Genetic Evaluation of Seedling Heat Tolerance in Sorghum

Surface temperatures of tropical soils at planting time, where sorghum ( Sorghum bicolor ) is a traditional crop, can exceed 50°C for hours. Seedling heat tolerance is critical for adequate crop establishment in the semi-arid tropics. Improvement of seedlings heat tolerant genotypes would reduce crop losses due to sufficient plant populations. The objectives of this study were to estimate seedling tolerance to heat, determine individual parental contribution and estimate additive, dominance and epistatic effects for seedling tolerance. In our experiments, seedling heat tolerance termed heat tolerance index (HTI) was defined as a ratio of resumed coleoptile growth after a controlled heat shock, compared to normal growth. Genetic parameters of HTI were determined by crossing four lines with varying HTI, with three tester lines, and deriving F1, F2, F3, BC1 and BC11 families for generation means analysis. Line IS20969 from Egypt showed the highest HTI of 0.71, while 290R, an experimental line from the University of Nebraska was the lowest at 0.51. Additive and dominance effects contributed to coleoptile elongation under normal conditions, but only additive effects were significant in recovery growth. Epistatic effects were present in both conditions. General combining ability (GCA) effects for HTI were highly significant in both conditions, but specific combining ability effects were negligible. These results indicate that it is possible to improve seedling heat tolerance and, thus, improve sorghum variety and hybrid plant populations in tropical areas where hot soil temperatures occur.Les températures en surface des sols tropicaux au moment des semis, où le sorgho est une récolte traditionnelle, peuvent excéder 50°C pendant des heures. La tolérance de la chaleur des plantes est critique pour l'établissement adéquat de la culture dans les tropiques semi-arides. L'amélioration des génotypes résistants à la chaleur de plantes réduirait des pertes de récolte dues aux populations de plantes suffisantes. L'objectif de cette étude était d'estimer la tolérance des plantes a la chaleur, déterminer l'additif parental individuel de contribution et d'évaluation, la dominance et les effets épistatiques pour la tolérance des plantes en utilisant des analyses de moyens de génération des populations développées à partir de l'ensemble de détail de parents. Dans nos expériences, la tolérance de la chaleur des plantes l'index nommé de tolérance de la chaleur (HTI) a été définie comme rapport de croissance reprise de coléoptile après un choc commandé de la chaleur, comparé à la croissance normale. Des paramètres génétiques de HTI ont été déterminés en croisant quatre lignes de différents HTI avec trois lignes d'appareil de contrôle, et dérivant les familles F1, F2, F3, BC1 et BC11 pour la génération veut dire l'analyse. La ligne IS20969 d'Egypte a montré le plus haut HTI de 0.71 tandis que 290R, une ligne expérimentale de l'université du Nébraska, était la plus basse à 0.51. L'additif et les effets de dominance ont contribué à l'élongation de coléoptile dans des conditions normales, mais uniquement les effets additifs étaient significatifs dans la croissance de rétablissement. Les effets épistatiques étaient présents dans les deux conditions. Les effets de combinaison généraux de la capacité (GCA) pour HTI étaient fortement significatifs dans les deux conditions mais les effets de combinaison spécifiques de capacité étaient négligeables. Ces résultats indiquent qu'il est possible d'améliorer la tolérance de la chaleur pour des plantes améliores et d'améliorer ainsi la variété de sorgho et les populations de plantes hybrides dans des secteurs tropicaux avec de fortes températures de sol