Home About Browse Search
Svenska


Increasing efficiency of the breeding pipeline for East African highland bananas

Batte, Michael (2019). Increasing efficiency of the breeding pipeline for East African highland bananas. Diss. (sammanfattning/summary) Alnarp : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis Agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2019:35
ISBN 978-91-7760-388-7
eISBN 978-91-7760-389-4
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
1MB

Abstract

Banana breeding is a technically challenging endeavor due to the low reproductive fertility, low seed germination, long selection cycle period and large space requirement for field evaluation, among others. Innovations in the current breeding program are required to increase the rate of genetic gain delivery to farmers. This study considers five approaches to tackle this challenge; 1) assessment of the available minimum descriptor list for suitability to characterize the East African highland banana (EAHB) germplasm, 2) analysis of crossbreeding data of EAHB for the first 21 years (from 1995 to 2015) at the International Institute of Tropical Agriculture as a basis for designing future interventions, 3) path analysis to determine a breeding ideotype for EAHB, 4) estimation of heterobeltiosis (hybrid vigour) for the NARITA hybrids (mostly secondary triploids ensuing from the 4x × 2x), and 5) phenotyping a diploid banana population (‘Calcutta 4’ × ‘Zebrina GF’ ) for resistance to Radopholus similis. Ten out of 31 descriptors studied were stable but had similar scores in EAHB cultivars and therefore are not suitable to distinguish between them. The month of pollination did not result in significantly different (P = 0.501) pollination success, implying that pollination of EAHB can be conducted throughout the year. However, the seed set, and rate of germination were still low. Thus, further research about seed production and germination is required. Twenty-seven NARITAs were selected for further evaluation in the East African region. Path analysis revealed that fruit length, circumference and number, number of hands and plant cycle number had a direct positive effect on the bunch weight (a proxy for edible yield). Significant progressive heterobeltiosis for bunch weight was found in all the NARITAs. Half of the NARITAs had negative heterobeltiosis for stature. The diploid population was found to segregate for resistance to R. similis. Results from Dunnett’s test grouped the population in three main phenotypic classes, with 75 susceptible, 17 intermediates and 19 resistant genotypes. Chi-square goodness of fit test revealed that this resembles a phenotypic ratio of 9:3:4 suggesting recessive epistasis.

Authors/Creators:Batte, Michael
Title:Increasing efficiency of the breeding pipeline for East African highland bananas
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Bananuppfödning Bananförädling är tekniskt utmanande då de flesta sorterna sätter få frön som har låg grobarhet och förädlingen kräver långa tidscykler (för korsning- testning-urval) och stor areal under fältutvärderingen. Utveckling av det nuvarande förädlingsprogrammet är nödvändig för att öka
odlarnas tillgång till nytt, förbättrat växtmaterial. Fem aspekter för att bättre kunna hantera denna utmaning ingår i avhandlingen: 1) utvärdering av lämpligheten hos den tillgängliga sortbedömningslistan för karakterisering av East African highland-bananer (EAHB), 2) analys av data
från de första 21 åren (1995-2015) av det korsningsprogram som bedrivs vid International Institute
of Tropical Agriculture för att använda detta som underlag inför utformningen av framtida insatser,
3) path analysis för att identifiera en förädlingsidiotyp för EAHB,4) uppskattning av förekomst av heterobeltios (dvs avkomman presterar bättre än föräldrarna) bland
NARITA-hybriderna (framför allt sekundära triploider från 4x × 2x- korsningar), och 5) fenotypning av en diploid bananpopulation (’Calcutta 4 '×' Zebrina GF ') för kartläggning av resistens mot nematoden Radopholus similis. Endast 10 av de 31 studerade deskriptorerna i bedömningslistan var stabila, men befanns inte vara lämpliga för särskiljning då flertalet EAHB-sorter fick samma bedömning för de olika deskriptorerna. Pollineringsframgången var oberoende av vilken månad som pollineringen genomfördes, vilket indikerar att pollinering av EAHB kan genomföras närsomhelst under året. Däremot var frösättningen och frögroningsfrekvensen låg, vilket pekar på att ytterligare forskning om sådana egenskaper behövs. Tjugosju NARITAs valdes ut för vidare utvärdering i Östafrika. Path analysis visade att frukternas längd och omkrets, antal frukter och klasar samt vilken skörd i ordningen (per säsong) hade en positiv effekt på bananstockens vikt (ett indirekt mått på avkastning för konsumtion). Alla NARITA-sorterna uppvisade en positiv heterobeltios gällande stockens vikt. Hälften av NARITA-sorterna visade negativ heterobeltios vad gäller växtsätt. Den diploida populationen segregerade för resistens mot R. similis. Jämfört med en resistent och en mottaglig kontroll,
grupperade Dunnetts test populationen i tre fenotypiska klasser, med 75 mottagliga typer, 17 mellanformer och 19 resistenta typer. Chi2-test visade att denna fördelning motsvarar en 9:3:4 fördelning, vilket indikerar recessiv epistasis.

