Department of Agronomy

Permanent URI for this collection


Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 48
  • Item
    Genome Wide Association Study (GWAS) for Traits Related to Yield and Heat Stress Tolerance in Bread Wheat (Triticum aestivum L.)
    (University of Khartoum, 2021-12) Mona Osman Mohamed Jaber ; Awadalla Abdalla Abdelmula
    one hundred and sixty of diversified bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes were evaluated under eight environments [Medani in two growing seasons (2016/17 and 2017/18) and two sowing dates (Optimum and late) and at Shamabt in two growing seasons (2016/17 and 2017/18) and two sowing dates (Optimum and late)], using Alpha design with two replications. The objectives of this study were to: quantify variability for morphological, physiological and reproductive traits related to heat stress, determine the G × E interaction, stability and adaptation pattern of the genotypes over a wide range of environment, determine the interrelationships among yield and its components and with the other traits, and mapping of the Marker-traits associated (MTAs) related to yield and heat stress tolerance in bread wheat. Fifteen thousand Single Nucleotide polyporphisms (SNPs) markers were used for Genome Wide Association Study (GWAS) analysis for detecting and mapping MTAs related to heat stress tolerance. The results showed high significant (P ≥ 0.01) environmental effects on morphological, phenological, physiological, yield and yield components. Significant differences (P ≥ 0.01) due genotypes × environment interaction were also found for most of the studied traits. High genotypic coefficient of variation, heritability and genetic advance were recorded for Days to 50 % flowering (DFLR), Leaf rolling (LROL). While the trait Days to 90 % maturity (DMAT), Plant height (PH), thousand kernels weight (TKW), and Stay green (SYGN) traits revealed high heritability and genetic advance. Late sowing significantly (P ≥ 0.01) reduced grain yield by 19 %. Some diversified genotypes e,g. G5 and G94 exhibited higher grain yield under both optimum and late sowing than some of the checks. Additive Main effect and Multiplicative Interaction (AMMI) analysis for grain yield showed that the environmental effect was the main source of variation 74.0 % followed by G × E interaction effect 19.8 % and the diversified genotypes effect 6.2%. AMMI analysis differentiated the diversified genotypes into different stability and adaptation patterns, and clustered the environments into different groups. The Genotype G92 and G41 exhibited specific adaptability for environment Medani season 2017 sowing date one E7 (MD 17 S1), whereas G5 exhibited specific adaptability to environment Shambat season 2016 sowing date one E1 (SH 16 S1) and Medani season 2016 sowing date two E6 (MD 16 S2), and the check variety G63 (Emam) was adapted to environment E1. The correlation coefficient among the traits showed a wide range of variability. Grain yield (t/ha-1) (YLD) showed positive significant (P ≥ 0.01) phenotypic correlation with days to 50% heading (HD), DFLR, DMAT, PH, Number of Leaves/ plant (NLVS), Canopy Temperature (CT) and leaf waxiness (WAX); and also correlated with its components number of spikes/m (NSP_M), number of spikelets /Spike (NSPl_SP), number of seeds / spike (NS_SP) and harvest index (HI). For GAWS analysis, and from the 15000 SNPs markers obtained from genotyping, and after filtering 13,007 SNPs were selected for the analysis; those SNPs assigned exact physical location on wheat genome and most of them were concentrated on B genome followed by A genome and then D genome. The analysis of GWAS showed that a total of 883MATs were detected. However, out of these, only 218 MTAs were significant for heat stress tolerance genome regions. The trait-wise distribution of the 218MTAs showed high significant variation p ≤4.75e-6 ranging from 1 MTA for YLD to 37 MTAs for HD at Shambat and 1 MTAS for LROL to 35 MTAS for DFLR at Medani location. The average polymorphic information content (PIC) was 0.24. The average gene diversity was 0.30. Based on R2 model, highest LD decay (r2 = 0.17) was seen on Chr2D while least LD (r2 = 0.05) was seen on Chr5B with an average value of 0.08. it could be concluded that based on the positive and significant association between grain and the traits HD, DFLR, PH, NSP_M, NSPl_SP and NS_SP, could be used as effective selection criteria for wheat improvement. Moreover, AMMI analysis is efficient for differentiation of the bread wheat diversified genotypes into wide and specific adaptation. Genome-wide association study (GWAS) is useful to facilitate crop improvement and heat tolerance via enhanced knowledge of marker-trait associations (MTAs). The Genotype G94 could be of potential for optimum and late sowing, whereas, the genotypes G92 and G41 and G5 could be of potential to specific adaptability.
