Genetic analysis of resistance to soybean rust disease

Abstract

Soybean rust (Phakopsora pachyrhizi Sydow.) causes the most damage of all the pathogens known to attack soybean (Glycine max. Merril). A study was conducted in Uganda to estimate the magnitude of genetic parameters controlling soybean rust resistance and to estimate narrow sense heritability of the resistance. Soybean crosses were made and progenies analysed according to the North Carolina II mating design with three resistant parents acting as males namely Maksoy 1N, UG5 and GC00138-29; and three susceptible parents acting as females namely Nam 1, Kabanyolo 1 and Wondersoya. F 1 s and F 2 s were planted in the field during two rainy seasons (2004-2005). Rust severity was scored using a scale of 0-10. Genetic parameter estimates were V E = 0.86186, V D = 0.30145, V A = 0.4616, V P = 1.6248 and V G = 0.763. Resistance gene for rust expressed complete dominance with 4V D / 2V A = 1.1. Broad sense heritability (h b 2) was 0.5, while narrow sense heritability, h n 2 , derived from parameter estimates as a ratio of Additive Variation to Phenotypic variation (V A /V P), was 0.3. Environmental variation contributed most (53%) to total variation (V P) due to high "within families component of variance, V E " at F 2 generation, which accounts for the low heritability estimates. General Combining Ability (GCA) and Specific Combining Ability (SCA) were significant with the parent GC00138-29 having the lowest GCA value (-0.488) making it the best combiner that can be used in breeding programs for resistance to soybean rust. The cross GC00138-29 x Wondersoya had the lowest SCA value (-0.18) suggesting that it would produce the most highly resistant hybrid offsprings. RÉSUMÉ La rouille du soja (Phakopsora pachyrhizi Sydow.) cause plus de dommage que tout les agents pathogènes connus qui attaquent le soja (Glycine max. Merril). Une étude avait été menée en Ouganda pour estimer l'ampleur de paramètres génétiques contrôlant la résistance contre la rouille du soja dans les soja et estimer l'héritabilité de la résistance au sens restreint. Les croisements du soja avait été faites et les progenies analysés selon le modèle de croisement Nord CarolineII avec trois parents résistants servant des mâles, à savoir Maksoy 1N, UG5 et GC00138-29 ; et trois susceptibles parents servant des femelles à savoir Nam1, Kabanyolo1 et Wondersoya. F 1 s et F 2 s avaient été plantés dans le champ pendant deux saisons pluvieuses (2004-2005). La séverité de la rouille a été indiquée en utilisant une échelle de 0-10. Les paramètres génétiques estimés étaient V E = 0,86186, V D = 0,30145, V A = 0,4616, V P = 1,6248 et V G = 0,763. Le gène de résistance à la rouille exprimé complète la dominance avec "P4VD/ 2VA = 1,1. L'héritabilité au sens large (h b 2) était de 0,5 tandis que l'héritabilité au sens restreint, h n 2 , dérivée de paramètre estimé comme un ratio de la variation additive à la variation phénotypique (V A /V P), était 0,3. La variation de l'environnement a plus contribué (53%) à la variation totale (V P) en raison d'une haute " composant de variance au sein des familles, V E " à la génération F 2 , qui compte pour les estimations de faible héritabilité. L'Abilité de combinaison générale (GCA) et l'abilité de combinaison spécifique (SCA) avaient été significatives avec le parent GC00138-29 ayant la valeur de GCA plus bas (-0,488), le rendant meilleur combinant qui peut être mieux utilisé dans un programme d'amélioration pour la résistance à la rouille du soja. Le croisement M. KIRYOWA et al. 212 GC00138-29 x Wondersoya avait la plus faible valeur SCA (-0,18), suggérant qu'il entraînerait la production d'hybrides hautement résistants.