Analysis of genetic variation in agronomic traits of half-sib families of Melilotus albus in the second generation of recurrent selection

doi:10.11686/cyxb2020487

Abstract

Abstract:

This research formed part of a program to breed a new cultivar of Melilotus albus with high quality， high yield and low coumarin content. In pursuit of this goal， we conducted a second recurrent selection at two sites， of 25 half-sib families of M. albus，on the basis of the first recurrent selection. Significant genotypic variation （P<0.05） between half-sib families were found for plant height， dry weight， fiber content and coumarin content， and there were significant genotype×environment interactions （P<0.05） between the two locations for most traits， including dry weight， plant height and stem diameter. The predicted genetic gain of dry weight and plant height traits were 4.3% and 2.6%， respectively， based on genotypic variance. The correlation analysis showed that the stem diameter was significantly positively correlated with dry weight and plant height （P<0.01）， and the crude protein concentration was significantly negatively correlated with neutral detergent fiber and acid detergent fiber levels （P<0.01）. Principal component analysis was used to show the relationship among agronomic traits and the performance of the half-sib families. The 25 half-sib families were divided into four groups by cluster analysis. Among these four groups， the third group had relatively high dry weight and crude protein， as well as lowest coumarin content. This second recurrent selection of 25 half-sib families will provide useful germplasm for breeding new lines of M. albus.

Key words: Melilotus albus, recurrent selection, half-sib family, low coumarin content, genotype-by-environment interaction, genetic gain

Peng-lei WANG, Zhuan-zhuan YAN, Li-juan GAO, Qian MA, Xi-fang ZONG, Sheng-sheng WANG, Ji-yu ZHANG. Analysis of genetic variation in agronomic traits of half-sib families of Melilotus albus in the second generation of recurrent selection[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2022, 31(1): 238-245.

Figures/Tables 7

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性状Trait	株高PH （cm）	干重DW （g·plant^-1）	茎粗SD （mm）	分枝数SN （No.）	白粉病感病等级PM	叶茎比LSR
平均值Average	92	86.4	9.0	4.3	1.1	0.8
最大值Maximum	120	145.0	12.0	7.0	4.0	1.3
最小值Minimum	70	34.3	6.0	2.8	1.0	0.6
σ²_g	88±35	417±201	1.15±0.47	ns	ns	0.008±0.004
σ²_ε	499±39	2099±232	6.93±0.55	2.21±0.22	0.090±0.007	0.042±0.005
H	0.73	0.71	0.71	0.38	0.34	0.81

性状Trait	株高PH （cm）	干重DW （g·plant^-1）	茎粗SD （mm）	分枝数SN （No.）	白粉病感病等级PM	叶茎比LSR
平均值Average	92	86.4	9.0	4.3	1.1	0.8
最大值Maximum	120	145.0	12.0	7.0	4.0	1.3
最小值Minimum	70	34.3	6.0	2.8	1.0	0.6
σ²_g	88±35	417±201	1.15±0.47	ns	ns	0.008±0.004
σ²_ε	499±39	2099±232	6.93±0.55	2.21±0.22	0.090±0.007	0.042±0.005
H	0.73	0.71	0.71	0.38	0.34	0.81

性状Trait	株高PH （cm）	干重DW （g·plant^-1）	茎粗SD （mm）	分枝数SN （No.）	白粉病PM	叶茎比LSR
平均值Average	136.6	112.9	8.9	4.5	1.7	0.6
最大值Maximum	158.0	224.7	11.8	7.5	4.0	1.0
最小值Minimum	109.0	44.1	6.3	2.7	1.0	0.4
σ²_g	125±48	811±400	0.51±0.27	0.61±0.31	0.088±0.037	0.03±0.01
σ²_ε	611±48	4611±480	5.50±0.44	7.10±0.56	0.58±0.05	0.06±0.01
H	0.75	0.73	0.58	0.55	0.69	0.86
性状Trait	香豆素 Cou （%）	粗蛋白 CP （%）	酸性洗涤纤维ADF （%）	中性洗涤纤维NDF （%）	酸性洗涤木质素ADL （%）	酸不溶性灰分AIA （%）
平均值Average	0.44	8.89	30.93	44.35	6.62	0.90
最大值Maximum	0.87	20.25	43.19	56.71	9.25	1.88
最小值Minimum	0.14	9.22	19.42	32.48	3.93	0.28
σ²_g	0.007±0.003	ns	3.39±1.55	4.92±2.21	0.16±0.77	ns
σ²_ε	1.45±0.19	2.56±0.32	15.75±1.96	15.52±1.92	0.58±0.09	0.04±0.01
H	0.70	0.43	0.72	0.74	0.70	0.46

性状Trait	株高PH （cm）	干重DW （g·plant^-1）	茎粗SD （mm）	分枝数SN （No.）	白粉病PM	叶茎比LSR
平均值Average	136.6	112.9	8.9	4.5	1.7	0.6
最大值Maximum	158.0	224.7	11.8	7.5	4.0	1.0
最小值Minimum	109.0	44.1	6.3	2.7	1.0	0.4
σ²_g	125±48	811±400	0.51±0.27	0.61±0.31	0.088±0.037	0.03±0.01
σ²_ε	611±48	4611±480	5.50±0.44	7.10±0.56	0.58±0.05	0.06±0.01
H	0.75	0.73	0.58	0.55	0.69	0.86
性状Trait	香豆素 Cou （%）	粗蛋白 CP （%）	酸性洗涤纤维ADF （%）	中性洗涤纤维NDF （%）	酸性洗涤木质素ADL （%）	酸不溶性灰分AIA （%）
平均值Average	0.44	8.89	30.93	44.35	6.62	0.90
最大值Maximum	0.87	20.25	43.19	56.71	9.25	1.88
最小值Minimum	0.14	9.22	19.42	32.48	3.93	0.28
σ²_g	0.007±0.003	ns	3.39±1.55	4.92±2.21	0.16±0.77	ns
σ²_ε	1.45±0.19	2.56±0.32	15.75±1.96	15.52±1.92	0.58±0.09	0.04±0.01
H	0.70	0.43	0.72	0.74	0.70	0.46

性状Tarit	株高PH （cm）	干重DW （g·plant^-1）	茎粗SD （mm）	分枝数SN （No.）	白粉病感病等级PM	叶茎比LSR
平均值Average	114.2	99.9	8.9	4.4	1.4	0.6
最大值Maximum	136.7	150.0	10.8	7.4	2.2	0.9
最小值Minimum	87.2	57.0	6.8	3.4	1.1	0.4
σ²_g	ns	ns	ns	ns	ns	ns
σ²_gl	65±30	574±208	0.62±0.31	ns	0.04±0.02	0.010±0.005
σ²_ε	555±30	2179±207	6.20±0.36	4.61±0.26	0.34±0.02	0.040±0.004