Breeding and evaluation of Musa hybrids resistant to Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 1

¹ Div. Hortic. For., Cent. Agric. Res. Inst., Port Blair-744 101, Andaman Nicobar Isl., India
² Dep. Fruit Crops, Fac. Hortic., Tamil Nadu Agric. Univ., Coimbatore, India

Corresponding author: damhort2002@yahoo.com

Abstract

Introduction. Wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) is the most important disease of banana worldwide, causing severe yield losses in commercial and local consumption cultivars. Chemical control is currently the most used method to manage the Fusarium wilt of banana, although it is toxic, expensive and dangerous. Therefore, control through genetic improvement is widely encouraged. Hence, breeding was carried out to develop banana hybrids with putative resistance. Materials and methods. Hybridization of identified resistant diploids with commercial triploids and tetraploids was carried out; it resulted in development of 22 hybrids with improved agronomic characters. In a second step, screening of these hybrids for resistance to Foc race 1 was attempted using the double cup method of challenge inoculation with the pathogen in the roots of the hybrids at optimum level. Host responses of the susceptible and resistant hybrids were examined under greenhouse conditions through biochemical and isozyme analysis. Results. Six hybrids among the 22 hybrids with improved agronomic characters were selected based on their yield and they were evaluated for resistance. Three of them were resistant to Foc and the others were susceptible. The resistance mechanism involving the relation of enzymes such as peroxidase (PO), polyphenol oxidase (PPO) and phenylalanine lyase (PAL), and biochemicals such as phenols, proline and lignin showed relatively higher activity in resistant hybrids and parents than susceptible ones. Isozyme analysis of PO and PPO carried out using selected resistant and susceptible hybrids revealed the induction of specific isoforms in the resistant hybrids upon challenge inoculation. Conclusion. Three hybrids were identified as potential hybrids with good yield and resistance to Foc race 1.

Résumé

Introduction. Le wilt causé par Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) est la maladie du bananier la plus importante au niveau mondial ; il provoque de graves baisses de rendement dans les cultivars comestibles commerciaux et locaux. Le contrôle chimique est actuellement la méthode la plus utilisée pour lutter contre ce wilt, bien qu'il soit toxique, cher et dangereux. Par conséquent, la voie de l’amélioration génétique est vivement encouragée. Un programme de sélection a donc été entrepris pour développer des hybrides de banane potentiellement résistants. Matériel et méthodes. Une hybridation de diploïdes identifiés comme résistants avec des cultivars triploïdes et tétraploïdes a été effectuée ; elle a permis de développer 22 hybrides présentant des caractères agronomiques améliorés. Dans une deuxième étape, un tri de ces hybrides vis-à-vis de leur résistance à la race 1 du Foc a été entrepris en utilisant une méthode spécifique. Les réponses au parasite des hybrides sensibles et résistants ont été étudiées sous serre par des analyses biochimiques et d'isozymes. Résultats. Six hybrides parmi les 22 sélectionnés pour leurs caractères agronomiques améliorés ont été retenus pour leur rendement ; ils ont été évalués pour leur résistance au Foc. Trois hybrides se sont révélés résistants et les autres ont été sensibles. Le mécanisme de résistance impliquant la relation d’enzymes comme la peroxydase (PO), l'oxydase de polyphénol (PPO) et la lyase phénylique d'alanine (PAL), ainsi que des composés biochimiques comme les phénols, la proline et la lignine ont montré une activité relativement plus élevée dans les hybrides et les parents résistants que dans les plants sensibles. L'analyse des isozymes du PO et du PPO effectuée en utilisant des hybrides sensibles et résistants a révélé une induction d’isoformes spécifiques parmi les hybrides trouvés résistants à partir de tests d’inoculation. Conclusion. Trois hybrides ont été identifiés qui présentent potentiellement de bons rendements et une résistance à la race 1 du Foc.