Heterosis-Muster und Quellen des Selbst

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 8036 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Details zu den Metriken

Die sexuelle Inkompatibilität zwischen den Kola-Genotypen war für über 50 % des Ertragsverlusts verantwortlich. Für die Entwicklung kommerzieller Obstgärten sind verträgliche und ertragreiche Sorten gefragt. Das Ziel dieser Studie bestand darin, die Selbstkompatibilität und Kreuzkompatibilität von Kola-Genotypen (C. nitida) innerhalb von Selbst-, Einzel- und Doppelhybridenkreuzungen zu bewerten und das Heterosismuster in den resultierenden Hybriden hinsichtlich sexueller Kompatibilität und wichtiger Nussertrags- und Qualitätsmerkmale zu bestimmen . Kreuzungen zwischen Kola-Genotypen aus drei Feldgenbanken (JX1, GX1, MX2) und einem fortgeschrittenen Keimplasma (Bunso-Nachkommen) in Ghana wurden zusammen mit ihren Eltern auf sexuelle Verträglichkeit, Nussertrag und Nussqualität untersucht. Es wurden Daten zu Schotensatz, Pseudo-Schotensatz, Schotengewicht, Anzahl der Nüsse pro Schote, Nussgewicht, Brix, potenziellem Alkohol und Nussfestigkeit gesammelt. Bei Bunso-Nachkommen sowie JX1-, GX1- und MX2-Kreuzungen wurde ein signifikanter (P < 0,001) unterschiedlicher Schotensatz beobachtet; während sich der Pseudo-Pod-Satz nur innerhalb der JX1- und MX2-Kreuzungen unterschied (P < 0,001). Bei den Einzel- und Doppelhybridenkreuzungen wurde eine sehr hohe Prävalenz von Mitteleltern-, Heterobeltiose und ökonomischer Heterose hinsichtlich der sexuellen Kompatibilität, des Ertrags und des Brix beobachtet. Heterose war bei den Doppelhybridkreuzungen im Vergleich zu den Einzelhybridkreuzungen deutlich ausgeprägt, was darauf hindeutet, dass die wiederholte Auswahl kompatibler Sorten aus fortgeschrittenen Generationen zu einem genetischen Gewinn bei der Kola-Verbesserung führen könnte. Die fünf besten Kreuzungen mit der besten Heterosis für sexuelle Kompatibilität und einer deutlich positiven Heterosis für Outturn und Brix waren B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × B1/296 × B1/ 177, GX1/46 × GX1/33 × B1/212 × B1/236, JX1/90 × JX1/51 und JX1/51 × JX1/36. Diese Materialien könnten als Quellen für nützliche Allele zur Verbesserung von Ertrag und sexueller Kompatibilität ghanaischer Kola-Hybriden und -Populationen dienen.

Die Gattung Cola (Malvaceae) besteht aus immergrünen tropischen und subtropischen Obstarten1,2,3. Cola nitida und Cola acuminata, die in den warmen und feuchten Regionen des tropischen Westafrikas4 beheimatet sind und eine Chromosomenzahl von 2n = 40 aufweisen, sind von kommerzieller Bedeutung, da beide Arten wegen ihrer essbaren Nüsse (Kolanüsse)5 angebaut werden.

