Research Article

Selections of donors depending on agronomic traits, seed yield components, and fatty acid profile for genetic improvement of Carthamus using stepwise multiple regression

Sélection de donneurs en fonction des caractéristiques agronomiques, des composantes du rendement et du profil d’acides gras pour l’amélioration génétique du carthame par régression multiple par étapes

¹ Genetics Department, Faculty of Agriculture, Fayoum University, Fayoum 63514, Egypt
² Agronomy Department, Faculty of Agriculture, Fayoum University, Fayoum 63514, Egypt
³ Food Science and Technology Department, Faculty of Agriculture, Fayoum University, Fayoum 63514, Egypt

^* Correspondence: aay00@fayoum.edu.eg

Received: 13 July 2020
Accepted: 2 October 2020

Abstract

Safflower (Carthamus tinctorius L.) is of potential interest to agriculture due to mainly variability of fatty acid composition of seeds oil. The purpose of this study was to evaluate various exotic genotypes of safflower for agronomic traits, components of seed yield and fatty acid content. For this purpose, plant height (cm), number of first, second and third branches/plant, seed yield/plant (g), thousand-seed weight (g), oil content (%), and composition of fatty acid were investigated. Stepwise multiple regression analysis was used to develop fitted equation to predicate seed yield/plant. Analysis of variance of agronomic traits showed high differences among genotypes. Although the safflower oil genotype K2 had the highest oil seed content (42.8%), K13 obtained the highest percentage of monounsaturated fatty acids (MUFA). Highest oleic type of safflower oil has been found in K13 and K26, which can be used as a source oil quality for plant breeding. Heritability as broad sense was high and ranged from 82% in number of secondary branches (NSB) and number of third branches (NTHB) to 99% in seed index (1000 seeds weight) and oil content. High genetic advance was found in plant height (PH), seed yield/plant (SYP) and 1000-seed weight, estimated at 43.41 cm, 21.34 g and 17.62 g, respectively. Stepwise multiple regression analysis indicated that, 99.2% of the total variation in seed yield/plant could be explained by variation in yield of secondary (YSB) branches, yield of first branches (YFB), yield of third branches (YTHB), plant height (PH) and spiny as dummy variable. 23.56% of the total variation in seed oil percent could be explained by variation in yield of first branches (YFB), seed index and spiny as dummy variable. The information detected here may be a useful tool for the selection of parents in safflower breeding program.

Résumé

Le carthame (Carthamus tinctorius L.) présente un intérêt potentiel pour l’agriculture, principalement en raison de la variabilité de la composition en acides gras de l’huile issus de ses graines. L’objectif de cette étude était d’évaluer divers génotypes exotiques de carthame pour leurs caractéristiques agronomiques, leurs composantes du rendement des graines et leur teneur en acides gras. À cette fin, la hauteur de la plante (cm), le nombre de premières, deuxièmes et troisièmes ramifications/plante, le rendement en graines/plante (g), le poids de mille graines (g), la teneur en huile (%) et la composition en acides gras ont été étudiés. Une analyse de régression multiple par étapes a été utilisée pour élaborer une équation ajustée permettant de prédire le rendement en graines/plante. L’analyse de la variance des caractères agronomiques a montré de grandes différences entre les génotypes. Bien que le génotype K2 de carthame oléagineux ait eu la plus forte teneur en huile (42,8%), le génotype K13 a obtenu le pourcentage le plus élevé d’acides gras monoinsaturés (AGMI). Le type de carthame le plus riche en acide oléique a été identifié dans les génotypes K13 et K26, qui peuvent être utilisés comme sources d’huile de qualité lors de la sélection des plantes. L’héritabilité au sens large était élevée et variait de 82 % sur le nombre de ramifications secondaires (NSB) et en nombre de ramifications tertiaires (NTHB), à 99 % en indice de graines (poids de 1000 grains) et en teneur en huile. Un progrès génétique important a été constaté en ce qui concerne la hauteur de la plante (PH), le rendement en graines/plante (SYP) et le poids de 1000 grains, estimés respectivement à 43,41 cm, 21,34 g et 17,62 g. L’analyse en régression multiple par étapes a indiqué que 99,2 % de la variation totale du rendement en graines/plante pouvait être expliquée par la variation du rendement des branches secondaires (YSB), du rendement des premières branches (YFB), du rendement des troisièmes branches (YTHB), de la hauteur de la plante (PH) et d’indices de graines et d’épines comme variable fictive. 23,56 % de la variation totale du pourcentage d’huile de graines pourrait être expliquée par la variation du rendement des premières branches (YFB), de l’indice de graines et des épines comme variable fictive. Les informations trouvées ici peuvent être un outil utile pour la sélection des parents dans le programme de sélection du carthame.