Genetic variability for tuber yield, quality, and virus disease complex traits in Uganda sweetpotato germplasm

Sweetpotato ( Ipomoea batatas ) is an important root crop in Uganda, where yield potential and quality attributes have not been fully exploited due to limited breeding efforts and poor knowledge on the inheritance of some of its agronomic traits. A study was carried out at Makerere University to phenotypically characterise selected sweetpotato cultivars with special reference to sweet potato virus disease (SPVD) resistance, growth habit, flowering and seed set ability, tuber yield and shape, tuber skin and flesh colour, dry matter, starch, sugar and βcarotene content. Twenty cultivars were selected for use in the assessment of their breeding potential and for improvement of yield and quality attributes. Cultivar Munyeera displayed the highest level of SPVD resistance followed by New Kawogo and Polyster as exhibited by relative area under disease progress curves following natural field infection and graft inoculation with SPVD causing viruses, Sweet potato feathery mottle virusand Sweet potato feathery mottle virus. Flowering ability was low in some cultivars and a few did not flower at all. Some cultivars e.g. Munyeera, New Kawogo, Silk and Sowola which showed high flowering ability failed to fertilise and set seed when crossed to specific cultivars. Preliminary genetic analysis for yield and quality following crossing elite 7 female and 6 male cultivars in a North Carolina 2 mating design showed wide genetic variability in the F1s for the important traits, and heterosis was observed for some traits such as tuber size and number of tubers per plant. Up to five genes may be involved in β-carotene synthesis and probably in combination with other genes in different genetic backgrounds that can modify flesh colour from white to purple. The results demonstrate the possibility to improve sweetpotato for yield and quality using the available germplasm.

La patate douce (Ipomoea batatas) est une plante à racine importante en Ouganda, où le rendement potentiel et les attributs qualitatifs n’ont pas encore été entièrement exploités suite aux efforts limités d’amélioration et faibles connaissances sur l’héritabilité de certains de ses traits agronomiques. Une étude a été effectuée à l’Université de Makerere pour une caractérisation phenotypique des cultivars de patate douce selectionnés avec une considération toute particulière à la résistance à la maladie de virus de patate douce (SPVD), le mode de croissance, l’aptitude de floraison et de fructification, le rendement et la forme de tubercule, la couleur de la peau et de la chair, la matière sèche, l’amidon, le sucre et la teneur en β-carotène. Vingt cultivars ont été selectionnés et utilisés pour l’évaluation du potentiel d’amélioration, d’accroissement du rendement et des attributs qualitatifs. Le cultivar Munyeera a montré le plus haut niveau de résistance au SPVD suivie de New Kawogo et Polyster comme exhibé par la surface sous les courbes de progression de la maladie selon l’infection naturelle du champ et l’inoculation de greffe avec SPVD causant les virus, le virus chlorotic de patate douce et le virus plumeux de marbrure de patate douce (Sweet potato feathery mottle viruset Sweet potato feathery mottle virus). L’aptitude de floraison était basse dans quelques cultivars et peu d’entre eux n’ont pas fleuri du tout. Quelques cultivars, par exemple Munyeera, New Kawogo, Silk et Sowola qui ont montré l’aptitude de floraison ont été incapables de feconder et de produire des semences lorsque croisés avec des cultivars spécifiques. L’analyse génétique préliminaire pour le rendement et la qualité suivant le croisement de 7 élites femelles avec 6 cultivars mâles dans un modèle de croisement North Carolina 2 a montré une large variabilité génétique dans les F1s pour les traits importants, et l’hétérosis a été observée pour certains traits tels que la grosseur de tubercules et le nombre de tubercules par plante. Jusqu’à cinq gènes seraient impliqués dans la synthese de β-carotene et probablement en combinaison avec d’autres gènes dans différents facteurs génétiques de base susceptibles de modifier la couleur de chair de blanc en pourpre. Les résultats démontrent la possibilité d’améliorer le rendement et la qualité de la patate douce en utilisant le germplasm disponible.