Effectiveness of selection at CIMMYT's main maize breeding sites in Mexico for performance at sites in Africa and vice versa

Abstract

The exchange of elite breeding materials across regions is an important way in which multinational maize breeding programmes access new genetic variation, improve efficiency and reduce costs. Our objectives were to examine whether CIMMYT's breeding programmes for tropical and subtropical environments in Mexico and Eastern and Southern Africa (ESA) can effectively share materials. Sets of selected and unselected lines were evaluated for per se and testcross performance in multiple environments in Mexico and ESA for grain yield, days to anthesis and plant height. Genotypic correlations between performance in Mexico and ESA as testcross and line per se were high (≥ 0.72) for all experiments, and indirect selection efficiency ranged from 67 to over 100% for all traits. Lines selected in ESA or Latin America performed equally well in each region, indicating selection was for broad rather than regional adaptation. Thus, breeding programmes of CIMMYT in both Mexico and ESA can benefit tremendously by exchanging breeding materials and test results, and elite selections from each region should be fast‐tracked for evaluation in the other.

Rapid breeding and varietal replacement are critical to adaptation of cropping systems in the developing world to climate change

“…This can translate into adaptation even to regions where the cultivar was not originally tested, because similar production environments can occur across regions and even continents. For example, Kebede et al (2013) have shown that maize variety trials conducted in subtropical areas of Mexico and southern Africa yield highly correlated results. The similarity of production environments across vast regions has led to the selection of varieties exhibiting very broad adaptation to a range of climatic conditions.…”

Identification of Tropical Maize Germplasm with Tolerance to Drought, Nitrogen Deficiency, and Combined Heat and Drought Stresses

“…The development of new maize germplasm able to tolerate drought, high temperatures, N deficiency, and biotic stresses is crucial if productivity in maize‐based farming systems is to be sustained or increased in tropical lowlands in Latin America. Germplasm developed in Latin America is equally likely to perform well in similar agroecological environments prone to drought and high temperatures in southern and eastern Africa and southern Asia (Kebede et al, 2013). The objective of this study was to evaluate elite lines currently available in CIMMYT's lowland tropical breeding program in Latin America under multiple abiotic stresses and identify germplasm for tolerance to drought, N deficiency, and HTDS.…”

Eficiencia de selección indirecta en maíz para ambiente futuro por cambio climático

“…Entonces la selección en ambos ambientes traerá cambios en el mismo sentido cuando la población sea llevada al otro ambiente, ocurriendo lo contrario sólo para el peso de la mazorca, que es el carácter que más impacta al productor. Excepto para rendimiento de grano, los resultados son similares a los de Kebede et al, (2013), que estudiando el comportamiento de líneas endogámicas y sus cruzas en México y el este y sur de África encontraron correlaciones de 0.72 o superiores para rendimiento de grano, días a floración femenina y altura de planta, concluyendo que puede intercambiarse material genético entre ambos ambientes.…”

“…La selección por peso de mazorca en ambiente de humedad residual se traducirá en una merma de poco más de medio punto porcentual por cada ciclo de selección al llevar a la población al ambiente de secano, en parte por el muy bajo valor de heredabilidad en el ambiente de selección, pero hay que tomar en cuenta que el ambiente de secano puede considerarse un ambiente de baja productividad y al respecto Atlin et al, (2001) señalan que programas formales de mejoramiento genético han sido exitosos en desarrollar variedades de alto rendimiento llevando múltiples evaluaciones a través de ambientes favorables, pero menos exitosos en desarrollar materiales que superen a los maíces locales en ambientes marginales. Windhausen et al, (2013) coinciden en lo anterior cuando dicen que la división en sub regiones es innecesaria solo cuando hay poca diferencia entre ellas, lo que no aplica en este trabajo. También Banziger et al, (1997) concluyeron que la selección en ambiente de alto nitrógeno para comportamiento en bajo nitrógeno traerá una reducción en rendimiento cuando la deficiencia excede 43 %.…”

“…Falconer y Mackay (1996) describen la selección indirecta refiriéndose a aplicar selección en un ambiente para obtener una respuesta en otro, y hay trabajos que manejan este concepto (Bänziger et al, 1997;Atlin et al, 2001;Windhausen et al, 2012;Kebede et al, 2013). En el presente estudio el objetivo fue evaluar el efecto de la selección en una población de maíz en el ambiente de humedad residual, al llevarla al ambiente de secano.…”