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Agronomie
Volume 21, Number 6-7, September-November 2001
Symbiotic nitrogen fixation for Mediterranean areas
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Page(s) | 653 - 657 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/agro:2001157 |
Agronomie 21 (2001) 653-657
Selection of soybean (Glycine max) lines for increased tolerance of N2 fixation to drying soil
Thomas R. Sinclaira, Larry C. Purcellb, Vincent Vadezc and Rachid Serrajda USDA-ARS, University of Florida, Agronomy Physiology and Genetics Laboratory, IFAS Building #350, 2005 SW 23rd Street, PO Box 110965, Gainesville, FL 32611-0965, USA
b Department of Agronomy, University of Arkansas, 276 Altheimer Drive, Fayetteville, AR 72704, USA
c University of Florida, Agronomy Department, Agronomy Physiology and Genetics Laboratory, IFAS Building #350, 2005 SW 23rd Street, PO Box 110965, Gainesville, FL 32611-0965, USA
d Laboratoire de Physiologie Végétale, Département de Biologie, Faculté des Sciences - Semlalia, BP 2390, Marrakech, Morocco
(Received 29 November 2000; revised 10 May 2001; accepted 24 July 2001)
Abstract
Our research offers strong evidence that N2 fixation activity of soybean can be sustained
under soil-drying conditions. The genetic resources to exploit this possibility were
obtained by developing a unique screening approach to search for a germplasm source
for a complex, physiological trait. From our physiological studies, we identified
petiole ureide concentration as a trait associated with N2 fixation tolerance, although the
relationship was weak. Nevertheless, this specific trait was used as the initial,
broad screen. Those lines identified in the initial stage were screened further in
two screens of increasing intensity and greater focus on the N2 fixation process.
We have now successfully identified eight plant introductions that have demonstrated
tolerance in N2 fixation. We are now using these eight plant introductions to study
in detail the physiology of the tolerance trait and to extend our efforts to breed
commercial lines for increased yields under rainfed conditions.
Résumé
Amélioration de la tolérance de la fixation de N2 au déficit hydrique chez le soja
(Glycine max).
Nos travaux de recherche apportent la preuve que l'activité fixatrice
de N2 peut être potentiellement améliorée en conditions de déficit hydrique.
Les ressources génétiques utilisées pour exploiter cette possibilité ont été obtenues
en développant une approche unique de criblage de matériel génétique pour un caractère
physiologique complexe. L'étude physiologique des effets du déficit hydrique sur la
fixation symbiotique nous a permis d'identifier la concentration en uréides des
pétioles comme critère associé à la sensibilité de la fixation de N2, malgré un
faible coefficient de corrélation. Ce critère spécifique nous a servi à établir un
criblage initial comme première étape de sélection. Les lignées identifiées comme
tolérantes dans cette première étape ont été ensuite soumises à deux autres étapes
de criblage avec une intensité et une précision plus grandes pour la quantification
de la capacité fixatrice de N2. Nous avons finalement réussi à identifier huit lignées
introduites montrant une tolérance élevée de la fixation de N2 au déficit hydrique.
Ces lignées sont actuellement utilisées pour étudier en détail les mécanismes
physiologiques de la tolérance et poursuivre nos efforts d'amélioration génétique
des cultivars commerciaux de soja pour augmenter le rendement en conditions de déficit
hydrique.
Key words: Glycine max / nitrogen fixation / drought / plant breeding / soybean
Mots clés : Glycine max / fixation de l'azote / sécheresse / sélection / soja
Correspondence and reprints: Thomas R. Sinclair
e-mail: trsincl@gnv.ifas.ufl.edu
Communicated by Jean-Jacques Drevon (Montpellier, France)
© INRA, EDP Sciences 2001