E. Nemeskéri

Heat Tolerance in Grain Legumes

Summary

In this work the effect of high germination temperature has been investigated on seed quality of soybean cultivars and bean genotypes grown under irrigated and non-irrigated, dry conditions. After four and eight days we expressed the degree of drought tolerance by the rate of abnormal and diseased seedlings. The high temperature significantly increased the number of abnormal seedlings, which come from seeds of both species grown under non-irrigated, dry conditions. The chemical substances and root development of seedlings from bean, soybean and pea grown under non-irrigated condition were investigated at 20/10 °C as control temperature 25/25 °C (day/night) and 30/30 °C (day/night). Moderate heat stress (25/25 °C) caused considerable decrease in root length of seedlings from large seeded bean genotypes but did not in soybean cultivars. Rising temperature did not change the protein contents of shoot in either species but increased the dry matter significantly except the pea. At 25/25 °C the fat content of shoot in all legume seedlings decreased slightly compared to the control but it increased again at 30/30 °C. We did not find correlation between the fat content of root and the reaction of genotypes to heat stress. The rate of abnormal seedlings and the distribution of primary root length expressed the tolerance of genotypes to heat stress. At the early stage of germination the selection to improve heat tolerance in only beans could be achieved at high temperature.

Key words: bean, soybean, pea, heat stress, germination.

Hitzetoleranz bei Körnerleguminosen

Zusammenfassung

In dieser Arbeit wurde der Effekt hoher Keimtemperaturen auf die Saatqualität von Sojabohnensorten und Bohnengenotypen unter bewässerten und nicht bewässerten, trockenen Standortbedingungen untersucht. Nach vier bzw. acht Tagen wurde der Grad an Trockentoleranz durch den Anteil an abnormen oder kranken Keimlingen bestimmt. Die hohe Temperatur steigerte signifikant die Zahl an abnormen Keimlingen, welche von beiden Arten unter nicht bewässerten, trockenen Standortbedingungen stammten. Die chemische Zusammensetzung und die Wurzelentwicklung von Bohnen-, Sojabohnen- und Erbsenkeimlingen, die unter Standortbedingungen ohne Bewässerung wuchsen, wurden untersucht bei 20/10 °C (Tag/Nacht) als Kontrollgruppe sowie bei 25/25 °C (Tag/Nacht) und 30/30 °C (Tag/Nacht). Ein moderater Hitzestress (25/25 °C) verursachte einen ansehnlichen Rückgang der Wurzellänge von Keimlingen großsamiger Bohnengenotypen, nicht aber bei Sojabohnensorten. Temperaturerhöhungen veränderten die Eiweißgehalte der Schösslinge bei keiner Art, aber sie steigerten den Trockenmassegehalt signifikant, außer bei Erbsen. Bei 25/25 °C sank im Vergleich zur Kontrollgruppe der Fettgehalt der Schösslinge bei allen Leguminosenkeimlingen geringfügig, er stieg jedoch wieder bei 30/30 °C. Keine Korrelation war zu finden zwischen Fettgehalt der Wurzeln und der Reaktion der Genotypen auf Hitzestress. Der Anteil abnormer Keimlinge und die Verteilung der Hauptwurzellänge bringen die Toleranz der Genotypen gegenüber Hitzestress zum Ausdruck. Im frühen Keimstadium könnte die Selektion zur Verbesserung der Hitzetoleranz nur für Bohnen bei hoher Temperatur erreicht werden.

Schlagworte: Bohne, Sojabohne, Erbse, Hitzestress, Keimung.

