分布于玉米全基因组上的558 529个单核苷酸多态性标记(SNPs)对5个相关性状进行全基因组关联分析。结果表明,供试自交系各性状基本呈正态分布,且各性状间存在丰富的变异,变异系数在9.00%～50.00%之间;通过相关性分析和热图层次聚类分析株型和产量相关性状间彼此紧密关联;且由主成分分析筛选出总体方差累计贡献率达到71.667%的主成分2个;以P≤1×10^-5为显著阙值,利用Q+K模型对供试材料的5个相关性状进行全基因组关联分析,在株高、穗位高和单穗重间共检测到13个显著的SNP位点,分别分布于玉米的第3、第5、第6、第7号染色体上,而在总叶片数和穗上叶数间未检测到显著的SNP位点;在显著SNP上下游各50 kb范围共搜索到39个相关候选基因,其中有注释的基因12个,并对株高与穗位高最佳候选基因进行了预测。本研究通过对玉米株型及产量相关性状进行全基因组关联分析,为后期基因功能的验证与新功能的开发奠定了良好的基础。     

小麦苗期钾、钠吸收相关性状及其QTL分析

为进一步了解小麦苗期钾、钠吸收的相关性和遗传特征,本试验在温室环境下,以RIL（Recombinant Inbred Lines, RIL）群体为试验材料,采用营养液培养法对不同K+、Na+浓度处理条件下小麦苗期生长及钾、钠的积累、分配及利用等相关的20个性状进行了鉴定,探讨了K+和Na+的关系及其对小麦苗期生长的影响;并对所有相关性状进行了QTL（Quantitative trait loci,QTL）分析。结果表明,缺钾条件下,供应钠能够显著提高小麦体内的Na/K比,但对小麦的生物量没有显著影响,表明钠替代钾的能力较差。而正常钾条件下,供钠可显著促进钾、钠的吸收,提高了Na/K比,但地上部的生物量反而显著下降,表明大量的钾和钠的累积对小麦地上部生物量的形成不利。小麦苗期对钾、钠离子的吸收与累积呈显著正相关。本试验在小麦全部的21条染色体上共检测到与生物量及钾、钠相关性状有关的QTLs 141个。其中的103个QTLs 组成了14个重要的QTL簇,有11个QTL簇同时定位了钾、钠相关性状位点。另外,试验还发现了8个在多个养分环境条件下均可检测到的QTL位点高频表达的QTL位点（RHF-QTLs）,其中4个是新发现的位点。这些重要的QTL位点为K+、Na+关系及其遗传控制的深入研究提供了重要参考。     

淮北地区土壤养分含量对小麦产量因素影响程度的灰色关联分析

应用灰色关联度分析法,研究了淮北地区轻碱面砂土、淤心两合土、淤土3个土种的土壤养分含量对小麦产量因素的影响程度。结果表明,对小麦每公顷成穗数、穗粒数、千粒重和产量影响程度最大的因子,轻碱面砂土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、有机质,淤心两合土分别是速效磷、速效钾、碱解氮、速效磷,淤土分别是速效钾、速效磷、碱解氮、碱解氮;进一步根据小麦产量3要素对小麦产量的影响程度,提出了3个土种的小麦施肥方案。     

钾对强筋小麦产量和品质的调控效应

采用盆栽试验方法研究了钾对强筋小麦产量和品质的影响。结果表明，施用钾肥能增加小麦株高、穗长、千粒重及穗粒数，因而显著提高小麦产量，小麦增产10．2％～24．8％。施用钾肥能提高小麦籽粒蛋白质含量和湿面筋含量，但对籽粒沉降值的影响不大。     

鸡脚重性状的全基因组关联分析

鸡(Gallus gallus)脚重性状为鸡产业中的重要经济性状.为了揭示鸡脚重性状的遗传基础,寻找可用于鸡脚改良的分子标记,本研究以核心群京海黄鸡为实验动物,测定其脚重,利用简化基因组测序技术在整个基因组范围内检测与脚重相关的SNPs.共检测到16个与脚重相关的SNPs位点,其中13个集中分布在4号染色体上72.8～77.9 Mb区域;2个SNP位点rs475641139和rs475548810达到5％ Bonferroni全基因组显著水平(P＜5.5E-07),其余位点达到全基因组潜在显著水平(P＜1.1E-05).筛选每个SNP周围1 Mb区域内的基因,共找到9个可能的候选基因,并使用基因本体论(Gene Ontology,GO)数据库对9个候选基因的细胞组分、分子功能和参与的生物学进程进行了分析.结果表明二氢蝶啶还原酶(dihydropteridine deductase,QDPR)基因、LIM域结合蛋白2(LIM domain-binding protein 2,LDB2)基因、类184B家族(family with sequence similarity 184 memberB,FAM184B)基因、复合信号免疫球蛋白J结合蛋白(recombination signal binding protein for immunoglobulin kappa J region,RBPJ)基因、纤维母细胞生长因子结合蛋白2(fibroblast growth factor-binding protein 2,FGFBP2)基因、富亮氨酸重复蛋白5(F-box and leucine-rich repeat protein 5,FBXL5)基因、胆囊收缩素受体A(cholecystokinin receptor type A,CCK1R)基因、肌动蛋白互作蛋白1 (WD repeat containing protein 1,WDR1)基因和类桶状蛋白4(tubby like protein 4,TULP4)9个基因和4号染色体72.8～77.9 Mb区域可能为影响鸡脚重性状的重要候选基因和潜在功能区域.本研究为鸡脚重性状的标记辅助选择提供了理论依据.     

