Heritability, combining ability and inheritance of storage root dry matter in yam beans

Abstract

Storage root dry matter content (RDM) is central to the improvement of consumer and industrial attributes of root crops. Yam bean (Pachyrhizus species) is a legume root crop newly introduced in Uganda, but its adoption may be constrained by low RDM. The objective of this study was to investigate the magnitude of variance for general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) effects, heritability estimates and inheritance of RDM in yam beans. Progenies of sixteen crosses, generated using the North Carolina (NCII) mating scheme, were evaluated in F 1 and F 2 field experiments, with three replications at the National Crops Resources Research Institute (NaCRRI), Namulonge in Central Uganda, during the first cropping seasons of April, 2013 and 2014, respectively. Significant (p<0.001) mean squares for general combining ability (GCA), and specific combining ability (SCA) were observed in F 1 and F 2 generations, demonstrating additive and non-additive genetic inheritance of RDM. High Baker's ratio in F 1 (0.76) and F 2 (0.78), and large σ 2 GCA /σ 2 SCA (3.13) indicate predominance of additive gene effects. Narrow sense heritability was high in both F 1 (0.74) and F 2 (0.75), implying that RDM can be improved in yam beans through selection. The results provide a basis for selection of suitable parents for hybridisation and breeding programmes to develop high dry matter yam bean varieties in Uganda. RÉSUMÉ La teneur en matières èche du stock racinaire (MSR) est essentiel en terme d'amélioration des qualités des cultures racinaires pour les consommateurs et d'industriels. Le haricot-igname (espèce Pachyrhizus) est une culture racinaire légumineuse nouvellement introduite en Ouganda, mais son adoption pourrait être handicapée par sateneur basse en matières èche racinaire. Cette étude avait pour objectif d'étudier le niveau de la variance pour les effets de la capacité de combinaison générale et la capacité de combinaison spécifique, estimations de l'héritabilité et l'héritage de MSR dans les haricots ignames. Les progénies de seize croisements générés à l'aide du système de croisement de la Caroline du Nord (NCII), ont été évalués dans des essais en champs de F 1 et F 2 avec trois répétitions à l'Institut National de Recherche sur les Ressources Végétales (NaCRRI), Namulonge en Ouganda, pendant les premières saisons culturalesd' Avril 2013 et 2014, respectivement. Les carrés moyens significatifs (P<0,001) de capacité généralede combinaison et capacité spécifique de combinaison étaient observés dans les R. AGABA et al. 84 générations F 1 et F 2 démontrant ainsi un heritage génétique additif et non additive de MSR. Le rapport élevé de Baker en F 1 (0,76) et F 2 (0,78), et σ 2 GCA /σ 2 SCA (3.13) large indiquent la prédominance des effets de gènes additifs. Une étroite héritabilité d'ordre de F 1 (0.74) et F 2 (0.75) était observée, ce qui implique que MSR peut être amélioré dans le haricot-igname par voie de sélection. Les résultats constituent une base pour la sélection des parents appropriés pour les programmes d'hybridation et d'amélioration génétique pour développer des variétés de haricot-ignames à haute teneur en matièresè che en Ouganda.