Development of a doubled haploid system for wheat through wheat x maize crosses in Kenya

Abstract

Doubled haploid technique facilitates the development of homozygous plants within one generation, tremendously reducing breeding time. Although the system has been successfully established in Kenya, improvement of protocol efficiency remains a critical and potentially limiting factor. The objective of this study, therefore, was to investigate wheat (Triticum aestivum) and maize (Zea mays L.) genotype effect on efficiency of haploid production aimed at establishing an appropriate protocol for Kenyan conditions. Twenty wheat genotypes were crossed with six maize varieties. The haploid embryos were rescued and cultured for plant regeneration and subsequently treated with colchicines for chromosome doubling. Half-diallel crosses were made in a cage and greenhouse and the embryos were cultured in the laboratory under controlled environment. Significant genotypic differences in seed set (51.6-90.0%) were obtained. There was also varied efficiency in embryo formation (5.44-20.96%) with Duma and Chozi wheat varieties showing superiority. Maize variety Kelvedon Glory, had the best response among the maize varieties. Considerable varietal differences in the haploid production efficiency were evident in both wheat and maize varieties.


Key Words: Homozygous plants, protocol-efficiency, Triticum aestivum, Zea mays


Résumé


La technique d'haploide doublé facilite le développement des plantes homozygene dans des limites d'une génération, réduisant extrêmement les temps de reproduction. Bien que le système a été établi avec succès au Kenya, l'amélioration du protocole de rendement reste un critique et facteur limitant potentiellement le succès antérieur. L'objectif de cette étude, ainsi donc, était d'investiguer l'effet du génotype de blé (Triticum aestivum) et du maïs (Zea mays L.) sur le rendement de la production visée d'haploïde en établissant un protocole approprié pour les conditions du Kenya. Vingt génotypes de blé étaient croisés avec six variétés de maïs. Les embryons d'haploide étaient secouris et cultivés pour la regénération de plantes et postérieurement traités avec la colchine pour doublement de chromosomes. Les croix moitié numérotées étaient faites en une cage et le serre et les embryons étaient cultivés dans le laboratoire sous environnement controlé. Les différences génotypiques signficatives en graines groupées (51,6-90,0%) étaient obtenues. Il y avait aussi un rendement varié en formation d'embryons (5,44-20.96%) avec les variétés de blé Duma et Chozi montrant une supériorité. La variété de maïs Kelvedon glory, avait la meilleure réponse parmi les variétés des maïs. Des considérables différences variétales dans le rendement de production d'haploides étaient évidentes à la fois dans les variétés de blé et de maïs.


Mots Clés: Plantes homozygènes, protocole de rendement, Tritium aestivum, Zea mays


(Af Crop Sci J 2003 2002 Vol 10 No 4 pp311-316)