Expression Pattern of the Alpha-Kafirin Promoter Coupled with a Signal Peptide from Sorghum bicolor L. Moench

Regulatory sequences with endosperm specificity are essential for foreign gene expression in the desired tissue for both grain quality improvement and molecular pharming. In this study, promoters of seed storage α-kafirin genes coupled with signal sequence (ss) were isolated from Sorghum bicolor L. Moench genomic DNA by PCR. The α-kafirin promoter (α-kaf) contains endosperm specificity-determining motifs, prolamin-box, the O2-box 1, CATC, and TATA boxes required for α-kafirin gene expression in sorghum seeds. The constructs pMB-Ubi-gfp and pMB-kaf-gfp were microprojectile bombarded into various sorghum and sweet corn explants. GFP expression was detected on all explants using the Ubi promoter but only in seeds for the α-kaf promoter. This shows that the α-kaf promoter isolated was functional and demonstrated seed-specific GFP expression. The constructs pMB-Ubi-ss-gfp and pMB-kaf-ss-gfp were also bombarded into the same explants. Detection of GFP expression showed that the signal peptide (SP)::GFP fusion can assemble and fold properly, preserving the fluorescent properties of GFP.

Identification of QTL for sugar-related traits in a sweet x grain sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) recombinant inbred population

QTL for stem sugar-related and other agronomic traits were identified in a converted sweet (R9188) × grain (R9403463-2-1) sorghum population. QTL analyses were conducted using phenotypic data for 11 traits measured in two field experiments and a genetic map comprising 228 SSR and AFLP markers grouped into 16 linkage groups, of which 11 could be assigned to the 10 sorghum chromosomes (SBI-01 to SBI-10). QTL were identified for all traits and were generally co-located to five locations (SBI-01, SBI-03, SBI-05, SBI-06 and SBI-10). QTL alleles from R9188 were detected for increased sucrose content and sugar content on SBI-01, SBI-05 and SBI-06. R9188 also contributed QTL alleles for increased Brix on SBI-05 and SBI-06, and increased sugar content on SBI-03. QTL alleles from R9403463-2-1 were found for increased sucrose content and sucrose yield on SBI-10, and increased glucose content on SBI-07. QTL alleles for increased height, later flowering and greater total dry matter yield were located on SBI-01 of R9403463-2-1, and SBI-06 of R9188. QTL alleles for increased grain yield from both R9403463-2-1 and R9188 were found on SBI-03. As an increase in stem sugars is an important objective in sweet sorghum breeding, the QTL identified in this study could be further investigated for use in marker-assisted selection of sweet sorghum.

Genetic erosion and changes in distribution of sorghum (Sorghum bicolor L. (Moench)) landraces in north-eastern Ethiopia

Ethiopia is believed to be the centre of origin and domestication for sorghum, where sorghum remains one of the main staple crops. Loss of biodiversity is occurring at an alarming rate in Ethiopia and crops, including sorghum, have long been recognized as vulnerable to genetic erosion. A major collection of sorghum germplasm was made in 1973 by Gebrekidan and Ejeta from north-eastern Ethiopia. A new collection of landraces was made in 2003, and these were field evaluated at Sirinka in 2004 along with representative samples from the 1973 collection. Farmer surveys and soil and climate surveys were also performed. Preliminary analysis demonstrated that some important landraces have disappeared either locally or regionally in the past 30 years and many other landraces have become marginalized. Landraces which are less preferred in terms of agronomic value and end use, and introductions, have become increasingly important. Late maturing landraces were found to be particularly vulnerable, with a number disappearing altogether. Farmers have become more risk averse, and factors such as declining soil fertility, more frequent drought and unreliable rainfall, and increased pest infestation have contributed to a change in farmer landrace selection. Data are presented on the variability and unique characters of some of the Ethiopian landraces, and implications for conservation are discussed.

Location of major effect genes in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench).

