Genetic Analysis of Some Traits in Maize

Abstract

The objective of this study were to examine genetic parameters in some traits such as flowering time, plant height, grain/ear rate, grain moisture and thousand grain weight in maize, to determine the combining ability of the lines and hybrids and thus make selections for future studies. Eight maize lines were crossed according to Griffing Method III in 2016 and 2017, obtained fifty six maize hybrids were tested in 2017 and 2018 in Antalya and Sakarya locations in randomized complete block design using three replications. In the study, genotypes, general combining ability (GCA) and special combining ability (SCA) effects were found to be significant, while reciprocal effects were found to be insignificant. It is determined that additive gene effects were more important in these traits. The highest narrow (0.82) and broad sense heritability (0.90) were detected from flowering trait, while the lowest values were determined as 0.20 and 0.27 in grain/ear ratio, respectively. Due to their high degree of inheritance, it is envisaged that direct selection can be made in the investigated characteristics except grain / ear rate. As a result of the study, M1, M2, M3 and A1 lines selected for earlines and lower grain moisture content. S1 and S2 lines selected for higher plant height. M3 and A1 lines selected for higher grain/ear rate and A1, S1 and M3 lines were selected for higher seed weight. These lines transferred to the breeding programs.

Keywords

• Maize
• cross
• diallel analysis
• genetic
• heredity
• combining abilities

Project Number

115O394

Mısırda Bazı Özelliklerin Genetik Analizi

Abstract

Bu çalışmanın amacı mısırda çiçeklenme süresi, bitki boyu, tane/koçan oranı, tane nemi ve bin tane ağırlığı gibi bazı özelliklerde genetik parametreleri incelemek, hatların ve melezlerin uyum yeteneklerini belirleyerek gelecek dönem çalışmaları için seleksiyonlar yapmaktır. 2016 ve 2017 yıllarında 8 mısır hattı Griffing Metod III’e göre melezlemelere alınmış, elde edilen 56 adet mısır melezi 2017 ve 2018 yıllarında Antalya ve Sakarya lokasyonlarında tesadüf blokları deneme desenine göre üç tekerrürlü olarak denenmiştir. Çalışmada genotipler, genel kombinasyon yeteneği ve özel kombinasyon yeteneği etkileri bakımından önemli bulunurken, resiprokal etkilerin bu özelliklerde önemsiz olduğu bulunmuştur. Araştırmada, bu özelliklerde eklemeli gen etkilerinin baskın olduğu tespit edilmiştir. En yüksek dar (0.82) ve geniş anlamda kalıtım dereceleri (0.90) çiçeklenme süresinden alınırken, en düşük değerler tane/koçan oranında sırasıyla 0.20 ve 0.27 olarak belirlenmiştir. Yüksek kalıtım dereceleri nedeniyle tane/koçan oranı hariç diğer özelliklerde doğrudan seleksiyonların yapılabileceği öngörülmüştür. Çalışma sonucunda, erkencilik ve düşük tane nemine sahip çeşit geliştirme çalışmaları için, M1, M2, M3 ve A1 hatları, bitki boyu için S1 ve S2 hatları, tane /koçan oranı için M3 ve A1 hatları ve bin tane ağırlığı için A1, S1 ve M3 hatları seçilerek ıslah programlarına aktarılmıştır.

Keywords

• Mısır
• Melez
• diallel analiz
• genetik
• kalıtım
• kombinasyon yetenekleri

Supporting Institution

TÜBİTAK

Project Number

115O394

Thanks

Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından (115O394 nolu proje) desteklenmiştir.