E. I. Magyar, W. Opitz von Boberfeld, L. Szemán und H. Laser

Keimungsverhalten von Kräutersaatgut unter variierten Umweltbedingungen

Zusammenfassung

Bei der Anlage von Landschaftsrasen hat die Ansaatsicherheit der Kräuter Bedeutung. Nicht selten bereitet die Dormanz für einen zügigen Aufgang Probleme. In einem Klimakammerexperiment wurden die Ansprüche für eine zügige Keimung an die Umwelt von Achillea collina, Hypericum perforatum, Plantago lanceolata, Salvia pratensis und Thymus vulgaris untersucht. Variiert waren die Faktoren Licht, Kältevorbehandlung (Stratifikation), Keimmedium und Alter der Samen.
Selbst unter Filterlichtbedingungen und in Dunkelheit keimen die meisten Arten gut. Allein bei Achillea collina ist der Faktor Licht am bedeutendsten. Der Faktor Keimmedium stellt bei allen Arten, ausgenommen Salvia pratensis, eine wichtige Varianzursache dar. Bei Plantago lanceolata ist das Keimmedium die wichtigste Varianzursache. Der Faktor Alter der Samen tritt nur bei Hypericum perforatum und Thymus vulgaris als dominierender Faktor auf. Die Wechselwirkung Licht x Keimmedium hat bei den meisten Arten große Bedeutung.

Schlagworte: Keimung, Laborversuch, Kräuter, Umweltfaktoren, Pflanzengesellschaft.

Germination features of herbs among lab conditions

Summary

The germination of herbs in extensive agriculture is a critical issue. There are difficulties associated with seed germination, as much depends on individual herb species. The germination behaviour of Achillea collina, Hypericum perforatum, Plantago lanceolata, Salvia pratensis and Thymus vulgaris were tested in climate chambers, varying the factors light, media and pre-chilling.
Most species germinated best under conditions of inhibited light, or darkness. Only Achillea collina germinated more effectively in full light. The influence of the medium was important for all species except Salvia pratensis. For Plantago lanceolata the growth medium was the most important influence. The dominant influence on Hypericum perforatum and Thymus vulgaris was the seed year. The light x medium interaction was statistically significant for most species.
Key words: Germination, laboratory test, herbs, environmental factors, plant community.

H. Sarcevic, I. Pejic, M. Baric and V. Kozumplik

Performance and Inbreeding Depression of an Exotic Maize Population under Selfed Progeny Recurrent Selection

Summary

The M3S maize population obtained by intercrossing of 12 domestic inbreds (exotic germplasm) was subjected to two cycles of selfed progeny recurrent selection to improve grain yield and lodging resistance. In the first cycle S1–S2 selection was used with emphasis on standability among S1 progenies and on grain yield among S2 progenies. In the second cycle, selection for better grain yield was conducted among S1 progenies and, 20 and 30 best yielding S1 progenies were intermated to form the C2(+20) and C2(+30) population, respectively. The S1 generation grain yield increased 21 % and 24.7 % whereas, the S0 generation grain yield increased 3.8 % and 4.8 % from C0 to C2(+20) and C2(+30), respectively. The standability was not improved, but, maturity was delayed and plant and ear height increased. The inbreeding depression for grain yield decreased from 40.8 % in C0 to 31.4 % and 29.7 % in C2(+20) and C2(+30), respectively. The lower selection intensity in the population C2(+30) in comparison to the C2(+20) population resulted in higher grain yield and slightly higher stalk lodging resistance.

Key words: maize, exotic germplasm, recurrent selection, inbreeding depression.

Leistung und Inzuchtdepression von einer exotischen Maispopulation unter S-Rekurrenter Selektion

Zusammenfassung

In einer M3S Maispopulation, die aus Rekombinationen zwischen 12 heimischen Inzuchtlinien aus exotischem Zuchtmaterial entstanden, wurden zwei Zyklen Rekurrenter Selektion von Selbstungen selektierter Nachkommenschaften durchgeführt. Diese Selektionen hatten das Ziel, den Kornertrag und die Standfestigkeit dieser Population zu verbessern. In einem ersten Zyklus wurde die S1–S2 Selektion benützt, um auf Standfestigkeit der S1 Linien und auf Kornertrag der S2 Linien auszulesen. Im zweiten Zyklus selektierte man auf höheren Kornertrag zwischen den S1 Linien und 20 oder 30 der leistungsfähigen S1 Linien wurden erneut wieder verkreuzt, um C2(+20) und C2(+30) Populationen zu erstellen. Der Ertrag in der S1 Generation war um 21% (C2(+20)) und um 24.7% (C2+(30)) höher als in der C0, während in der S0 Generation die Ertragssteigerung nur 3.8% für C2(+20) und 4.8% für C2(+30) war. Durch diesen Rekurrenten Selektionszyklus wurde die Standfestigkeit nicht verbessert, jedoch die Reifezeit verändert und die Pflanzenhöhe sowie die Höhe des Kolbenansatzes erhöht. Die Inzuchtdepression für den Kornertrag war 40.8 % in der C0 und nahm danach zu 31.4 % und 29.7 % in der C2(+20) und C2(+30) ab. Die C2(+30) Population, die aus einer geringeren Selektionsintensität entstand, erhöhte ihren Kornertrag und ihre Standfestigkeit gegenüber der C2(+20) Population.

