Genetic analysis of aluminum tolerance in Brazilian barleys

Abstract

-Aluminum (Al) toxicity is a major factor limiting barley growth in acid soils, and genotypes with adequate level of tolerance are needed for improving barley adaptation in Brazil. To study the inheritance of Al tolerance in Brazilian barleys, cultivars Antarctica 1, BR 1 and FM 404 were crossed to sensitive Kearney and PFC 8026, and intercrossed. Parental, F 1 , F 2 and F 6 generations were grown in nutrient solution containing 0.03, 0.05 and 0.07 mM of Al and classified for tolerance by the root tip hematoxylin staining assay. Tolerant by sensitive F 2 progenies segregated three tolerant to one sensitive, fitting the 3:1 ratio expected for a single gene. The F 6 populations segregated one tolerant to one sensitive also fitting a monogenic ratio. The F 2 seedlings from crosses among tolerant genotypes scored the same as the parents. Since the population size used would allow detection of recombination as low as 7%, the complete absence of Al sensitive recombinants suggests that tolerance in these cultivars is most probably, controlled by the same gene. Thus, the potential for improving Al tolerance through recombination of these genotypes is very low and different gene sources should be evaluated.Index terms: Hordeum vulgare, genotypes, genetic inheritance, toxicity. Análise genética da tolerância ao alumínio em cevadas brasileirasResumo -A toxicidade do alumínio (Al) é um dos principais limitantes ao crescimento da cevada em solos ácidos, e são necessários genótipos com adequada tolerância para melhorar a adaptação da espécie no Brasil. Para estudar a herança da tolerância ao Al em cevadas brasileiras, as cultivares Antarctica 1, BR 1 e FM 404 foram cruzadas com Kearney e PFC 8026 e intercruzadas entre si. Progenitores e gerações F 1 , F 2 e F 6 foram cultivados em solução nutritiva contendo 0,03, 0,05 e 0,07 mM de Al, e classificadas quanto à tolerância, pelo método de coloração com hematoxilina. As progênies F 2 , das cruzas tolerante x suscetível, segregaram na proporção de três tolerantes para uma suscetível, enquadrando-se na proporção 3:1 esperada no modelo monogênico. As populações F 6 segregaram uma tolerante para uma suscetível, enquadrando-se no modelo de um gene. Nos cruzamentos entre tolerantes, as F 2 apresentaram reação igual à dos progenitores. Como o tamanho de população usado permitiria detectar recombinações de 7% na hipótese de mais de um gene ligados em repulsão, a ausência completa de segregantes suscetíveis sugere que a tolerância destas cultivares seja condicionada pelo mesmo gene. Desta maneira, o potencial para melhoria da tolerância ao Al por meio da recombinação destas cultivares é muito baixo, e devem ser pesquisadas fontes diferentes.Termos para indexação: Hordeum vulgare, genótipos, herança genética, toxicidade.

Genetics of aluminium tolerance in chickpea (Cicer arietinum)

“…The present results are in agreement with the previous results on other crops (Rhue et al. 1978, Somers and Gustafson 1995, Riede and Anderson 1996, Minella and Sorrells 2002, Raman et al. 2002, Wang et al.…”

“…Several studies have demonstrated that inheritance of Al tolerance is simple (Rhue et al. 1978, Minella and Sorrells 2002, Singh and Choudhary 2010) and complex (Lafever and Campbell 1978, Aniol and Gustafson 1984, Aniol 1990, Araujo et al. 1992, Carver and Ownby 1995).…”

Aluminium tolerance in lentil (Lens culinaris Medik.) with monogenic inheritance pattern

“…Several studies have demonstrated that Al tolerance is a simple (Rhue et al. , Minella and Sorrells , Singh and Choudhary ) or a complex as well (Lafever and Campbell , Aniol and Gustafson , Aniol ) trait. Information on the accumulation of aluminium and callose and inheritance pattern of Al 3+ tolerance in lentil is not available.…”

Inheritance pattern of aluminum tolerance in pea

“…2006, Singh et al. 2007b) were chosen because such techniques have given consistent results and are routinely used in genetic studies (Anas and Yoshida 2000, Minella and Sorrells 2002).…”