GENE ACTIONS CONTROLLING DROUGHT TOLERANT TRAITSIN FIELD CORN USING NORTH CAROLINA MATING DESIGN II

Abstract

The development of high-yield and drought-tolerant F1 hybrid maize is one of the effective strategies to mitigate yield losses in maize production for maize growers. This study aimed to evaluate genetic parameters related to drought tolerance traits in hybrid maize under water-stressed conditions and to assess the correlation between protein kinase gene expression and phenotypic traits associated with drought tolerance. Twelve hybrid combinations were generated using the North Carolina II mating design and tested under controlled watering conditions using a 2 × 12 Factorial experiment in a randomized complete block design with two replications, totaling 48 experimental units. The first factor was 12 hybrid combinations, and the second factor was two water regimes: well-watered and water-restricted conditions. Data on vegetative growth, yield components, and drought tolerance indices were collected. Analysis of variance and mean comparisons revealed that hybrids Ki48 × Nei542010 and Nei452004 × Nei542010 exhibited superior performance in yield components under both water-stressed and non-stressed conditions, along with high drought tolerance indices. Moreover, the drought tolerance index for fresh ear weight with husk exhibited a high narrow-sense heritability. In addition, protein kinase gene presence was detected using InDel primers in F1 hybrids, with hybrid Ki48 × Nei542010 showing the highest frequency of DNA band occurrence, consistent with its favorable phenotypic expression under drought stress.

การพัฒนาพันธุ์ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ลูกผสมเดี่ยวที่ให้ผลผลิตสูงและมีความทนทานต่อสภาพแล้งได้ เป็นหนึ่งวิธีในการบรรเทาความเสียหายของผลผลิตข้าวโพดให้แก่เกษตรกรผู้ปลูกข้าวโพดได้ การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินค่าพารามิเตอร์ทางพันธุกรรมสำหรับลักษณะส่งเสริมการทนแล้งของข้าวโพดเลี้ยงสัตว์ภายใต้สภาวะเครียดน้ำ และการประเมินความสัมพันธ์ระหว่างการแสดงออกของยีนโปรตีนไคเนสและลักษณะฟีโนไทป์ที่เกี่ยวข้องกับความทนทานต่อสภาพเครียดน้ำ การทดลองเริ่มจากพัฒนาลูกผสมทั้งหมด 12 คู่ผสม ผ่านการใช้แผนการผสมแบบ North Carolina II และนำมาทดสอบในสภาพการทดลองที่ควบคุมการให้น้ำ ผ่านการใช้แผนการทดลองชนิด 2 x 12 Factorial in randomized complete block design จำนวน 2 ซ้ำ รวมทั้งหมด 48 หน่วยทดลอง ปัจจัยที่ 1 คือ ลูกผสม จำนวน 12 คู่ผสม ส่วนปัจจัยที่ 2 คือ รูปแบบการให้น้ำ ได้แก่ การให้น้ำแบบสม่ำเสมอ และการจำกัดการให้น้ำในบางช่วง จากนั้นเก็บข้อมูลการเจริญเติบโตทางลำต้น ลักษณะที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบผลผลิต คำนวนค่าดัชนีความทนแล้ง จากผลการวิเคราะห์ค่าความแปรปรวนและการเปรียบเทียบค่าเฉลี่ย พบว่า คู่ผสม Ki48xNei542010 และ Nei452004xNei542010 ให้องค์ประกอบผลผลิตเฉลี่ยจากสภาพเครียดน้ำและสภาพให้น้ำปกติที่ดี รวมถึงยังให้ค่าดัชนีการทนทานต่อสภาพเครียดน้ำที่สูงอีกด้วย นอกจากนี้ ยังพบอีกว่า ลักษณะดัชนีความทนแล้งในลักษณะน้ำหนักฝักสดไม่ปอกเปลือกมีค่าอัตราการพันธุกรรมแบบแคบที่สูง ขณะที่ผลทดสอบการมีอยู่ของยีนโปรตีนไคเนสในรุ่นลูก F1 จาก InDel primers พบว่า คู่ผสม Ki48xNei542010 ที่ให้ลักษณะฟีโนไทป์ที่ดีนั้นให้ค่าความถี่ของการเกิดแถบดีเอ็นเอสูงที่สุดเช่นกัน