Glutenin composition, quality characteristics, and agronomic attributes of durum wheat cultivars released in Ethiopia

  • Efrem Bechere Ethiopian Agricultural Research Organization, Debre Zeit Agricultural Research Center, P. O. Box 32, Debre Zeit, Ethiopia
  • R. J Peña International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT), Lisboa 27, Apdo. Postal 6-641, 06600 Mexico DF, Mexico
  • Demisse Mitiku Ethiopian Agricultural Research Organization, Debre Zeit Agricultural Research Center, P. O. Box 32, Debre Zeit, Ethiopia

Abstract

(Received 22 June, 2000; accepted 20 November, 2001)

ABSTRACT

Eleven cultivars of durum wheat (Triticum durum L. var. durum Desf.) were evaluated across five environments in Ethiopia for grain yield, 1000 kernel weight, protein concentration, gluten strength, mixing time, mixing height, colour and yellow berry to identify desirable traits for breeding purposes. Gluten strength was measured by the sodium dodecyl sulfate (SDS) sedimentation test. An electrophoretic study of gliadin and glutenin proteins was undertaken to investigate possible associations between these proteins and gluten strength. Significant genotypic differences were observed for grain yield, 1000 kernel weight, protein content, SDS-sedimentation volume, yellowness and yellow berry. Six high molecular weight (HMW) glutenin subunits patterns were identified with the combination of null and 20 being the most common. For Glu-B1, the alleles producing protein subunits of 20 and 7+8 were the most common. Alleles producing protein subunits of 6+8 were less frequently observed. Three cultivars had pattern LMW-1 while the remaining eight cultivars had pattern LMW-2. The strongest gluten strength corresponded to the mixed subunits 7+8/6+8 and 7+8/20, followed by subunits 6+8 and 7+8. Subunit 20 was associated with the lowest gluten strength. Pattern LMW-2 was strongly associated with higher gluten strength compared to LMW-1. The effects of low molecular weight (LMW) and HMW glutenin subunits were additive. In order to develop high quality durum wheats, it would be useful to discard lines with LMW-1 and HMW glutenin subunit 20 and to combine electrophoretic analysis with the SDS-sedimentation test.

Key Words: Electrophoretic, gluten strength, proteins, sedimentation, Triticum durum

résumé

Onze cultivars de blé dur (Triticum durum L. Var . durum dest) étaient évalués à travers cinq environnements d'Ethiopie en rendement en grains, le poids de 1000 grains, concentration en protéines, la résistance du gluten, temps de mélange, hauteur de mélange, la couleur et les baies jaunes pour identifier les traits désirables pour les semences. La résistance du gluten était mesurée par le dodecyl sulfate de sodium ( SDS) test de sedimention. Une étude éléctrophorétique du gliadin et proteines glutenines était entreprise pour chercher des possibles associations entre protéines et la résistance du gluten. Des différences significatives dues aux génotypes étaient observées pour le rendement en grains, poids de 1000 grains, contenu en protéines, SDS- Volume de sedimentation, le jaunissement et les baies jaunes. Six poids des molécules élévées de sous- unités de glutenin étaient identifiés avec la combinaison de nul et 20, étant la plus commune. Pour GLU- B1, les alléles produisant des sous-unités des protéines 6+8 étaient observées moins fréquemment. Trois cultivars avaient de tendances LMW-2. Le gluten le plus résistant correspondant au mélange des sous-unités 6+8 et 7+8. La sous-unité 20 était associée à la plus faible résistance du gluten. Le comportement du LMW-2 était fortement associé à la résistance élévée du gluten comparé au LMW-1. Les effets du faible poids moléculaires et le HMW glutenine sous-unité étaient additifs. Pour développer du blé dur aux qualités élevées, il est plus utile d'écarter les lignes avec LMW-1 et HMW glutenine sous-unités de 20 et de combiner l'analyse electrophoretique avec le SDS-test de sedimentation.

Mots Clés : Eléctrophorétique, résistance du gluten, protéines, sedimentation, Triticum durum

(Af Crop Sci J 2002 Vol 10 No 2 pp173-182)
Section
Articles

Journal Identifiers


eISSN: 2072-6589
print ISSN: 1021-9730