Schlagworte: Mais, exotisches Zuchtmaterial, Rekurrente Selektionsmethodik, Inzuchtdepression.

I. Buhinicek, I. Pejic, J. Suresh, A. Vragolovic and R. L. Phillips

Genetic divergence of elite maize inbred lines comparing to Illinois high oil source

Summary

For introduction of the high oil trait into elite inbred lines polymorphic SSR loci can be used. The objectives of the study were to 1) determine the level of polymorphism at 39 SSR loci among Illinois High Oil (IHO) high oil source and elite maize inbred lines, and 2) estimate genetic similarity of elite maize inbred lines and IHO and compare the obtained results with the pedigree data. For 39 SSR loci relatively low polymorphism was found. The IHO did not show extreme divergence comparing to the other inbred lines. Anyway, cluster analysis positioned IHO on the separate branch of the dendrogram. The other inbred lines were mostly clustered according to expectations based on pedigree data.

Key words: maize, SSR markers, high oil source, analysis of polymorphism, genetic similarity.

Genetische Verschiedenheit von Elitemaisinzuchtlinien im Vergleich zu Illinois Hochölzuchtmaterial

Zusammenfassung

Für die Einführung von Hochölinzuchtlinien können polymorphe SSR Marker (Mikrosatelliten) verwendet werden. Die Ziele der Untersuchung waren (1) die Bestimmung des Polymorphieniveaus auf 39 SSR Markern unter dem Illinois Hochölzuchtmaterial (IHO) und den Eliteinzuchtlinien und (2) eine Schätzung der genetischen Ähnlichkeit von Eliteinzuchtlinien und IHO sowie der Vergleich der gewonnenen Resultate mit den Abstammungsdaten. Mit 39 SSR Markern wurde ein relativ geringer Polymorphismus gefunden. Verglichen mit den anderen Inzuchtlinien zeigte die IHO-Linie keine extreme Verschiedenheit. Jedenfalls zeigte die Clusteranalyse für IHO eine eigene Gruppe im Dendrogramm. Die anderen Inzuchtlinien wurden zumeist entsprechend den auf Abstammungsdaten gestützten Erwartungen geclustert.

Schlagworte: Mais, SSR Marker, Hochölgehalt, Polymorphismusanalyse, genetische Ähnlichkeit.

Z. Svecnjak, B. Varga, A. Pospisil, Z. Jukic and J. Leto

Maize hybrid performance as affected by production systems in Croatia

Summary

The use of intensive production systems (IPS) may substantially increase maize (Zea mays L.) yields in Croatia because the national average of 5.37 t ha^-1 is low compared with the environmental and hybrid potentials. Field experiments were conducted during 1996 through 1999 to evaluate the agronomic responses of 12 widely grown maize hybrids in both an IPS and an extensive production system (EPS). Hybrids belonged to three maturity groups (FAO 300–FAO 500), each consisting of four hybrids. The IPS involved ploughing at 30 to 32 cm; fertilization at 213, 130, and 130 kg ha^-1 N, P₂O₅, and K₂O; 60–65 000 plants ha^-1; and more intensive use of herbicides. The EPS consisted of ploughing at 20 to 22 cm; fertilization at 105, 104, and 104 kg ha^-1 N, P₂O₅, and K₂O; 37–38 000 plants ha^-1; and the use of fewer herbicides. Grain yields significantly increased in the IPS and averaged 11 419 kg ha^-1 compared with 8214 kg ha^-1 for the EPS. This difference was primarily due to a 47.1 % increase in kernel number per square meter produced by 50.5 % more ears per hectare, while grain weight per ear and plant, kernel number per ear and plant, and 1000-kernel weight for the IPS decreased by an average of 6.8, 12.8, 2.9, 9.3, and 3.9 %, respectively. Longer-maturity groups tended to produce higher grain yields by an average of 7.7 % through heavier 1000-kernel weight (FAO 400 vs. FAO 300) or more kernels per plant (FAO 500 vs. FAO 400). A significant production system x hybrid interaction was found because some hybrids were highly responsive to the IPS while others were not. Thus, hybrid selection appears to be an important decision for Croatian farmers when changing from an EPS to an IPS for maize.