  • Item
    Effect of Dormancy Breaking Methods on the Germination of Crotalaria senegalensis and Crotalaria goreensis Seeds
    (University of Khartoum, 2016-03) Mutaz Hassan Ahmed Adam
    ABSTRACT Crotalaria senegalensis and Crotalaria gorensis are leguminous range herbaceous plants and woody shrubs. They are platable and widely used as feedstuffs in West Sudan. Their seeds have a high dormancy. A laboratory experiment was conducted on April 2015, at the Seed Laboratory , Department of Agronomy, Faculty of Agriculture , University of Khartoum to study the effect of different dormancy breaking chemical methods on seeds of Crotalaria senegalensis and Crotalaria gorensis . Three sulfuric acid (H₂SO₄) concentrations (50, 70, and 90%)and three gibberellic acid (GA₃) levels (150 , 250 and 350 ppm), were used in the experiment. In addition the effect of hot water was studied at 70ᴼc for, 30, 60, and 90 minutes. Germination percentages and rate of germination were stimulated for the two plants to study the effects of treatments ,The results indicated that 50% sulfuric acid (36%), hot water for 90 minutes (27%) and GA₃ 250ppm (31%) gave the highest germination percentage and rate of germination for the two plants. On the other hand Crotalaria senegalensis was superior to Crotalaria gorensis on all studied characters. 50% H₂SO₄ was the most effective methods for dormancy breaking of these two plants. It is recommended to study the effect of other methods (chemical and/or mechanical) for dormancy breaking . المستخلص يتبع نباتا الطقطاقة والخراته للعائلة البقولية وهما من النباتات الرعوية العشبية, شجيرات مستساغة, واسعة الاستخدام كمغذيات علفيه في غرب السودان. بذورهما ذات كمون عالي . أجريت تجربة معملية في ابريل 2015م بمعمل البذور , قسم المحاصيل الحقلية, كلية الزراعة, جامعة الخرطوم لمعرفة تأثير معاملات كيميائية مختلفة لكسر كمون بذور نباتي الطقطاقة والخراته, أستخدمت ثلاث تراكيز لحمض الكبريتيك (50%, 70% و90%) وثلاث مستويات لحمض الجبرلين (250,150و350جزء من المليون). أيضاً أستخدم الماء الساخن عند درجة حرارة70 ⁰م لمدة (30و 60و 90 دقيقة) . حسبت نسبة الإنبات ومعدل الإنبات للنباتين لمعرفة تأثير المعاملات عليها. أوضحت النتائج أن حمض الكبريتيك بتركيز 50% (36%) والماء الساخن لمدة 90 دقيقة (27%) وحمض الجبرلين بتركيز 250 جزء من المليون (31%) أعطت أعلي نسبة ومعدل إنبات للنباتين من جهة أخري تفوق نبات الطقطاقة علي صنف الخراتة في الصفات التي تمت دراستها . كان حمض الكبريتيك 50% الأكثر فعالية في كسر كمون بذور النباتين. يوصي بإجراء مزيد من الدراسات لمعرفة تأثير الطرق ألآخري (كيميائية و/أو ميكانيكية )لكسر الكمون .
  • Item
    Effect of Magnesium, Iron, and Zinc as Mineral Fertilizers on Growth and Yield of Rice (Oryza sativa L.)