Major effect genes are often used for germplasm identification, for diversity analyses and as selection targets in breeding. To date, only a few morphological characters have been mapped as major effect genes across a range of genetic linkage maps based on different types of molecular markers in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench). This study aims to integrate all available previously mapped major effect genes onto a complete genome map, linked to the whole genome sequence, allowing sorghum breeders and researchers to link this information to QTL studies and to be aware of the consequences of selection for major genes. This provides new opportunities for breeders to take advantage of readily scorable morphological traits and to develop more effective breeding strategies. We also provide examples of the impact of selection for major effect genes on quantitative traits in sorghum. The concepts described in this paper have particular application to breeding programmes in developing countries where molecular markers are expensive or impossible to access.

QTL for nodal root angle in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) co-locate with QTL for traits associated with drought adaptation.

Nodal root angle in sorghum influences vertical and horizontal root distribution in the soil profile and is thus relevant to drought adaptation. In this study, we report for the first time on the mapping of four QTL for nodal root angle (qRA) in sorghum, in addition to three QTL for root dry weight, two for shoot dry weight, and three for plant leaf area. Phenotyping was done at the six leaf stage for a mapping population (n = 141) developed by crossing two inbred sorghum lines with contrasting root angle. Nodal root angle QTL explained 58.2% of the phenotypic variance and were validated across a range of diverse inbred lines. Three of the four nodal root angle QTL showed homology to previously identified root angle QTL in rice and maize, whereas all four QTL co-located with previously identified QTL for stay-green in sorghum. A putative association between nodal root angle QTL and grain yield was identified through single marker analysis on field testing data from a subset of the mapping population grown in hybrid combination with three different tester lines. Furthermore, a putative association between nodal root angle QTL and stay-green was identified using data sets from selected sorghum nested association mapping populations segregating for root angle. The identification of nodal root angle QTL presents new opportunities for improving drought adaptation mechanisms via molecular breeding to manipulate a trait for which selection has previously been very difficult.

Fine Mapping of qDor7, a Major QTL Affecting Seed Dormancy in Sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench)

Seed dormancy is a key domestication trait for major crops, which is acquired in long-term systems development processes and enables the survival of plants in adverse natural conditions. It is a complex trait under polygenic control and is affected by endogenous and environmental factors. In the present study, a major seed dormancy QTL in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench), qDor7, detected previously, was fine mapped using a large, multi-generational population. The qDor7 locus was delimited to a 96-kb region which contains 16 predicted gene models. These results lay a solid foundation for cloning qDor7. In addition, the functional markers tightly linked to the seed dormancy QTL may be used in marker-assisted selection for seed dormancy in sorghum.

Efecto de sistemas de labranza, rotación y control de malezas sobre la cenosis de las malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos de maíz (Zea mays L.) y sorgo (Sorghum bicolor (L) moench)

En este trabajo se estudió el efecto de diferentes sistemas de labranza, métodos de control de malezas y rotaciones de cultivos, sobre la dinámica de la cenósis de las malezas, el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos maíz y sorgo. El ensayo se inició en primera de 1992 en los meses de Mayo a Agosto de 1992, en el Centro Experimental "La Compañía", ubicada en el municipio de Masatepe, Carazo. El ensayo se estableció en un arreglo trifactorial en franjas con 4 repeticiones. Siendo el factor A: Labranza convencional, Labranza mínima, Labranza cero. Factor 8: Rotación maíz-frijol, rotación sorgo-soya, y el factor C: Control químico, control período crítico, control limpia periódica. Los resultados demuestran que el sistema de labranza convencional y el control químico fueron de mejor comportamiento respecto a la abundancia de las malezas para la rotación maíz-frijol, mientras que para la rotación sorgo-soya labranza cero y el control limpia periódica. Presentando menor abundancia esta rotación. Respecto a la cobertura, labranza convencional obtuvo el menor porcentaje para ambas rotaciones, igual que para la diversidad, mientras que labranza cero se destaca en ambas rotaciones para la biomasa con el menor valor. El control limpia periódica fue el de mejores resultados respecto a cobertura, biomasa y diversidad para la rotación sorgo-soya, seguido del control químico se destacan las especies Sorghum halepense y Melanthera aspera. Labranza convencional y el control químico fueron los de mejor comportamiento en el cultivo del maíz lo cual se refleja en el rendimiento. El rendimiento de materia seca se vio favorecido por cero labranza al igual que altura de plantas y número de hojas. El cultivo del sorgo obtuvo los mejores resultados bajo el sistema de labranza cero y el control período crítico.