References

1. Acar N,Yılmaz MF, Kara R, 2017. Kahramanmaraş Koşullarına Uygun Tane Mısır (Zea mays L.) Çeşitlerinin Belirlenmesi. Tarla Bitkileri Merkez Araştırma Enstitüsü Dergisi, 26 (Özel Sayı): 80−85.
2. Altınbaş M, 1995. Melez Mısırda Tane Veriminin ve Kimi Bitki Özellikleri Bakımından Heterosis ve Kombinasyon Yeteneği. Anadolu Dergisi, 5 (2): 35-51.
3. Balcı A, Turgut İ, Duman A, 2004. Mısırda (Zea mays indentata Sturt.) Üstün Melez Kombinasyonların Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma. Anadolu Dergisi, 14(2): 1-15.
4. Cengiz R, 2006. Mısır Hatları Arasındaki 8x8 Yarım Diallel Melez Döllerinde Verim ve Verim Unsurlarının Kalıtımları Üzerine Araştırmaları. Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
5. Çağtay A, Konuşkan Ö, 2017. Bazı Ana Ürün Mısır Çeşitlerinin Hatay Ekolojik Koşullarında Verim Düzeylerinin Belirlenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22 (2):1-9.
6. Çarpıcı EB, Çelik N, 2010. Determining Possible Relationships Between Yield and Yield-Related Components in Forage Maize (Zea mays L.) Using Correlation and Path Analyses. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, 38 (3): 280-285.
7. Dede Ö, Kara ŞM, Dede S, 2001. Bir Diallel Melez Mısır Populasyonunda Verim ve Verim Unsurlarına İliskin Heterosis ve Uyum Yetenekleri Analizi. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 7 (1): (41-46).
8. Erdal Ş, 2018. Comparative Evaluation of Maize Hybrids Under Water Stress and Rain-Fed Conditions, Fresenius Environmental Bulletin. 27 (7): 5125-5130.