    (University of Khartoum, 2020) Soheap Abdelrahman Yousif Mohammed
    ABSTRACT: A field experiment was conducted at two locations (White Nile Research station farm and Gezira Research Station farm), during season 2019/2020. The objective of this study was to investigate the effect of magnesium, iron, and zinc fertilizers on vegetative growth and yield of rice (Oryza sativa L.). The released rice variety Wakra was sown directly on flat soil with recommended seed rate 80 kg/ha. Eight treatments were used Mg, Fe, Zn, Mg+Fe, Mg+Zn, Fe+ Zn, Mg+Fe+Zn and control. The experiment was arranged in a randomized complete block design (RCBD) with four replications, cultural practices were carried out according to the recommendations of Agricultural Research Corporation. Characters studied included, days to %50 Flowering, Plant height, chlorophyll content, leaf area, leaf area index, number of reproductive tillers, spike length, spikelet per spike, number of filled grains, number of unfilled grains, 1000 grain weight, straw yield, grain yield, and harvest index. The data was analyzed using ANOVA and means separation was done using least significant difference (LSD). The results showed that, the application of these micronutrients significantly (P≤ 0.05) affected chlorophyll content and spikelets per spike at Kosti site. While at Medani site, plant height, leaf area index and 1000 grain weight showed significant differences (P≤ 0.05). No significant differences (P≤ 0.05) were found in days to %50 flowering, leaf area, number of reproductive tillers, spike length number of unfilled grain, straw yield, grain yield, and harvest index for both sites. The analysis of variance for both sites showed that the micronutrients treatments exhibited significant (P≤ 0.05) differences only in number of filled grains. The lowest and the highest yield (ton/ha) were registered for the control and Fe+ Zn treatments, respectively. The results indicated that, application of Fe+Zn increased grain yield by 4% and 21% at Kosti and Medani site, respectively. According to the results of this study it is recommended to apply a combination of the micronutrients Fe+Zn under Kosti and Medani sites conditions. Also further in-depth studies on the effect of micronutrients on growth and yield of rice under Sudan conditions are recommended. المُستخلص: اُجريت هذه التجربة في موقعين مزرعة محطة بحوث النيل الأبيض ومزرعة محطة بحوث الجزيرة في موسم 2019-2020، لمعرفة تأثير الماغنزيوم، الحديد، والزنك على النمو الخُضري وإنتاج محصول الأرز. تمت زراعة الصنف المُجاز (وكرة) علي أرض مستوية بمعدل التقاوي المُوصى به 80 كجم/هكتار; ثمانية مُعاملات تم إستخدامها في هذه التجربة وهي (الماغنزيوم، الحديد، الزنك، الماغنزيوم+الحديد، الماغنزيوم+الزنك، الحديد+الزنك، الماغنزيوم+الحديد+الزنك بالإضافة للشاهد). اُستخدم تصميم القطع العشوائية الكاملة بأربعة مُكررات، كل المُعاملات الفلاحية علي حسب المُوصى به من قِبل هئية البحوث الزراعية. الصفات التي تمت دراستها هي عدد الايام حتى 50% إزهار، طول النبات، محتوي الكُلوروفيل، مساحة الورقة، دليل مساحة الورقة، عدد الخِلف المُنتِجة، طول السُنبلة، عدد السُنيبلات في السُنبلة الواحدة، عدد الحبوب الممتلئة، عدد الحبوب الغير مُمتلئة، وزن الألف حبة، إنتاج القش، إنتاج الحبوب و مُعامل الحصاد، تم تحليل البيانات إحصائياً بإستعمال تحليل التباين وفرز المتوسطات بإستعمال أقل فرق معنوي. أظهرت النتائج في كوستي أن هنالك فرق معنوي((P≤ 0.05 كل من محتوي الكُلوروفيل وعدد السُنيبلات في السُنبلة الواحدة. اما بالنسبة لموقع مدني فإنه توجد فروقات معنوية (P≤ 0.05) في كُل من طول النبات، دليل مساحة الورقة و وزن الألف حبة. لا تُوجد فروقات معنوية (P≤ 0.05) في كُل من عدد الأيام حتي %50 إزهار، مساحة الورقة، عدد الخِلف المُنتِجة، طول السُنبلة، عدد الحبوب الغير مُمتلئة، إنتاج الحبوب، إنتاج القش و مُعامل الحصاد في الموقعين معاً. التحليل الإحصائي للموقعين أظهر أن هنالك فرق معنوي (P≤ 0.05) في عدد الحبوب المُمتلئة فقط. اقل إنتاج كان عند إستخدام الشاهد وأعلي إنتاج كان عندما تم إستخدام الحديد+الزنك. النتائج أوضحت أن تطبيق الحديد+الزنك يذيد من الإنتاج ب 4% و 21% في كل من كوستي و مدني على التوالي. وبالتالي هذه الدراسة لخًصت أن أنسب العناصر هو اضافة الحديد+الزنك في كل من الموقعين. بناءً علي نتائج هذه الدراسة يُوصى بإضافة خليط من عناصر الحديد+الزنك تحت ظروف موقعي كوستي ومدني. كما يُوصى بمزيد من الدراسات المُتعمقة لمعرفة تأثيرهذه العناصر الغذائية على نمو وإنتاج الأرز تحت ظروف السودان.
