Effect of intermittent drought on phenotypic traits of F5 RIL Andean intra-gene cross population (BRB 191 X SEQ 1027) of common bean

Abstract

Drought is a major constraint to common bean (Phaseolus vulgaris L.) production in East Africa, where irrigation for the crop is very uncommon. The objective of this study was to identify drought tolerant lines and phenotypic traits underlying drought tolerance among 128 F5 recombinant inbred lines (RILs), derived from intra gene pool population, between drought tolerant BRB 191 (source of bc-3) and SEQ 1027. The population was evaluated with eight experimental checks that included BAT 477, CAL 96, DAB 441, DAB 494, and Diacol Calima, NABE 4, SCR 9 and SEQ 1003. A total of 20 phenological, morphological and physiological shoot traits were evaluated, under drought and non-stress conditions, in the field for 2 years (2014 and 2015) at Kawanda in Uganda. New sources of drought tolerance, and previously identified sources of drought tolerance in common bean (BAT 477, DAB 441 and DAB 494), were confirmed based on their superior geometric means and low drought susceptibility. Drought stress in the field significantly affected all measured traits, except harvest index and stem dry weight reduction (P<0.001). Drought significantly reduced yield, yield components and pod harvest index (P<0.01). However, chlorophyll content, canopy temperature, stem dry mass reduction, and 100 seed weight remained stable under season by genotype by water regime treatment interactions (S x G x T). The stability of these traits highlighted their usefulness in selecting for drought tolerance across different environments. Furthermore, pod partitioning index (PPI), harvest index (HI), chlorophyll content and stem dry weight reduction also remained stable under G x T effects. Significant correlations (P<0.001) were maintained between HI and PPI with seed yield under drought stress in field conditions, indicating that photosynthate remobilisation increases yield under drought stress conditions. (English) [ABSTRACT FROM AUTHOR] La sécheresse est une contrainte major à la production du haricot commun (Phaseolus vulgaris L.) en Afrique de l'Est, où l'irrigation pour la culture est très rare. L'objectif de cette étude a été d'identifier les lignées tolérantes à la sécheresse et les traits phénotypiques contrôlant la tolérance à la sécheresse parmi les 128 F5 de lignées consanguines recombinantes, dérivées d'une population intra-gène de la région andine, entre la lignée tolérante à la sécheresse BRB191 (source du bc-3) et SEQ 1027. La population a été évaluée avec huit contrôles expérimentaux comprenant BAT 477, CAL 96, DAB 441, DAB 494, et Diacol calima, NABE 4, SCR 9 et SEQ 1003. Un total de 20 traits phrénologiques, morphologiques et physiologiques a été évalué, sous les conditions de stress hydrique, dans le champ pour 2 ans (2014 et 2015) à Kwanda en Uganda. De nouvelles sources de tolérance, et des sources de tolérance précédemment identifiées dans le haricot commun (BAT 477, DAB 441 et DAB 494), ont été confirmées sur la base des moyens de supériorité géométriques et de susceptibilité de faible sècheresse. Le stress hydrique dans le champ a significativement affecté tous les traits mesurés, à l'exception de l'indice de récolte et la réduction du poids sec de la tige (P<0,001). La sécheresse a significativement réduit le rendement, les composantes du rendement et l'indice de la récolte de la gousse (P<0.01). Toutefois, la température de la canopée, la réduction du poids sec de la tige, et le poids de 100 graines sont restés stables sous le traitement de l'interaction entre la saison x génotype x régime d'eau de même que l'interaction entre le génotype x le traitement (G X T) (P<0,001). La stabilité de ces traits a montré leur utilité dans la sélection pour la tolérance à la sécheresse à travers les différents environnements. De plus, l'indice du partitionnement de la gousse (PPI), l'indice de récolte (HI), la teneur en chlorophylle et la réduction du poids sec de la tige sont restés également stables sous les effets de G x T. Des corrélations significatives (P<0,001) ont été maintenues entre HI et PPI avec le rendement en graine sous le stress hydrique dans les conditions de champ, indiquant la viabilité de la remobilisation de la photosynthate dans l'augmentation du rendement potentiel sous les conditions de stress hydrique. (French) [ABSTRACT FROM AUTHOR] Copyright of African Crop Science Journal is the property of African Crop Science Journal and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)