9. Esmeray M, 2016. Mısır Heterotik Gruplarında Genetik Analizler. Doktora tezi, Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekirdağ.
10. Griffing B, 1956. Concept of General And Specific Combining Ability in Relation to Diallel Crossing Systems. Australian Journal of Biological Sciences, 9:463–493.
11. Hallauer AR, Miranda JB, 1988. Quantitative Genetics in Maize Breeding. 2nd ed. Iowa State University Press. Ames, IA.
12. Hallauer AR, Carena MJ, Filho M, 2010. Quantitative Genetics in Maize Breeding. Handbook of Plant Breeding. Springer Press. Newyork. USA.
13. Herrero MP, Johnson RR, 1980. High Temperature Stress and Pollen Viability of Maize. Crop Science 20, 796-800.
14. Kara M, 2001. Bir Melez Mısır Populasyonunda Verim ve Verim Unsurları Arasındaki İlişkilerin Korelasyon ve Path Analizi Yoluyla Değerlendirilmesi. Tarım Bilimleri Dergisi, 7 (4): 1-4.
15. Karaşahin M, Sade B, 2012. Hibrit Mısır Çeşitlerinde (Zea mays indentata Sturt.) Tane verimi ve Diğer Verim Unsurları Üzerine Olum Gruplarının Etkisi. Selçuk Tarım ve Gıda Bilimleri Dergisi, 26 (2): 12-17.
16. Konak C, Ünay A, Serter E, Basal H, 1999. Estimation of Combining Ability Effects Heterosis and Heterobeltiosis by Line Tester Method in Maize. Turkish Journal of Field Crops, 15: 1-9.
17. Konuşkan Ö, 2006. Atdişi Mısırda (Zea mays indentata Sturt.) Diallel Melez Analizleri ile Bazı Tarımsal ve Tane Kalite Özelliklerinin Kalıtımı Üzerinde Araştırmalar. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Adana.
18. Mahajan V, Khehra A, Dhillon BS, Sharma, VK, 1990. Interrelationship of Yield And Other Traits in Maize Monsoon and Winter Season. Crop Improvement, 17: 128-132.
19. Misevic D, Maric A, Alexander DE, Dumanovic J, Ratkovic S, 1989. Population Cross Diallel Among High Oil Populations of Maize. Crop Science, 29:613-617.
20. Mungoma C, Pollak ML, 1988. Heterotic Patterns Among Ten Corn Belt and Exotic Maize Populations. Crop Science, 28:500-504.
21. Nataraj V, Shahi JP, Agarwal V, 2014. Correlation and Path Analysis in Certain Inbred Genotypes of Maize (Zea mays L.) at Varanasi. International Journal of Innovative Research and Development, 3 (1):14-17.
22. Öktem A, Ülger AC, 1997. Mısır Bitkisinde (Zea mays L.) Tane Verimi ile Bazı Tarımsal Özellikler Arasındaki Etkileşimlerin Korelasyon ve Path Analizleriyle Belirlenmesi. Harran Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 1(2):39-48.
23. Özata E, Öz A, 2014. Atdişi Hibrit Mısır Adaylarının Ana Ürün Koşullarında Verim ve Kalite Özelliklerinin Belirlenmesi. Tarım Bilimleri Araştırma Dergisi 7(2): 1-7.
24. Özata E, Geçit HH, Öz A, İkincikarakaya SÜ, 2013. Atdişi Hibrit Mısır Adaylarının Ana Ürün Koşullarında Performanslarının Belirlenmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 3 (1): 91-98.
25. Pekic V, 2001. Inheritance of Maize Grain Yield Components in White Endosperm Maize (Zea mays L.) (in Serbian). Master thesis. Faculty of Agriculture, Novi Sad.
26. Rodriguez F, Alvarado G, Pacheco A, Crossa J, Burgueño J, 2015. AGD-R (Analysis of Genetic Designs with R for Windows) Version 2.0. http://hdl.handle.net/11529/10202 International Maize and Wheat Improvement Center.
27. Sangoi L, 2000. Understanding Plant Density Effects on Maize Growth and Development: An Important Issue ao Maximize Grain Yield. Ciencia Rural Santa Maria, 31 (1): 159-168.
28. Smith JF, 1996. Why Is Milk Production Depressed in the Summer? Dairy Lines. Kansas Dairy Extension News. Volume:2, Number.7.Manhattan, Kansas.
29. Srdic J, Pajic Z, Drinic-Mladenovic S, 2007. Inheritance of Maize Grain Yield Components. Maydica, 52: 261-264
30. Sreckov Z, Bocanski J, Nastasic A, Dalovic I,Vukosavljev M, 2010. Correlation and Path Coefficient Analysis of Morphological Traits of Maize (Zea mays L.). Research Journal of Agricultural Science, 42 (2): 292-296.
31. Şekeroğlu N, Dede Ö, Deveci M, Kara ŞM, 2000. Melez Mısır Populasyonlarında Verim ve Verim Unsurları Arasındaki İlişkilerin Path Analizi ile Belirlenmesi. GOU Ziraat Fakültesi Dergisi, 17(1): 79-82.
32. Tollenaar M, Wu J, 1999. Yield Improvement in Temperate Maize is Attributable to Greater Stress Tolerance. Crop Science, 39: 1597-1604.
33. TTSMM, 2010. Tarımsal Değerleri Ölçme Denemeleri Teknik Talimatı, Mısır. Tohumluk Tescil ve Sertifikasyon Merkezi Müdürlüğü Yayınları. Ankara.
34. Tutar B, 2010. Adana İli ve İlçelerindeki Yatay Betonarme Hububat Depo Yapılarının Mevcut Durumu, Geliştirme Olanakları, Planlanması ve Lisanslı Depoculuk. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Adana.
35. Tyagi AP, Pokhariyal GP, Odongo OM, 1988. Correlation and Path Coefficient Analysis for Yield Components and Maturity Traits in Maize (Zea mays L.). Maydica, 33(2): 109-119.
36. Ünay A, Konak C, Serter E, Basal H, Zeybek A, 1999. Mısırda Bazı Özelliklerin Çoklu Dizi Analizi ile Belirlenmesi. Türkiye III. Tarla Bitkileri Kongresi. 15-18 Kasım 1999, Adana.
37. Yang Y, Xu W, Hou P, Liu G, Liu W, Wang Y, Zhao R, Ming B, Xie R, Wang K, Li S, 2019. Improving Maize Grain Yield by Matching Maize Growth And Solar Radiation. Scientific Reports doi.org/10.1038/s41598-019-40081-z
38. Yüce S, Turgut D, 1991. Ege Bölgesinde 2. Ürün Melez Mısır Islahı. Doğa, Türk Tarım ve Ormancılık Dergisi, 15: 520-532.