  • Item
    Evaluation of Growth, Yield and Yield Components of Some Groundnut (Arachis hypogaea L.) Mutant Genotypes Under Irrigation
    (University of Khartoum, 2020-03) Amgad Salah Abalrazig Abdallah
    Abstract: A field experiment was conducted in the Demonstration Farm, Faculty of Agriculture, University of Khartoum, Shambat for one season (July, 2019) to evaluate the field performance of 21 groundnut mutant genotypes (two check cultivars plus 19 mutant lines) under irrigation. The experiment was arranged in a randomized complete block design with three replications. The following parameters were measured: number of days to 50% flowering, number of days to maturity, plant height, chlorophyll content, leaf area, leaf area index, relative water content (%), number of branches per plant, number of pods per plant, pod yield, seed yield, number of seeds per pod, 100-seed weight, shelling out-turn (%), pod yield )kg.ha-1( and seed yield )kg.ha-1(. The statistical analysis showed significant differences (p ≥ 0.05) among the evaluated genotypes in number of days to 50% flowering, number of days to maturity, plant height, chlorophyll content, leaf area, leaf area index, and 100- seed weight. The results also showed no significant differences (p˂0.05) among the evaluated genotypes in number of pods per plant, relative water content (%), number of branches per plant, pod yield, seed yield, number of seeds per pod, shelling out-turn (%), and pod and seed yield (kg.ha-1). For some traits such as plant height the mutant’s genotypes (G23-4, G17-1and Gs1-81s) exceed their sister cultivars in their performance they recorded (17.1 cm, 20.0 cm, 25.0 cm, 26.8 cm) respectively .On the other hand, the check cultivars had better performance than thier mutant’s genotypes in days to 50% flowering it recorded (33 days). Since the differences among the mutant lines and their sister lines were significant in some traits it can be concluded that the doses of radiation applied clearly induced mutation in some traits which could be used in future breeding programs. المستخلص:أجريت تجربة حقلية بالمزرعة الايضاحية، كلية الزراعة ، جامعة الخرطوم ، شمبات لموسم واحد (يوليو ، 9201) لتقييم الأداء الحقلي ل 21 من الطرز الوراثية للفول السوداني ( صنفان ام زائداً 19 طرزاً وراثياً طفورياً) بالنظام المروي. نُفذت التجربة بتصميم القطاعات كاملة العشوائية بثلاثة مكررات. جمعت البيانات عن المعايير التالية: عدد الأيام الي 50٪ من الإزهار ، و عدد الأيام للنضج ، و طول النبات ، و محتوى الكلوروفيل ، و مساحة الورقة ، و دليل مساحة الورقة ، و محتوى الماء النسبي (٪) ، و عدد الافرع في النبات ، و عدد القرون في النبات ، و انتاجية القرون ، و انتاجية البذور، و عدد البذور في القرن ، و وزن المائة بذرة، و نسبة التقشير(%) ، و انتاجية القرون (كجم.هكتار-1 ) و انتاجية البذور (كجم.هكتار-1). أظهرت نتائج التحليل الإحصائي وجود فروق معنوية (p ≥ 0.05) بين الطرز الوراثية المقيمة في عدد الأيام الي 50٪ من الإزهار، و عدد الأيام للنضج، و طول النبات، و محتوى الكلوروفيل، و مساحة الورقة، و دليل مساحة الورقة ، و وزن المائة بذرة. أظهرت النتائج عدم وجود فروق معنوية (p˂0.05) بين الطرز الوراثية المقيمة في المحتوى المائي النسبي ، و عدد الافرع في النبات ، و عدد القرون في النبات ، و انتاجية القرون، و انتاجية البذور، و عدد البذور في القرن ، و نسبة التقشير وانتاجية القرون (كجم.هكتار-1) و انتاجية البذور (كجم.هكتار-1). في بعض الصفات مثل طول النبات ، تفوقت الطرز الوراثية الطفورية ( G-23،G17.1،(Gs1-81s في أدائها علي الأصناف المستعملة في انتاجها حيث سجلت ( 17.1سم، 20.0 سم،25.0سم، 26.8 سم) علي التوالي. من ناحية أخرى ، كان أداء الأصناف المستعملة في انتاج السلالات الطفورية أفضل من الطرز الوراثية المقيمة في عدد الأيام الي 50٪ من الإزهار حيث سجلت (33.0 يوم) . نظراً لأن الاختلافات بين الطرزالوراثية الطفورية والاصناف المستعملة في انتاجها كانت ذات قيمة معنوية في بعض الصفات، يستنتج أن جرعات الإشعاع المطبقة تسببت بشكل واضح في إحداث طفرات في بعض الصفات و التي يمكن استخدامها في برامج التربية المستقبلية.