Kolanüsse haben mehrere Verwendungszwecke6,7. Kolasamen haben ernährungsphysiologische, kulturelle, kosmetische und pharmazeutische Bedeutung8,9. Kolanüsse werden gekaut, um den Speichelfluss anzuregen, um wach zu bleiben10,11 und für traditionelle Riten wie Hochzeiten und Namensgebungszeremonien12,13,14. Kolanüsse werden in der Süßwarenindustrie als Wirkstoffe in Getränken und Arzneimitteln verwendet13,15. Getränkehersteller verwenden Kola aufgrund des hohen Koffeingehalts der Nüsse. Daher werden Kolanüsse in großem Umfang zur Herstellung von Energy-Drinks verwendet15,17. Kolanüsse sind auch eine wichtige Quelle bioaktiver Verbindungen und gelten als zukünftige Goldmine der Pflanzentherapie8,9,18,19,20,21. Die Gattung Cola ist seit langem an ayurvedischen Präparaten beteiligt, die auf der Idee der Kräuterbehandlung und anderer natürlicher Therapien zur Behandlung verschiedener Beschwerden und Störungen basieren. Die Gattung hat aufgrund des Vorhandenseins bioaktiver Moleküle wie Hydroxyzitronensäure (HCA), Ölsäure, Flavonoiden und Theobromin, die immense heilende Eigenschaften haben, die Aufmerksamkeit der Pharmaindustrie auf sich gezogen22,23. Die Nüsse sind außerdem reich an Palmitin- und Ölsäure bekannt dafür, eine gute Haut zu erhalten; Folglich werden sie bei der Herstellung kosmetischer Produkte wie Seifen24 verwendet, während die rotgefärbten im Pflanzenreich als reichhaltige Quelle roter Pigmente gelten25,26. Die Pigmente, die frischen Lebensmitteln ihre leuchtenden Rot-, Grün-, Lila-, Gelb- und Orangetöne verleihen, machen nicht nur eine schöne Mahlzeit aus, sie enthalten auch starke antioxidative Eigenschaften, die einen tiefgreifenden Einfluss auf die allgemeine Gesundheit der Verbraucher haben.

Die Produktion von Kolanüssen in Ghana ist von 5.000 Tonnen im Jahr 1961 auf 25.303 Tonnen im Jahr 2019 gestiegen27. Die Nutzung der Pflanze hat weltweit zu einer erhöhten Nachfrage geführt, die über die aktuelle Produktion der Pflanze hinausgeht24,28. In der ländlichen Wirtschaft Ghanas, wo schätzungsweise 46 % der Bevölkerung des Landes leben, insbesondere in den agroökologischen Waldgebieten des Landes, spielen der Anbau und die Vermarktung von Kola eine Schlüsselrolle für die Sicherung des Lebensunterhalts29,30. Kola trägt erheblich zum Auslandsumsatz Ghanas bei. Das Bruttoinlandsprodukt für den Pro-Kopf-Beitrag von Kola zur Wirtschaft Ghanas betrug 1.370 US-Dollar und das Bruttoinlandsprodukt nach Wechselkursen betrug 37.543.361.20431 US-Dollar. Dies unterstreicht das wirtschaftliche Potenzial von Kola als Nutzpflanze.

Trotz der kulturellen, nutrazeutischen und wirtschaftlichen Bedeutung von Kola sind die Zuchtbemühungen für Kola begrenzt. Die Kola-Produktion basiert seit langem hauptsächlich auf Selektionen aus der Wildnis. Die derzeitige Nutzung der Art in Ghana beruht hauptsächlich auf wenigen Beständen im Hintergrund der Landwirte, in Hausgärten und auf Bauernhöfen9. Darüber hinaus stehen nur wenige Plantagen/Obstgärten der Art zur Verfügung. Diese Beobachtungen lassen darauf schließen, dass die Art in ihrem gegenwärtigen Zustand den kontinuierlich wachsenden lokalen und internationalen Anforderungen wahrscheinlich nicht gerecht wird. Um die Möglichkeiten für den großflächigen Anbau zu nutzen, ist die Verfügbarkeit verbesserter Pflanzmaterialien erforderlich, was die Landwirte als eine ihrer Herausforderungen/Bedürfnisse angegeben haben14. Obwohl im Laufe der Jahre nur wenige Sorten aus frei bestäubten Sämlingen ausgewählt wurden, wurden Züchtungsprogramme zur Entwicklung neuer und verbesserter Sorten erst 1967 ins Leben gerufen, als am Cocoa Research Institute of Ghana (CRIG) mit der Einführung einiger Kola-Genotypen die aktive Kola-Forschung begann Oyoko in der östlichen Region Ghanas32. Zwei ertragreiche Hybriden, GX1/46 × GX1/16 und JX1/5 × JX1/9, wurden Landwirten kürzlich vom Cocoa Research Institute of Ghana33 empfohlen.

