Optimizing selection efficiency in maize for the drought prone eastern and southern African environments

Breeding for stress tolerance is the most cost effective way of avoiding drought-induced yield reduction in the tropics. Optimizing breeding for drought tolerance at CIMMYT could enhance the effectiveness of this multi-national breeding program and warrant fast delivery of drought tolerant materials to the farmers. Thus, the overall aim of my study was to improve the efficiency of drought tolerance breeding of maize at CIMMYT for the rapid and cost effective advancement of drought tolerant materials for the drought prone regions of the ESA (Eastern and Southern African countries). We screened a diverse source of tropical germplasm for their haploid induction rate (HIR) and the seasonal variation of this trait. We then compared various managed drought and well watered experiments conducted as line per se performance trials (LP) and testcross performance trials (TP) in Kenya and Mexico. Further, we estimated the relative selection efficiency of the principal breeding regions of CIMMYT for the tropics in ESA and Mexico with unselected and selected breeding materials. The specific objectives of my study were to (1) monitor the variation for HIR among diverse source germplasm in tropical maize, (2) determine the relative importance of general (GCA) and specific (SCA) combining abilities of the source germplasm for HIR, (3) investigate the influence of tropical summer and winter seasons and genotype × season interactions on this trait, (4) determine if LP is predictive of TP for yield under drought in sets of lines under development by the CIMMYT maize breeding program in Kenya and Mexico, (5) determine the genetic correlation between performance of lines per se under drought and testcrosses under optimal conditions and assessing its effect on yield potential, (6) examine the correlation between TP under well-watered and drought stress conditions for potential indirect selection efficiency of well-watered conditions in comparison with drought stress, (7) determine the rel
Die Züchtung auf Stresstoleranz ist der kosteneffektivste Weg, um Trockenheitsstress bedingte Ertragsverluste bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen zu minimieren. Eine Optimierung der Züchtungsstrategien am CIMMYT bezüglich Trockenstresstoleranz von Mais könnte die Effektivität dieses multi-nationalen Züchtungsprogramms enorm verbessern und eine schnellere Bereitstellung von trockenstress-tolerantem Material an die Farmer in den Zielregionen garantieren. Aus diesem Grund war das übergeordnete Ziel dieser Forschungsarbeiten die Verbesserung der Effizienz der Züchtung von Mais auf Trockentoleranz am CIMMYT, um schneller und kostengünstiger Fortschritte bei der Entwicklung von trockenstresstolerantem Material zu erzielen, insbesondere für die durch Trockenheit stark gefährdeten Regionen im östlichen und südlichen Afrika (ESA, Eastern and Southern Africa). Mittels der Technologie zur Erzeugung von Doppelhaploiden(DH)-Linien wurde ein breites Spektrum von tropischem Material bezüglich seiner Haploiden-Induktionsrate (HIR) und der saisonalen Variation in diesem Merkmal untersucht. Weiterhin wurden vergleichende Experimente unter kontrollierter Trockenheit als auch unter optimaler Wasserversorgung durchgeführt, bei denen sowohl die Linieneigenleistung (LP = line per se performance) als auch Testkreuzungsleistung (TP = testcross performance) in Kenia und Mexiko erfasst wurde. Zusätzlich wurde die relative indirekte Selektionseffizienz (ISE) für die beiden tropischen Züchtungsregionen des CIMMYT, nämlich ESA und Mexiko, an unselektiertem und vorselektiertem Material untersucht. Die spezifischen Ziele der Untersuchungen waren (1) die Erfassung der Variation für HIR von tropischem Mais verschiedenen Ursprungs, (2) die Bestimmung der relativen Bedeutung von allgemeiner (GCA) und spezifischer (SCA) Kombinationseignung für HIR in einem di-allelen Kreuzungsschema mit verschiedenen tropischen Inzuchtlinien, (3) die Untersuchung des saisonalen Einflusses und der Genotyp x Saison-I