Semi-Dwarf Tef Lines for High Seed Yield and Lodging Tolerance in Central Ethiopia

Abstract

Tef [ Eragrostis tef (Zucc.) Trotter] is the major cereal crop in the Horn of Africa, especially in Ethiopia where it is a staple food for over 60% of its 90 million population. The crop performs better than other cereal crops under extreme environmental conditions. The grain of tef is not only nutritious but also gluten-free, the cause for celiac disease, which affects humans world wide. The objective of this study was to evaluate the morpho-agronomic performance of newly developed semi-dwarf tef genotypes for grain yield and yield related agronomic traits under diverse environmental conditions. Twenty-four tef lines were evaluated, along with one local and three standard checks, at three locations in the Central Ethiopia. The mean squares due to genotypes, locations and genotype by location interactions were highly significant (P<0.01) for all the studied traits. Three genotypes, namely RIL- 91, RIL-244 and RIL-11, gave the highest seed yield, ranging between 4.4 to 4.7 t ha-1, compared to the popular and widely cultivated tef variety called Quncho which gave 4.2 t ha-1. Genotypic and phenotypic coefficients of variations ranged from 0.002 to 173.9% and from 0.004 to 255.9%, respectively. The highest genetic advance (20.2 cm) and heritability estimates (86.7%) were obtained for plant height indicating that selection for this trait can be made easily. Grain yield showed significant and positive genotypic association with plant height, whole culm and second culm internode length, second culm internode diameter, number of spikelet per panicle and shoot biomass yield. Cluster analysis grouped the genotypes into six distinct classes. The first five principal components with eigenvalues greater than one accounted for 85% of the total variation. Generally, this study identified tef genotypes with better grain yield and reasonable lodging tolerance for further evaluation and eventual release to the farming communities.Tef [ Eragrostis tef (Zucc.) Trotter] est une\ua0culture majeure de c\ue9r\ue9ale dans la corne de l\u2019Afrique, particuli\ue8rement en Ethiopie o\uf9 elle est un aliment de base pour plus de 60% de son 90\ua0million de population. La culture performe mieux que d\u2019autres cultures c\ue9r\ue9ali\ue8res dans des conditions environnementales extr\ueames. Les grains du tef ne sont pas seulement nutritifs mais aussi ne contiennent pas de gluten, la cause des maladies des c\ue9r\ue9ales, qui affectent les hommes dans le monde. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait d\u2019\ue9valuer la performance morpho-agronomique des g\ue9notypes semi-nain de tef nouvellement d\ue9velopp\ue9s pour le rendement en grain et les composantes du rendement sous diverses conditions environnementales. Vingt-quatre lign\ue9es de tef \ue9taient \ue9valu\ue9es, ensemble avec un local et trois contr\uf4les standards, dans trois locations dans la r\ue9gion centrale de l\u2019Ethiopie. Les carr\ue9es moyens dus aux g\ue9notypes, locations et aux interactions entre le g\ue9notype et l\u2019environnement \ue9taient hautement significatifs (P<0.01) pour tous les traits \ue9tudi\ue9s. Trois g\ue9notypes, nomm\ue9s RIL-91, RIL-244 and RIL-11, ont donn\ue9 les rendements les plus \ue9lev\ue9s en grain variant de 4,4 \ue0 4,7 t ha-1, compar\ue9s \ue0 la vari\ue9t\ue9 de tef populaire et largement cultiv\ue9e appel\ue9e Ounho qui a donn\ue9 4,2 t ha-1. Les coefficients de variation g\ue9notypique et ph\ue9notypique ont vari\ue9 de 0,002 \ue0 173,9% et de 0,004 \ue0 255,9%, respectivement. La plus grande avanc\ue9e g\ue9notypique (20,2 cm) et les estimations d\u2019h\ue9ritabilit\ue9 (86,7%) \ue9taient obtenues pour la taille de la plante montrant que la s\ue9lection pour ce trait peut \ueatre faite plus t\uf4t. Le rendement en grain a montr\ue9 une association significative et positive avec la taille de la plante, la longueur de l\u2019entre-n\u153ud au niveau de la canne int\ue9grale et la seconde canne, le diam\ue8tre de la seconde canne de l\u2019entre-n\u153ud, le nombre d\u2019\ue9pillet par panicule et le rendement en biomasse de la tige. L\u2019analyse en class a group\ue9 les g\ue9notypes en six classes distinctes. Les cinq premi\ue8res composantes principales avec des valeurs propres sup\ue9rieures \ue0 un ont pris en compte 85% de la variation totale. En g\ue9n\ue9rale, cette \ue9tude a identifi\ue9 des g\ue9notypes de tef avec des meilleurs rendements en grains et de tol\ue9rance raisonnable \ue0 la verse pour davantage \ue9valuation et \ue9ventuelle lib\ue9ration aux communaut\ue9s paysannes