Efectos de rotación de cultivos y métodos de control de malezas sobre la cenosis de malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L.) moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo experimental se estableció en primera de 1992 en la hacienda "Las Mercedes" Managua. La siembra se realizó el 15 de mayo, se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivo (tomando como cultivo antecesor Sorgo y Soya) y el factor B: métodos de control de maleza (control químico, control por periodo crítico y control limpia periódica). Se evaluó la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivo, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Los resultados nos reflejan que el cultivo antecedente Sorgo, y el control limpia periódica reflejan los mejores efectos de control de malezas en el cultivo do Maíz, de igual forma el sorgo como cultivo previo y el control químico, mostraron efectos positivos sobre la reducción de malezas en el cultivo de Pepino, mientras que el cultivo antecedente Soya y el control en periodo crítico presentan mayor enmalezamiento. El nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones Sorgo-Sorgo y Sorgo-Maíz que en las demás rotaciones. En todas éstas predominó la especie Rottboellia cochinchinensis; en mayor grado cuando se utilizó Soya como cultivo antecesor. En cuanto a rendimiento, la rotación Sorgo-Sorgo presentó los mayores rendimientos, cuando el control de malezas se realizó durante el periodo crítico. En el cultivo de Maíz y Pepino, los mayores rendimientos se obtuvieron cuando se utilizó Sorgo como cultivo antecesor y el control químico como medio de lucha contra las malezas.

Influencia de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis, el crecimiento, desarrollo y rendimiento del cultivo de sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) y del cultivo de soya (Glycine max (L) Merr) cv. cristalina

En el presente trabajo se trabajó la influencia de tres métodos de control de malezas en cinco rotaciones de cultivos sobre la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en postrera en 1992 en la Cooperativa Rigoberto L��pez Pérez, Managua, considerando en este trabajo los resultados de la siembra de primera de 1992, se evaluó las rotaciones Sorgo-Sorgo, Maíz-Sorgo, Maíz-Soya, Pepino-Saya y Pepino-Sorgo y los métodos de control químico, control período crítico y control limpia periódica. Los resultados demuestran que el control limpia periódica efectuó un control satisfactorio de las malezas, mientras que los controles químico y por período crítico fueron insuficientes, debido a que predominaban las especies de monocotiledóneas como: cenchrus spp y panicum hurtícaule de Competitividad alargada. Las rotaciones influyen sobre el nivel de enmalezamiento, siendo más bajo en las Rotaciones Pepino-Sorgo y en las Rotaciones Pepino-Saya que en las demás rotaciones. En cuanto al rendimiento los mejores resultados se obtuvieron en la Rotación Pepino-Sorgo con 3,560.33 kg/Ha, (tres mil quinientos sesenta punto treinta y tres kilogramos por hectárea) de Sorgo y Maíz-Soya con 1,484.9 kg/Ha, (un mil cuatrocientos ochenta y cuatro punto nueve kilogramos por hectárea) de Soya debido a que el cultivo ejerció un mayor control sobre las malezas.

Influencia de cultivos antecesores y métodos de control en malezas sobre la cenosis de las malezas, crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos de maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas y diferentes rotaciones de cultivos sobre la dinámica de la cenósis de malezas así también el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en la época de primera de 1992 en el huerto escolar del Instituto "Rigoberto L��pez Pérez" en Managua. Se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivos (Sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino). Factor B: Control de malezas (control químico, control por período crítico y control limpia periódica). Los resultados demuestran que el control limpia periódica redujo la cenósis de las malezas. El control químico disminuyó en menor grado a las malezas; mientras el control por período crítico resultó ser insuficiente debido al alto grado de enmalezamiento. Las especies que más predominaron fueron las Monocotiledóneas como Cenchrus sp. y Panicum hurticaule. Entre las rotaciones el nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones sorgo-sorgo y sorgo-pepino, cuando se ejerció el control limpia periódica en relación a las demás rotaciones. En sorgo el mayor rendimiento se obtuvo en los controles control químico y limpia periódica. En el maíz no hubo diferencias significativas ni por cultivo antecedente, ni por métodos de control. En el cultivo de pepino tampoco se detectó diferencia significativa por cultivo antecedente superando numéricamente la soya del sorgo como cultivo antecedente.