Die Bewirtschaftungstechniken in kommerziellen Obstplantagen wurden in den letzten Jahren erheblich verbessert, aber die genetische Verbesserung konnte mit dem großen wirtschaftlichen Wert dieser wichtigen Nutzpflanze nicht Schritt halten. Darüber hinaus besteht ein Bedarf an verbesserten Sorten, um Selbst- und Kreuzunverträglichkeiten zu überwinden und um Trockenstress und Kola-Rüsselkäfern (Balanogastris kolae und Sorphorhinus spp.) zu widerstehen, die zu den größten Einschränkungen der Kola-Wertschöpfungskette zählen24,34,35.

Aufgrund der Selbstinkompatibilität (SI)36 ist Kola eine allogame Pflanze. SI ist ein genetisch kontrollierter Mechanismus, der die Selbstbefruchtung bei etwa der Hälfte der Angiospermenarten verhindert37 und gilt als eines der wirksamsten Systeme, die Blütenpflanzen anwenden, um Inzucht zu verhindern und ein hohes Maß an Diversität aufrechtzuerhalten38,39. SI wird im Allgemeinen in zwei verschiedene Gruppen unterteilt; sporophytische Inkompatibilität, bei der der inkompatible Phänotyp im Pollen durch den Genotyp der pollenproduzierenden Pflanze bestimmt wird, und gametophytische Inkompatibilität, bei der der Genotyp der einzelnen Mikrospore den Phänotyp des Pollens bestimmt40. Kola-Sorten weisen eine sporophytische Selbstinkompatibilität auf und sind in vielen Kombinationen auch kreuzinkompatibel41. Oladokun42 führte über 50 % des geringen Ertrags bei Kola auf sexuelle Inkompatibilität zwischen den Genotypen zurück. Inkompatibilität schränkt die Anzahl wünschenswerter Kreuzungen ein und bestimmt deren Richtung in vielen Zuchtprogrammen43,44. Darüber hinaus müssen in kommerziellen Kola-Obstgärten ein oder mehrere Bestäuber eingesetzt werden, um einen guten Schotenansatz der Hauptsorte zu gewährleisten.

Das Wissen über kompatible und ertragreiche Sorten ist für die Entwicklung ertragreicher kommerzieller Kola-Hybriden von entscheidender Bedeutung. Daher würde die Verfügbarkeit von Informationen über die kompatiblen Partner und Kompatibilitätsmuster der Linien im Zuchtprogramm unter den verschiedenen wertvollen Kola-Sorten, die am Cocoa Research Institute of Ghana (CRIG) gesammelt und konserviert werden, das nationale Kola-Produktionssystem stärken. Eine klare Definition der erfolgreichsten selbstkompatiblen und kreuzkompatiblen Individuen oder Genotypen würde den Fruchtansatz und die Produktivität verbessern.

Die Bewertung des Fruchtansatzes ist derzeit die am häufigsten verwendete Methode zum Testen der Selbst- und Kreuzkompatibilität zwischen Sorten45,46,47,48. Darüber hinaus stellt die Entwicklung verbesserter Sorten mit verbesserten Nussqualitätsmerkmalen die Verbraucherakzeptanz der Endprodukte sicher49,50,51,52. Abgesehen vom Fruchtansatz ist es wichtig, Sorten mit verbesserten Nussqualitätsmerkmalen wie Brix, Textur oder Festigkeit der Nüsse und potenziellem Alkoholgehalt auszuwählen. Es fehlen Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen Fruchtansatz und diesen Qualitätsmerkmalen bei Kolabaum. Die Korrelationsstärke zwischen Merkmalen ist bei der Sortenentwicklung wichtig. Es liefert wertvolle Informationen, die Züchtern dabei helfen, das effizienteste Design für Genotypbewertungen zu ermitteln34.

Die Pflanzenzüchtung ist ein langwieriger Prozess, der eine effiziente Auswahl geeigneter Eltern mit den gewünschten Eigenschaften erfordert, um überlegene Hybriden zu produzieren. Die sexuelle Kompatibilität bei Kolabaum wird in größerem Maße durch nicht-additive Geneffekte als durch additive genetische Effekte bestimmt45. Die Dominanzvarianz ist daher bei der Auswahl des Pod-Sets/der Kompatibilität in Kola sehr wichtig. Die Züchtung zur Ausprägung von Dominanz erfolgt durch die Auswahl von Elternpaaren, die bei der Kreuzung das gewünschte Merkmal überdurchschnittlich exprimieren, d. h. durch Heterosezucht. Die Nutzung von Heterosis kann den Prozess der Erzeugung überlegener Hybriden beschleunigen53. Die Entwicklung lokal bevorzugter Hybriden mit bestimmten Fruchtmerkmalen sowie hohem Ertrag und Anpassungsfähigkeit wird im Wesentlichen durch Heterosis-Züchtung erreicht54.