Keywords: Maize; Hybrid; Production system; Grain yield; Yield components, EPS, extensive production system; IPS, intensive production system.

Keywords: Maize; Hybrid; Production system; Grain yield; Yield components, EPS, extensive production system; IPS, intensive production system.

Leistung von Maishybriden und ihre Beeinflussung durch Produktionssysteme in Kroatien

Zusammenfassung

Die Anwendung intensiver Produktionssysteme könnte die Maiserträge in Kroatien substantiell steigern, weil der nationale Durchschnittsertrag von 5,37 t ha^-1 angesichts der Umwelt- und Hybridpotentiale vergleichsweise gering ausfällt.
Zwischen 1996 und 1999 wurden Feldversuche durchgeführt, um die Reaktion von 12 mehrortigen Maishybriden auf intensive und extensive Produktionssysteme festzustellen. Die Hybriden gehörten zu den Reifeklassen FAO300–FAO500, wovon jede vier Hybriden umfasste.
Das intensive Produktionssystem umfasste Pflügen zwischen 30 cm und 32 cm; Düngung mit 213 kg ha^-1 N, 130 kg ha^-1 P2O5 sowie 130 kg ha^-1 K₂O; 60.000–65.000 Pflanzen ha^-1, intensiveren Herbizideinsatz. Das extensivere Produktionssystem umfasste Pflügen zwischen 20 cm und 22 cm; Düngung mit 105 kg ha^-1 N, 104 kg ha^-1 P₂O₅ sowie 104 kg ha^-1 K₂O; 37.000–38.000 Pflanzen ha^-1 und geringerer Herbizidgebrauch. Die Kornerträge stiegen beim intensiveren Produktionssystem signifikant und lagen im Mittel bei 11.419 kg ha^-1 gegenüber 8.214 kg ha^-1 beim extensiven Produktionssystem. Dieser Unterschied war in erster Linie auf eine Zunahme der Kornzahl pro m² (um 47,1 %) hervorgebracht durch 50,5 % mehr Kolben pro Hektar zurückzuführen, wohingegen im Mittel bei intensivem Produktionssystem das Korngewicht pro Kolben um 6,8 %, jenes pro Pflanze um 12,8 %, die Körnerzahl pro Kolben um 2,9 %, jene pro Pflanze um 9,3 % und das Tausendkorngewicht um 3,5 % sanken. Hybride der späteren Reifeklassen tendierten bedingt durch höhere Tausendkorngewichte und durch höhere Körnerzahlen pro Pflanze im Durchschnitt zu um 7,7 % höheren Kornerträgen (vgl. die Zahlen FAO400 vs. FAO300 bzw. vgl. die Zahlen FAO500 vs. FAO400).
Eine signifikante Produktionssystem x Hybrid Wechselwirkung war zu finden, weil manche Hybride stark auf intensive Produktionssysteme ansprachen, während andere dies nicht taten. Folglich scheint die Hybridauswahl eine wichtige Entscheidung für kroatische Landwirte zu sein, wenn sie von extensiven auf intensive Produktionssysteme bei Mais umsteigen.

Schlagworte: Mais, Hybrid, Produktionssysteme, Kornertrag, Ertragskomponenten, extensive Produktionssysteme, intensive Produktionssysteme.