Efecto de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de malezas en los cultivos maíz (Zea mays L), sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) y pepino (Cucumis sativus L)

En este trabajo se estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivos, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en primera de 1991 en la Hacienda "Las Mercedes", Managua considerando en este trabajo los resultados de la siembra de postrera de 1990 se estudió las rotaciones sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino, y los métodos de control químico, control por período crítico y control por limpia periódica. Los resultados demuestran que el control limpia periódica efectuó un control satisfactorio de las malezas, mientras los controles período crítico y químico fueron insuficientes debido a la predominancia de especies monocotiledóneas como; R cachinchinensis de competividad alargada y tardía así como C. rotundos y de especies dicotiledóneas como K. máxima C. viscosa. Las rotaciones influyen sobre el nivel de enmalezamiento, siendo más bajo en le rotación sorgo-sorgo y sorgo-maíz que en las de más rotaciones. En cuento a rendimiento los mejores resultados se obtuvieron en la rotación sorgo-maíz y sorgo-pepino, debido a que el cultivo ejerció un mayor control sobre las malezas.

Influencia de rotación de cultivos y métodos de control sobre la dinámica de las malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento del sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) var. D-55)

En la Estación Experimental de Las Mercedes municipio de Managua, se inició en la época de postrera en 1991, un experimento de rotación de cultivos bajo diferentes niveles de control de malezas. El presente trabajo evaluó el efecto de los cultivos antecesores sorgo, maíz y pepino con tres niveles de control de malezas : químico, período crítico y limpias periódicas a la dinámica de la cenosis de malezas, crecimiento y rendimiento del cultivo sucesor sorgo. Cuando antecedió el pepino la abundancia de maleza fue mayor con 504 Ind/m2 reduciéndose considerablemente a la cosecha obteniendo una biomasa promedio de 133.9 gr/m2. Sucedió lo contrario con maíz como cultivo antecesor ya que al principio la abundancia fue de 201 Ind/m2 y se obtuvo la mayor biomasa con 259.8 gr/m2 y para sorgo-sorgo tuvo valores de 232 Ind/m2 y a la cosecha en menor valor en biomasa de sorgo 130.0 gr/m2. En el rendimiento se enmarcó una tendencia a favor de maíz como cultivo antecesor con 1878 Kg/ha de sorgo, mientras sorgo-sorgo obtuvo un rendimiento de 1839 Kg/ha comparándose con pepino como antecesor con 1832 Kg/ha de sorgo. Comparando los controles aquí hubo diferencias significativas y en mayor valor le correspondió al control químico con 2048.0 Kg/ha, control período crítico con 1786 Kg/ha y el menor valor le correspondió a limpia periódica con sólo 1715 Kg/ha. En el control período crítico presentó mayor abundancia la maleza al inicio con 444 Ind/m2, teniendo una reducción hasta 62 Ind/m2 en la cosecha. El control químico tuvo un comportamiento similar que el control período crítico con 295 Ind/m2, reduciendo al final del ciclo con 135 Ind/m2. El control limpias periódicas tuvo al inicio la menor abundancia con 200 Ind/m2, reduciendo a la cosecha a 3 Ind/m2.