基于一致性QTL区段四川小麦地方品种产量和品质相关性状的遗传分析

普通小麦(Triticum aestivum)地方品种具备了对当地自然生态条件的较强适应性和与之相对应的生产潜力.因此,从地方小麦品种中挖掘产量、品质、抗病虫及耐逆等优良基因资源,扩大当前小麦育种亲本的遗传基础,历来受到小麦遗传育种学家的高度重视.本研究通过对64个四川小麦地方品种进行了2年3个环境的表型精准鉴定,并利用231个小麦产量与品质相关性状的一致性QTL区段中的SSR标记,通过关联分析揭示四川地方品种产量和品质相关性状的遗传特征.表型鉴定结果显示,这些地方小麦品种具有多花多粒、分蘖能力强、成穗率高等特性,总体上属于中筋或弱筋小麦,且有效分蘖数、株高、小穗密度、穗长、可育小穗数、沉降值等性状遗传力较高,达50％以上.关联分析鉴定出18个多环境下稳定表达的SSR位点,与产量和品质性状极显著关联,其中1个(Xgwm372)同时与产量性状和品质性状关联,4个(Xwmc112,Xcfd5,Xwmc317和Xgwm372)最为稳定,3个(Xcfd5,Xgwm328和Xbarc181)关联到新的产量性状.相关分析表明,穗长与小穗密度呈极显著负相关,且有2个共同关联标记(Xgwm328和Xcfd5).还鉴定出2A染色体上的Xgwm448-Xgwm328-Xgwm3 72区段(8.0 cM)在多环境下与穗长显著关联.上述SSR标记位点和区段为通过分子标记辅助选择手段利用和发掘四川小麦地方品种产量和品质优异相关基因或区段提供理论指导.     

玉米农艺性状配合力全基因组关联分析和预测

一般配合力（GCA）是评价亲本自交系利用价值的一个重要指标。为解析玉米配合力遗传机理,以NCII遗传交配设计获得的537份杂交组合为材料,结合玉米5.5K液相育种芯片的11 734个高质量单核苷酸多态性（SNP）标记,采用7种多位点全基因组关联分析（MGWAS）方法挖掘新乡、周口和综合环境穗行数、粒长和粒宽GCA显著关联位点,并在MGWAS研究基础上利用5种基因组选择方法对GCA效应开展预测研究。结果表明,共检测到46个SNPs与穗行数以及2个籽粒性状GCA显著关联（P<8.52×10-7）,其中10个位点被2～5种MGWAS方法同时检测到,8个SNPs被至少2个环境共定位。6个SNPs(1＿43440622、2＿69742504、2＿71037706、2＿197716855、5＿219239213和8＿134634317)为环境稳定和MGWAS方法稳定重叠的位点,是控制穗行数和籽粒性状GCA效应的重要位点。穗行数和粒宽GCA利用5种随机效应模型取得较高的预测准确性,为0.62～0.74,粒长GCA基因组预测精度较低,为0.28～0.45。3个环境中,多数情况下将不同MGWAS挖...     

Ontogenetic-based sequential path analysis of grain yield and its related traits in several winter wheat cultivars

Studies that provide representative insights for determining yield through its related traits during the ontogeny of modern cultivars subjected to sources of environmental variation are limited for different crops, including wheat. Most of the empirical evidence on the relationships between the yield of small grain cereal crops and its contributing traits has been obtained under dry or semidry conditions. The aims of this paper were to (1) illustrate how an path analysis can be used to clarify and interpret the relationships between grain yield (GY), yield components, and other yield-related traits of 25 winter wheat cultivars subjected to sources of environmental variation and (2) determine how the yield-related traits contribute to the yield variation. The data used in this analysis were generated from multi-environment trials across wheat-growing areas in Poland. Using Ward’s clustering procedure was capable of identifying the most critical predictor traits of the yield components and their contributions to cultivar-focused GY variation. Our findings document, confirm, and improve the basic biological understanding of how to grow modern wheat cultivars for high GY through effectively stimulating the improvement of yield-related traits through the optimization of developmental stage-based agronomic strategies. Our results confirmed empirically that modern European wheat cultivars grown in a temperate climate require favorable conditions, the use of appropriate N fertilizer and growth regulators, and the application of fungicide to protect against leaf diseases and to provide conditions that effectively increase the time to anthesis, the Leaf Area Index per spike at anthesis, and the grain filling duration, and reduce plant height and flag leaf disease severity, thus leading to a high GY. A high yield level is obtained by the performance of preferred yield-related traits that can maintain the three yield components at relatively high levels.     