  • Item
    Effect of Treatment Methods for Breaking Seed Dormancy in Crotalaria senegalensis
    (University of Khartoum, 2020-12) Alhadi Haron Abdallah Haron
    Abstract: Laboratory tests were conducted with the objective of the study was to evaluate the effect of the different treatment methods for breaking dormancy of Crotalaria senegalensis seeds. The experiment were carried out from March to May 2019 at the Seed Laboratory of the Agronomy Department, Faculty of Agriculture, University of Khartoum, Sudan. The seeds were subjected to the following treatments, soaking in hot distilled water at 40˚C, 50˚C and 60˚C for 2, 5, and 10 minutes, immersion in H2SO4, using 100, 70 and 50% concentrations, for 5, 7 and 10 minutes, mechanical scarification by scratching and the control. Data were recorded on germination percent, germination rate, number of leaves, seedling length, seedling fresh weight and seedling dry weight. The experiment was carried out using a completely randomized design with four replications. Analysis of variance for breaking seed dormancy of C.senegalensis showed significant diffrences (P≤0.05) in germination percentage among the treatments. The results showed that immersion of seeds in H2SO4 (100%) for 10 or 7 min and scratching, to break dormancy of C. senegalensis seeds, gave the highest germination percentages (99,88 and 96.5%, respectively), whereas the control showed lowest (23.5) mean. Soaking seeds in hot distilled water was less effective (37%) in breaking dormancy of C.senegalensis seeds. control treatment recorded best (8.67) germination rate of dormant seeds, while H2SO4 100/10min least (5.46). The results showed that there were highly significant differences in seedling dry weight, whereas for number of leaves, seedling length and seedling fresh weight there were no significant differences. To break dormancy of C.senegalensis seeds, immersion in H2SO4 (100%) for 10 or 7min and scratching were the most efficient treatments. المستخلص: أُجريت الإختبارات المعملية التي تهدف لدراسة تقييم الطرق المختلفة لمعاملات لكسر كمون بذور C.senegalensis. كانت التجربة من مارس إلي مايو 2019 بمعمل البذور، قسم المحاصيل الحقلية، كلية الزراعة، جامعة الخرطوم – السودان. تعرضت البذور للمعاملات التالية، ، النقع في الماء المقطر الساخن، 40 درجة مئوية، 50 درجة مئوية و 60 درجة مئوية لمدة 2، 5 و 10 دقائق، الغمر في حمض الكبريتيك ، إستخدام تراكيز 100، 70، و 50 لمدة 5،7،و10 دقائق، الخدش الميكانيكي بالصنفرة و الشاهد. سُجلت البيانات في نسبة الإنبات ، معدل الإنبات، عدد الوريقات، طول البادرة ، الوزن الرطب للبادرة و الوزن الجاف للبادرة. أظهرت نتائج تحليل التباين ، في كسر كمون بذور C. senegalensis يوجد فروق معنوية (P≤0.05) بين المعاملات في نسبة الإنبات. أظهرت النتائج ان غمر البذور في حمض الكبريتيك (100%) لمدة 10أو7 دقائق و الخدش لكسر كمون بذور C. senegalensis أعلى نسبة إنبات (99، 88 و 96.5% على التوالي) ، بينما أظهر الشاهد أقل (23.5) متوسط. نقع البذور في الماء المقطر الساخن كان أقل (37%) تأثيراً في كسر كمون بذور C. senegalensis. سجلت معاملة الشاهد أفضل (8.67) معدل إنبات في البذورالكامنة، بينما سجل حمض الكبريتيك 100% لمدة 10 دقائق أقل (5.46). أظهرت النتائج أن هنالك فروقات معنوية عالٍ ((P≤0.01 في الوزن الجاف للبادرة ، بينما لعدد الوريقات، طول البادرة و الوزن الرطب لا يوجد فروقات معنوية. لكسر كمون بذور C. senegalensis، الغمر في حمض الكبريتيك (100%) لمدة 10أو7 دقائق و الخدش، تمثل أكثر المعاملات كفاءة.