Genotype x Environment Interaction and Stability of Potato Tuber Yield and Bacterial Wilt Resistance in Kenya

Abstract

Genotype x environment interactions (GEI) slows the genetic progress in breeding through reduced selection gains. The additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) analysis and genotype main effect and genotype x environment interaction (GGE) biplot analysis are widely used to measure stability of yield and its components. The objective of this study was to estimate the magnitude of GEI for potato tuber yield and bacterial wilt resistance and to identify the most discriminating and representative environments for potato testing in Kenya. The study was conducted in four environments. Forty eight potato families were evaluated using a 6 × 8 alpha lattice design replicated three times. Data on days from planting to onset of wilting, area under the disease progress curve, total tuber weight (t ha⁻¹), total tuber numbers/hectare, proportion of ware sized tubers, proportion of symptomatic tubers based on weight, proportion of symptomatic tubers based on tuber numbers, and latent infection of the tubers were subjected to combined analysis of variance in order identify crosses that were resistant to bacterial wilt. Data on tuber yields were analysed using AMMI and GGE biplot methods in order to identify the highest yielding and most stable family as well as the most discriminating and yet representative test environment. Family 20 was closest to the ideal genotype; it was the highest yielding (104.686 t ha⁻¹) and most stable; it was followed by family 43. The environment ENVI 1 was the closest to ideal environment and therefore the most desirable of the four test environments.

Resumen

Las interacciones genotipo-medio ambiente (GEI) hacen más lento el progreso genético en mejoramiento mediante la reducción de logros por selección. El análisis de los principales efectos aditivos y la interacción multiplicativa (AMMI) y el principal efecto del genotipo, y el análisis de multivariables superpuestas (biplot) de la interacción genotipo-medio ambiente (GGE), se usan ampliamente para medir la estabilidad del rendimiento y sus componentes. El objetivo de este estudio fue estimar la magnitud de GEI para el rendimiento del tubérculo en papa y la resistencia a la marchitez bacteriana, y para identificar los ambientes más discriminadores y representativos para pruebas de papa en Kenia. El estudio se condujo en cuatro ambientes. Se evaluaron 48 familias de papa utilizando un diseño de alfa látice de 6 × 8 con tres repeticiones. Los datos de días de siembra hasta el establecimiento de la marchitez, del área bajo la curva de progreso de la enfermedad, del peso total del tubérculo (t ha⁻¹), del número total de tubérculos por hectárea, de la proporción de tubérculos de tamaño comercial, de la proporción de tubérculos sintomáticos con base en el peso, de la proporción de tubérculos sintomáticos con base en números y de la infección latente de tubérculos, estuvieron sujetos a un análisis de varianza combinado a fin de identificar cruzas que fueran resistentes a la marchitez bacteriana. Se analizaron los datos de rendimiento de tubérculo usando los métodos biplot AMMI y GGE para identificar la familia más estable y de más altos rendimientos, así como del ambiente probado más discriminador y a la vez representativo. La familia 20 fue la más cercana al genotipo ideal; fue la de más alto rendimiento (104.686 t ha⁻¹) y la más estable; seguida por la familia 43. El ambiente ENVI 1 fue el más cercano al ideal, y por lo tanto el más deseable de los cuatro ambientes probados.