不同磷、钾处理小麦苗期氮营养性状的QTL分析

【目的】 对不同浓度磷、钾处理下小麦苗期氮养分效率相关性状进行QTL分析,以深入理解磷、钾与氮养分效率的相互关系,为氮营养相关性状的图位克隆及分子标记辅助选择育种奠定基础。 【方法】 采用苗期液培试验,以“川35050 ×山农483”组合衍生的小麦重组自交系群体(131个株系)为研究材料,设置了中磷中钾(MPMK)、高磷(HP)、低磷1 (LP1)、低磷2 (LP2)、低磷3 (LP3),高钾(HK)、低钾1 (LK1)、低钾2 (LK2)、低钾3 (LK3)共9个处理,对不同磷、钾处理下的氮养分效率相关性状进行研究,并结合分子标记遗传图谱,从整个基因组水平对与小麦苗期氮养分效率相关的10个性状进行QTL定位及遗传分析。 【结果】 不同处理下的10个性状共检测到137个QTL,位于除3D外的20条染色体上,大部分QTL (89.05%)仅在单一处理下被定位到,有3个QTL (QRnue-1A.2、QSnue-1A.1和QTnue-1A.1)可在至少4个处理中被检测到,有5个QTL (QRnue-1A.1、QTnue-1A.1、QSnc-4A、QRnc-6A.3和QSnue-6B)可同时在低磷和低钾环境中被检测到。本研究还检测到至少包含3个以上QTL的QTL簇17个,分别位于1A、1B、2B、2D、3A、3B、4A、4B、5D、6A、6B、6D和7A染色体上,共涉及66个QTL,占QTL总数的48.18%。其中,有5个QTL簇仅与特定磷、钾处理有关,大多数QTL簇均同时定位了不同磷、钾处理的不同性状,许多QTL簇位点还与前人定位的生物量、产量及其他养分有关。 【结论】 磷、钾的供应能够显著影响小麦苗期对氮素的吸收利用及其相关QTL的表达。影响苗期小麦氮养分效率相关性状的QTL大多数仅在特定处理下被检测到,但大多数QTL会形成QTL簇,构成了控制氮养分效率的QTL热点,许多热点区域也与前人定位的许多成株期性状如生物量、产量及其他养分效率有关,这些QTL/基因密集区域及其特点的发现,为我们深入理解小麦氮养分效率的遗传控制特点及其与磷、钾养分供应的关系提供了新的视角,也为这些重要位点的克隆及其应用提供数据支持。     

麦秆还田下钾肥减量对水稻产量及钾肥利用率的影响

我国土壤缺钾程度日益加重,作物秸秆中钾素含量较高,还田后可替代部分化学钾肥,缓解土壤钾素不足。为研究秸秆还田替代钾肥的效果,本文采用田间试验方法,以常规施钾[135 kg(K2O)·hm~(-2)]处理为对照,研究了在秸秆粉碎翻压还田(6 000 kg·hm~(-2))条件下钾肥减量10%、20%、30%和40%对水稻钾素吸收累积量、水稻产量、钾肥偏生产力及经济效益的影响。结果表明:在秸秆还田的基础上,水稻植株的钾素含量和累积量随着钾肥施入量的减少而降低。钾肥施用量减少10%~40%,水稻有效穗数、每穗粒数和结实率略有降低,水稻产量和产值有所下降,钾肥减量10%、20%和30%时,对水稻产量和产值的影响不显著(P0.05)。钾肥偏生产力随着钾肥施用量的减少而提高,钾肥减量10%、20%、30%和40%处理的水稻钾肥偏生产力比不减钾处理分别提高8.4%、18.9%、33.8%和44.4%。总体而言,在常规施钾条件下,秸秆还田后随着减钾量(10%~40%)的增加,水稻钾素累积量、产量和产值均呈下降趋势,而钾肥偏生产力呈增加趋势;减钾30%以内可显著提高水稻钾肥偏生产力(P0.05),对水稻产量及产值的影响不显著(P0.05)。     

Selenium effects and quantitative trait locus (QTL) mapping for mineral nutrient efficiency traits in wheat at the seedling stage