Efecto de cuatro densidades poblacionales y cuatro niveles de nitrógeno en el rendimiento del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) variedad pinolero-1

El presente trabajo se desarrolló en el Centro Naciones de Granos Básicos “HUMBERTO TAPIA BARQUERO” campo experimental San Cristobal, Managua en el período comprendido de Junio a Septiembre de 1990. Los factores en estudio fueron cuatro niveles de nitrógeno (0, 45, 90 y 135 Kg N/ha) y cuatro densidades poblacionales (114,000, 171,000, 228,000 y 285,000 plantas/ha), con el objetivo de determinar el efecto de le densidad poblacional y de los niveles de nitrógeno sobre el rendimiento de grano del sorgo variedad PINOLERO 1, y determinar el efecto de les Interacciones de los factores en estudio en el rendimiento de grano. El diseño empleado fue parceles divididas con arreglo de tratamientos en bloques completos al azar con cuatro repeticiones, colocando le densidad poblacional en la parcele grande y los niveles de nitrógeno en la sub-parcela. En las variables analizadas no se observaron diferencias significativas exceptuando en la variable panojas cosechadas por parcela útil donde se observó el efecto de las densidades poblacionales. Los niveles de nitrógeno no ejercieron efecto significativo en ninguna de les variables. Para obtener mayor precisión en los resultados se hicieron pruebas de contraste ortogonales para les variables estudiadas, en las cuales no se encontró diferencias significativas. Los rendimientos más ellos se obtuvieron con le interacción de la densidad poblacional de 228,000 plantas/ha con el nivel de nitrógeno de 45 kg/ha. El más bajo se obtuvo con le interacción de la densidad poblacional de 228,000 plantas/ha y el nivel de nitrógeno de 135 kg/ha.

Comportamiento agronómico por rebrote de seis genotipos de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) bajo dos diferentes dosis de fertilización NPK, en el Valle de Sébaco

Con el objetivo de determinar el potencial de rendimiento de grano por rebrote de seis genotipos de Sorgo (Sorghum bicolor L Moench), sometidos bajo dos diferentes dosis de fertilización NPK, se estableció un experimento de campo en Bloques Completos al Azar con 4 repeticiones en terrenos de la Estación Experimental “Raúl González A.” del Valle de Sebaco. Los resultados obtenidos indican que el hibrido HSN 89 con 6 Ton/Ha, fue el que presento el mayor rendimiento de grano por rebrote, ubicándose en segundo lugar los genotipos H887 v2 y SPV 475 con 4.98 y 4.53 Ton/HA respectivamente. Resultados similares fueron obtenidos en relación al rendimiento total de grano (durante las dos cosechas), con 12.25 Ton/Ha; 10.58 Ton/Ha y 9.90 Ton/Ha respectivamente. El incremento en la fertilización ejercio efecto en el rendimiento de grano obtenido durante el segundo ciclo del cultivo (rebrote), alcanzando los mayores rendimientos de 10.37 Ton/Ha, con la mayor fertilización. En relación a las demás características agronómicas como altura de planta; excersion de panoja; longitud de panoja y Acame, los genotipos se comportaron muy bien, a excepción de la variedad T 43 que mostro un 54% de Acame durante el segundo ciclo del cultivo (rebrote).

Efecto de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de malezas en los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L) moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

En este trabajo se estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivos, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de loe cultivos. El ensayo se inició en la postrera 1987 en la Estación Experimental de cultivos no tradicionales "Campos Azules" en Masatepe, Masaya, considerando en este trabajo los resultados de la siembra de primera 1990. Se estudió las rotaciones sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino, y los métodos de control químico, control por período crítico y control por limpio periódica. Los resultados demuestran que los controles químicos y limpias periódicas efectuaron un control satisfactorio de las malezas, mientras el control por período crítico (con 1 pase de azadón) quedé insuficiente, debido a la predominancia de especies dicotiledóneas como Richardia scabra y Baltimora recta, de competitividad alargada y tardía. Las rotaciones influyeron sobre el nivel del enmalezamiento, siendo más bajo en sorgo-sorgo y sorgo-maíz que en las demás rotaciones con participación de cultivos dicotiledóneas (soya, pepino). En cuanto a rendimiento los mejores resultados se obtuvieron con sorgo-maíz y soya-pepino.