Series/Journal:Acta Universitatis Agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :2019
Volume:2019:35
Number:2019:46
Number of Pages:59
Papers/manuscripts:
NumberReferences
IBatte Michael, Mukiibi Alex, Swennen Rony, Uwimana Brigitte, Pocasangre Luis, Hovmalm Helena Persson, Geleta Mulatu, Ortiz Rodomiro (2018). Suitability of existing Musa morphological descriptors to characterize East African highland ‘matooke’ bananas. Genetic Resources and Crop evolution 65, 645–657
IIBatte Michael, Swennen Rony, Uwimana Brigitte, Akech Violet, Brown Allan, Tumuhimbise Robooni, Hovmalm Helena Persson, Geleta Mulatu, Ortiz Rodomiro (2019). Crossbreeding East African highland bananas: lessons learnt relevant to the botany of the crop after 21 years of genetic enhancement. Frontiers in Plant Science 10,81. Doi: 10.3389/fpls.2019.00081
IIIBatte Michael, Nyine Moses, Uwimana Brigitte, Swennen Rony, Akech Violet, Brown Allan, Hovmalm Helena Persson, Geleta Mulatu, Ortiz Rodomiro. Significant progressive heterobeltiosis in banana (manuscript)
IVBatte Michael, Swennen Rony, Uwimana Brigitte, Akech Violet, Brown Allan, Hovmalm Helena Persson, Geleta Mulatu, Ortiz Rodomiro. Path analysis defining an ideotype for East African highland banana breeding (manuscript)
VBatte Michael, Habineza Jean Claude, Kisitu Joseph, Uwimana Brigitte, Kisaakye James, Swennen Rony, Brown Allan, Hovmalm Helena Persson, Geleta Mulatu, Ortiz Rodomiro. Analysis of resistance of a segregating diploid banana population to the burrowing nematode Radopholus similis suggests a recessive epistasis gene action (manuscript)
Place of Publication:Alnarp
Publisher:Department of Plant Breeding, Swedish University of Agricultural Sciences,
ISBN for printed version:978-91-7760-388-7
ISBN for electronic version:978-91-7760-389-4
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Article category:Other scientific
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:F Plant production > F30 Plant genetics and breeding
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 4 Agricultural Sciences > 401 Agricultural, Forestry and Fisheries > Agricultural Science
Keywords:bunch weight, descriptor, East African highland bananas, heterobeltiosis, ideotype, NARITA, pollination success, Radopholus similis
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-p-100099
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-p-100099
ID Code:16129
Faculty:LTV - Fakulteten för landskapsarkitektur, trädgårds- och växtproduktionsvetenskap
Department:(LTJ, LTV) > Department of Plant Breeding (from 130101)
Deposited By: SLUpub Connector
Deposited On:10 May 2019 06:07
Metadata Last Modified:10 May 2019 06:08

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits