19 research outputs found
Diversity of yam bean ( Pachyrhizus spp. Fabaceae) based on morphoagronomic traits in the Brazilian Amazon
ABSTRACT Yam bean is a non-conventional horticultural crop adapted to the Amazon region. It presents edible roots, yet, its seeds contain cytotoxic components such as rotenone and pachyrhizin. The Instituto Nacional de Pesquisas da Amazonia has 64 yam bean genotypes in its germplasm bank, however, their diversity is unknown. The aim of this study was to assess the diversity of these genotypes using 10 morphoagronomic traits, plant height, number of secondary branches, shoot biomass, stem diameter, root biomass, number, length, diameter, length/diameter ratio (L/D), and shape. The accessions were planted on non-flooded land, Manaus, Amazonas (02Âș 59'48.2''S and 60Âș 01' 22.4''W) in completely randomized design with three replicates and three plants per plot spaced 0.5 x 1 m. The results showed significant diversity for all characters except for stem diameter and visual assessment of root shape. Biplot graphic explained 60% of the total variation, which identified that genotypes P44, P22 and P18 have high values for root yield (80-108 t ha-1), number of secondary branches (15-31) and shoot biomass (0.5-0.8 kg plant-1). Cluster analysis, considering 50% of relative Euclidean distance, revealed 15 major groups. We conclude that the genotypes assessed have wide diversity and some of them high root yield potential. This suggests that a yam bean breeding program can be successful for the yield of roots and seeds in the Amazonian region
Agronomische Leistung und genetische DiversitĂ€t der WurzelfrĂŒchte Yambohne (Pachyrhizus spp.) unter westafrikanichen Bedingungen
Die Yambohne (Pachyrhizus spp.) ist eine Knollenleguminose, die fast ausschlieĂlich als GemĂŒsekultur genutzt wird. In der Gattung werden drei Kulturarten unterschieden: Amazonas-Yambohne (P. tuberosus), Mexikanische Yambohne (P. erosus) und die Anden-Yambohne (p. ahipa). Innerhalb von P. tuberosus werden weiterhin drei Gruppen unterschieden: die Ashipa und JĂquima Gruppen mit niedrigem Trockensubstanzgehalt der Knollen (unter 20 %) und die Chuin Gruppe mit hohem Trockensubstanzgehalt (ĂŒber 30%) der Knollen. Im Gegensatz zu allen anderen Formenkreisen der Yambohne, die aufgrund ihres hohen Wassergehaltes roh konsumiert werden, werden Chuin-Typen wie Maniok genutzt. Die Yambohne wird heutzutage in Mittel- (P. erosus) und SĂŒdamerika (P. tuberosus, p. ahipa) sowie in nahezu allen LĂ€ndern SĂŒdostasien (P. erosus) angebaut, allerdings meist lokal auf kleinen FlĂ€chen. Ein kommerzieller Anbau auf groĂen FlĂ€chen ist aus Mexiko, den Philippinen und Indonesien bekannt. Diese Studie wurde in Benin / Westafrika durchgefĂŒhrt um die Möglichkeit fĂŒr die EinfĂŒhrung der Yambohne als proteinreiche Knollenfrucht zu prĂŒfen.Bis vor kurzem wurde die Yambohne zĂŒchterisch kaum bearbeitet. Die weite öko-geographische Verbreitung, Stickstofffixierung, leichte Kreuzbarkeit der Arten, Vermehrung ĂŒber Samen und die Nutzbarkeit als proteinreiche Knollenfrucht lassen den Schluss zu, dass eine Weiterentwicklung dieser vernachlĂ€ssigten Kulturpflanze sehr erfolgreich sein könnte. FĂŒr diese Hypothese sind jedoch genauere und vor allem vergleichbare agronomische Studien des Yambohnen-Genpools erforderlich mit dem Ziel das Ertragspotential, die Variation der wichtigsten agronomischen Merkmale und die genetische DiversitĂ€t im Yambohnen-Genpool zu schĂ€tzen. Hierzu wurden in der vorliegenden Arbeit 34 Akzessionen der Arten P. tuberosus, P. erosus und p. ahipa aus den wichtigsten Anbaugebieten der Yam-Bohne an zwei Standorten in Benin / Westafrika im Jahr 2001/2002 angebaut und 31 agronomische Merkmale und 40 morphologische Merkmale wurden erfasst. In der Anbaupraxis erfolgt ein Entfernen der BlĂŒtenstĂ€nde zur Steigerung der KnollenertrĂ€ge, da die Samen der Yambohne aufgrund des hohen Rotenongehalts (ca. 1% des Samengewichts) nicht genutzt werden. Aus diesem Grund erfolgte die Erfassung der wichtigsten agronomischen Merkmale: Knollenfrischmasseertrag, Knollentrockenmasseertrag, Biomasse, Trockenmasse der Knolle, Harvest-Index fĂŒr den Knollenertrag sowie die SchĂ€digung der Knolle durch Nematoden, Insekten und Pilzen in den zwei Behandlungsstufen mit ("pruning") und ohne Entfernen der BlĂŒtenstĂ€nde ("no-pruning"). Ziele der vorliegenden Arbeit waren: (i) die Evaluierung des agronomischen Potentials der verschiedenen Akzessionen und die Analyse der Auswirkung des "Pruning" auf den Ertrag, (ii) die DiversitĂ€tsschĂ€tzung innerhalb und zwischen den drei Arten aufgrund agronomischer und morphologischer Merkmale mit Hilfe multivariater Statistik, (iii) die Untersuchung der Möglichkeit der Anwendung der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) zur DiversitĂ€tsschĂ€tzung.Signifikante Unterschiede zwischen Standorten, Akzessionen und Arten wurden fĂŒr die meisten Merkmale beobachtet. Bei "no pruning" variierte das Populationsmittel der Landrassen fĂŒr den Knollenfrischmasseertrag zwischen 12,4 t ha-1 bei p. ahipa und 23,4 t ha-1 bei P. erosus. Der Samenertrag variierte zwischen 1,5 und 2,9 t ha-1 bei P. tuberosus, 3,5 und 4,6 t ha-1 bei P. erosus und zwischen 2,6 und 2,7 t ha-1 bei p. ahipa. Mit "Pruning" wurde der Knollenfrischmasseertrag um 48 % bei P. tuberosus, 91 % bei P. erosus und 61 % bei p. ahipa gesteigert, wobei gleichzeitig der Knollentrocken-masseertrag um 58 % bei P. tuberosus, 100 % bei P. erosus und 66 % bei p. ahipa zunahm. Die Chuin-Typen zeigten einen hohen Knollentrocken-massegehalt (ungefĂ€hr 30 % der Knollenfrischmasse). Akzessionen mit FrĂŒhreife wurden innerhalb von p. ahipa identifiziert und Akzessionen mit hohem Knollenertrag und hohem Samenertrag bei P. erosus, wobei in dieser Art zwei Akzessionen auffielen, die am Standort mit Trockenstress nur eine geringe Reduktion des Knollen- und Samenertrags zeigten. In allen drei Arten wurde eine hoch signifikante genetische Variation fĂŒr Knollenfrischmasse-ertrag und Knollentrockenmasseertrag festgestellt.Die SchĂ€tzung der DiversitĂ€t im Yambohnen Genpool erfolgte mit multivariater Statistik (Hauptkomponenten und Clusteranalysen) anhand von 71 morpho-agronomischen Merkmalen. Die Hauptkomponenanalyse zeigte, dass mit den ersten beiden Hauptkomponenten 62% der Gesamtvariation aller Merkmale erklĂ€rt werden konnten. Drei klar getrennte Gruppen konnten mit der Hauptkomponentenanalyse sowie der Clusteranalyse festgestellt werden, die den drei Arten p. ahipa, P. erosus und P. tuberosus entsprechen. Die P. tuberosus Akzession TC118 wurde aufgrund des niedrigen Knollenfrischmasseertrags, Knollentrockenmassegehalts und Samenertrags in einer isolierten Gruppe eingestuft. Keine Beziehung wurde zwischen geographischem Ursprung und DiversitĂ€t beobachtet.Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) ist heute ein wichtiges Hilfsmittel fĂŒr die QualitĂ€tsevaluierung von Kulturarten geworden. In der vorliegenden Studie wurde NIRS verwendet um die DiversitĂ€t im Genpool einer Kulturpflanzengruppe zu schĂ€tzen. Die spektralen Daten von intakten (nicht zermahlenen) Samenproben der Akzessionen wurden hierzu als Merkmale betrachtet und mit einer Hauptkomponenten- und Clusteranalysen verrechnet. Die Clusteranalyse zeigte klare Gruppen innerhalb der Arten und hĂ€ufig eine Fusionierung von Akzessionen entsprechend denen der Clusteranalyse auf Basis morphologisch-agronomischer Daten. Allerdings konnte auf höheren Fusionierungsstufen lediglich P.ersous und p. ahipa von einander getrennt werden. Eine klare Trennung aller drei Arten war nicht möglich.Die Arbeit zeigt das Potential der Yam-Bohne fĂŒr ihre EinfĂŒhrung in Benin und West Afrika. Akzessionen mit dem höchsten Knollenfrischmasseertrag wurden innerhalb von P. erosus gefunden. Bei allen drei Arten traten Akzessionen mit hohem Knollentrockenmasseertrag auf und Akzessionen mit FrĂŒhreife wurden bei p. ahipa gefunden. Multivariate Analysen konnten zeigen, dass es eine groĂe genetische VariabilitĂ€t zwischen und innerhalb der drei Arten gibt. Die VariabilitĂ€t innerhalb von P. tuberosus ist auch groĂ, da Akzessionen der Chuin Gruppe sich von der Akzession der Ashipa Gruppe unterscheiden. Da interspezifische Hybridisierungen zwischen allen drei Arten möglich sind, kann die gesamte genetische VariabilitĂ€t innerhalb von Pachyrhizus zĂŒchterisch genutzt werden. Einige Landrassen der Yam-Bohne sind bereits jetzt fĂŒr die EinfĂŒhrung in Benin und in Westafrika im allgemein attraktiv. Eine zĂŒchterische Bearbeitung der Yambohne in kleinem MaĂstab sollte zu deutlichen Zuchtfortschritten fĂŒhren - die erforderlichen Kreuzungseltern fĂŒr ein solches Programm konnten in dieser Arbeit identifiziert werden
Effects of salinity stress on growth in relation to gas exchanges parameters and water status in amaranth ( Amaranthus cruentus )
Salinity is a major detrimental abiotic factor for plant growth. The main purpose of this study was to analyze the effects of different NaCl concentrations on growth and some physiological parameters related to gas exchanges and water relations in amaranth (Amaranthus cruentus) plants. Three weeks old amaranth plants from the cultivar âLocaleâ were exposed in nutrient solution to 0, 30 or 90 mM NaCl (electrical conductivities of 1.915; 4.815 and 11.70 dS.m-1 respectively) in phytotron conditions. Shoot elongation as well as fresh and dry masses of shoot and root were determined after two weeks of stress exposure. Net photosynthesis (A), intercellular CO2 concentration (Ci), instantaneous transpiration (E), stomatal conductance (gs), osmotic potential (Κs) as well as the efficiency of the instantaneous carboxylation (A/Ci), intrinsic (A/gs) and instantaneous (A/E) water use efficiency were estimated. Results reveal that salt stress induced a significant reduction in growth of aerial part as well as net photosynthesis, instantaneous transpiration, stomatal conductance and leaf and root osmotic potentials. In contrast, no significant reductions were recorded for root growth, shoot water content, intercellular CO2 concentration and instantaneous carboxylation efficiency. However, a significant increase was observed for intrinsic (A/gs) and instantaneous (A/E) water use efficiency. The plant growth reduction observed hinges upon a drop in photosynthetic activity due mainly to stomatal closure. These data suggest that photosynthetic activity may be used as a reliable criterion for physiological estimation of salt-tolerance in A. cruentus cultivars
Genetic diversity in cultivated yam bean (Pachyrhizus spp.) evaluated through multivariate analysis of morphological and agronomic traits
Ăvaluation de la rĂ©sistance Ă la salinitĂ© au stade jeune plant de quelques cultivars de piment (Capsicum spp.) du Benin
Objectifs : La salinitĂ© est un facteur abiotique qui influe nĂ©gativement sur la physiologie des plantes. Cette Ă©tude vise Ă Ă©valuer lâeffet de diffĂ©rentes concentrations de NaCl (Chlorure de sodium) sur la croissance des plants de cinq cultivars (Adologbo, Gbatakin, TPS 0251, Gbatakin dâAgbĂ©dranfo et DĂ©mon) de piment (Capsicum spp) produits au BĂ©nin afin de dĂ©terminer leur niveau relatif de rĂ©sistance au stress salin.MĂ©thodologie et rĂ©sultats : Cinq concentrations de NaCl comprises entre 0 et 120 mM ont Ă©tĂ© appliquĂ©es pendant deux semaines sur les plants de piment ĂągĂ©s de trois semaines dans un dispositif complĂ©tement randomisĂ© avec quatre rĂ©pĂ©titions. Les rĂ©sultats indiquent que lâeffet du sel sâest traduit par une rĂ©duction des diffĂ©rents paramĂštres de croissance Ă©tudiĂ©s avec une diffĂ©rence significative entre les cultivars. Les rĂ©ductions observĂ©es ont Ă©tĂ© moins accentuĂ©es chez le cultivar Gbatakin alors quâelles ont Ă©tĂ© plus accentuĂ©es chez TPS 0251 et Adologbo. Lâindice de tolĂ©rance au sel le plus Ă©levĂ© a Ă©tĂ© observĂ© chez le cultivar Gbatakin et le plus faible chez Adologbo et TPS 0251.Conclusion et applications des rĂ©sultats : Le stress salin rĂ©duit la croissance des cinq cultivars de piment Ă©valuĂ©s quel que soit le paramĂštre de croissance pris en compte. Le cultivar Gbatakin maintient une meilleure croissance en prĂ©sence du NaCl avec lâindice de tolĂ©rance au sel le plus Ă©levĂ© et apparaĂźt de ce fait comme le plus rĂ©sistant des cinq cultivars testĂ©s tandis que les cultivars Adologbo et TPS 0251 qui prĂ©sentent les croissances les plus faibles en prĂ©sence de NaCl avec les indices de tolĂ©rance au sel les plus faibles sont les plus sensibles. A ce stade de nos rĂ©sultats, le cultivar Gbatakin peut ĂȘtre conseillĂ© aux producteurs des zones cĂŽtiĂšres ou affectĂ©es par la salinitĂ© tandis que les producteurs des autres zones peuvent produire tous les cultivars.Mots clĂ©s : Capsicum spp, croissance, NaCl, indice de tolĂ©rance au sel