A nutrient solution culture experiment was conducted in the greenhouse to investigate the effects of selenium (Se) on biomass and the mineral nutrient efficiency of macroelements phosphorus, potassium, calcium and magnesium (P, K, Ca and Mg) and microelements iron, manganese, copper and zinc (Fe, Mn, Cu and Zn) in wheat at the seedling stage using a set of recombinant inbred lines (RILs). Quantitative trait locus (QTL) analysis was also performed for all 60 traits. The results showed that 0.1 μmol/L Se can significantly affect the phenotypic traits relation to biomass and nutrient efficiency and the corresponding QTLs. A total of 260 QTLs were located on 19 chromosomes, and 96.54% of these QTLs were only detected in one treatment. A total of 23 important QTL clusters and 31 cooperative uptake and utilization (CUU) loci that colocalized with QTLs for nutrient uptake and/or utilization of at least two elements were also identified. These CUU loci involved 190 out of the 248 QTLs (76.66%) for nutrient efficiency traits, indicating that CUU-QTLs were common for macroelements (P, K, Ca and Mg) and microelements (Fe, Mn, Cu and Zn). Additionally, these loci may be hot spots for genetic control of mineral nutrient efficiency traits.     

小麦苗期氮素吸收利用效率差异及聚类分析

【目的】氮肥过量施用,不仅造成氮素大量流失,还增加了农业生产成本,对生态环境带来了巨大的威胁。筛选和培育氮高效小麦品种是提高氮肥利用率、 降低环境污染风险的有效途径。本文通过对44个小麦品种苗期性状的考察,初步筛选出具有氮高效潜力的小麦品种。【方法】利用循环营养液培养方法,研究了安徽省44个小麦品种(系)在正常氮(5 mmol/L)和高氮(45 mmol/L)条件下苗期氮素吸收利用效率的差异。采用隶属函数法将评价指标数据进行标准化,区间为[0,1];而后采用客观赋权法将标准化后的数据整合成一个无量纲的综合值,最后基于综合值运用最短距离法、 欧氏距离平方聚类分析方法,将44个小麦品种划分成不同的氮效率类型。【结果】在两种供氮水平下,不同小麦品种的茎叶干重、 根干重、 叶面积、 茎叶氮累积量和根氮累积量存在显著性差异,其变异系数分别在27.9%～33.7%和21.5%～32.8%之间,可作为小麦苗期氮效率的评价指标。小麦苗期氮效率综合值在正常氮和高氮水平下分别在0.053～0.920和0.001～0.853之间,其中鉴76在正常氮和高氮条件下的氮效率综合值均大于80%。通过隶属函数氮效率综合值及其聚类分析,将44个供试小麦品种分为氮高效型、 氮中效型和氮低效型三类;其中扬麦16和鉴76在正常氮和高氮条件下均表现为高效型,皖麦68、 F60501-4、 鉴62和安农1026只在高氮条件下表现为高效型。氮高效型、 氮中效型、 氮低效型小麦品种在正常供氮和高氮条件下分别占供试品种总数的4.54%、 54.55%、 40.91%和13.63%、 38.64、 47.73%。【结论】在正常供氮和高氮条件下,44个供试小麦品种的茎叶氮累积量、 茎叶干重、 根部氮累积量、 根部干重和叶面积存在显著性差异,可以作为小麦苗期氮效率评价指标;初步确定扬麦16和鉴76为正常供氮和高氮条件下的氮高效型品种,皖麦68、 F60501-4、 鉴62和安农1026 为高氮条件下的氮高效型品种。     

Evaluation of bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes for yield and related traits under drought stress conditions

ABSTRACT

Drought is a major factor threatening crop production worldwide. Developing wheat varieties that are adapted to drought prone environments is a sustainable strategy to improve wheat production and productivity. The aim of this study was to evaluate and select bread wheat genotypes for yield and yield components, and for stability under drought stress and non-stress conditions. One hundred and twenty genotypes were evaluated at five test sites in the 2018/19 cropping season using a 10 x 12 alpha lattice design with two replicates. The level of drought stress was imposed using different sowing dates (early planting representing non-stressed, while late planting as drought stressed conditions) following the onset of the main rain at each site. Grain yield and yield components were recorded, and drought indices were calculated for each genotype. Among the drought tolerance indices, GMP, MP, HM, STI and YI were found to be the most suitable for predicting drought tolerance because they had significant and positive correlations with yield under drought stress and non-stress conditions. Rank sum analysis identified the most drought tolerant genotypes as ‘YS-34', ‘YS-85' and ‘YS-82’. The selected wheat genotypes are useful genetic resources for future drought tolerance breeding programmes in Ethiopia or similar agro-ecologies.