Response of Chili Pepper (Capsicum spp.) Cultivars Cultivated in Benin to Salt Stress at Germination Stage
Aims: In this study, salt resistance level of six chili (Capsicum spp.) cultivars including five local cultivars (Adologbo, Gbatakin, Pili-pili, Gbatakin dâAgbĂ©dranfo, TPS0251) and one imported variety (DĂ©mon) grown in Benin was evaluated at the germination stage.
Study Design: The experiment was laid out as a completely randomized design with four replications.
Place and Duration of Study: The experiment was carried out in the Laboratory of Plant Physiologyand Abiotic Stresses Study of University of Abomey-Calavi, Republic of Benin from September through October, 2016.
Methodology: Seeds were submitted to treatment with five NaCl concentrations (0; 30; 60; 90 and 120 mM NaCl) in petri dishes.Seed germination was checked every day during sixteen days incubation period. Four replicates of 40 seeds each were used.
Results: From day 2 to day 16, NaCl delayed seed germination rate proportionately to NaCl concentration except for cultivars TPS0251 and DĂ©mon. At the end of the 16 days, NaCl stress effects on seed germination of cultivars were significantly variable. No significant reduction was observed for cultivars DĂ©mon and TPS0251 whereas a significant decrease was observed for the four other cultivars with a significant difference among them. The average reduction due to NaCl stress was lower for cultivars DĂ©mon (0%) and TPS0251 (4.31%) and higher for cultivar Pili-pili (63.61%). Salt Tolerance Index was significantly variable according to the cultivar with the highest values for cultivar DĂ©mon (1.227) and TPS0251 (1.127) and the weakest values for cultivars Pili-pili (0.374) and Gbatakin dâAgbĂ©dranfo (0.46).
Conclusion: NaCl stress delayed seed germination and reduced the rate of final germination. Salt Tolerance Index was variable among the six cultivars: cultivars DĂ©mon and TPS0251 appeared to be the most salt resistant whereas Pili-pili and Gbatakin dâAgbĂ©dranfo appeared as the most salt sensitive at germination stage. For the first time, we demonstrated a variability of relative salinity resistance among local chili pepper cultivars at germination stage
Determination of the chemical and functional properties of yam bean (Pachyrhizus erosus (L.) Urban) flour for food systems
Many plant species that are suitable for food across the world are neglected and underutilized. In order to increase their diversified food uses and thus help enhance food and nutrition security, we studied the chemical and functional properties of Pachyrhizus erosus (yam bean), which is a neglected and underutilized legume species. The chemical properties of flour produced from the yam bean include 5.8% moisture content, 5.7% crude fat, 6.2% crude fiber, and 85% available carbohydrate, indicating appropriate shelfâstable flour, low fat, and abundant energy. The results also showed a reducing sugar content of 2.0% and 21.0% starch. Pasting temperature was 70.6°C with peak viscosity of 14.5 BU, which supports ease of cooking of the flour. The swelling power obtained was 752.9 g/100 g at 85°C with a solubility index of 54%. Water holding capacity (WHC) obtained for the flour was 363.88%, whereas swelling volume was 14.0 ml and makes the flour appropriate for the production of infant foods. The P. erosus flour therefore exhibits good functional and chemical properties that would make the flour quite suitable as a substitute for other flours in food systems