Heterose oder Hybridvitalität ist ein natürliches Phänomen, bei dem hybride Nachkommen genetisch unterschiedlicher Individuen eine überlegene Leistung im Vergleich zum Mittelwert des Elternteils (durchschnittliche Heterosis) oder zum überlegenen Elternteil (Heterobeltiose) oder einer überprüften/freigegebenen Sorte oder Sorte (ökonomische Heterosis) zeigen. 55. Jüngste Fortschritte in der Molekulargenetik haben bestätigt, dass die Ursache der Heterosis rein genetischer Natur ist53. Bei der Heterosis-Züchtung werden Elite-Eltern und erste Nachkommengenerationen bewertet, um heterotische Hybriden und geeignete Eltern56 für Schlüsselmerkmale von Nutzpflanzen zu erkennen. Trotz der etablierten Anwendung der Heterosis in der Pflanzenzüchtung zur Identifizierung herausragender Genotypen oder Eltern ist nicht viel über ihre Verwendung bei der Auswahl überlegener Eltern und Hybriden hinsichtlich sexueller Kompatibilität und Ertrag bei Kola bekannt.

Daher bestand das Ziel dieser Studie darin, selbstkompatible und kompatible Partner von Kola-Genotypen (C. nitida) aus Selbst-, Einzel- und Doppelhybridkreuzungen und Heterosismustern in resultierenden Hybriden auf sexuelle Kompatibilität und wichtige Nussertrags- und Qualitätsmerkmale zu untersuchen.

Es gab signifikante Unterschiede (P < 0,001; df = 83) zwischen den Doppelhybridkreuzungen für den Schotensatz (Ergänzungstabelle S1). Die Variabilität zwischen den Kreuzungen für den Pseudo-Pod-Satz war jedoch nicht signifikant (P > 0,05; df = 83). Der Pod-Satz reichte von 21,3 % in DCS14 bis 97,0 % in DCC19 (Ergänzungstabelle S1). Der Pseudo-Pod-Satz reichte von 0,0 in mehreren Kreuzungen bis zu 25,4 % in DCC5 (Ergänzungstabelle S1). Der Pod-Satz war bei den Doppel-Hybrid-Kreuzungen (DCC) mehr als doppelt so hoch wie bei den Doppel-Hybrid-Selbstkreuzungen (DCS). Im Gegensatz dazu war der Pseudo-Pod-Satz im DCS im Vergleich zum DCC signifikant (P < 0,0001) höher (Abb. 1). Die höheren Pseudo-Pod-Sets bei Selbstkreuzungen als bei Kreuzungen zwischen verschiedenen Genotypen lassen auf einen Zusammenhang zwischen Pseudo-Pod-Set und Selbstinkompatibilität bei Kola schließen.

Vergleichende Analyse von Pod-Set und Pseudo-Pod-Set für Doppelkreuzungen und Doppelselbstkreuzungen. DCS-Doppelhybrid-Selbstkreuzungen, DCC-Doppelhybridkreuzungen, A-Variation zwischen DCS und DCC für den Schotensatz (%), B-Variation zwischen DCS und DCC für den Pseudo-Hülsensatz (%) Bunso-Nachkommen.

Die Variation zwischen den Einzelkreuzungen einiger JX1-Akzessionen für den prozentualen Pod-Satz und den prozentualen Pseudo-Pod-Satz war signifikant (P < 0,001; df = 141) (Ergänzungstabelle S2). Einzelne Selbstkreuzungen, einschließlich JX1/11 × JX1/11, JX1/122 × JX1/122, JX1/23 × JX1/23, JX1/49 × JX1/49 und JX1/51 × JX1/51, und einzelne Hybridkreuzungen, einschließlich JX1/73 × JX1/36, JX1/87 × JX1/118 waren inkompatibel, was das Phänomen der Selbstinkompatibilität und eines gewissen Grades an Kreuzinkompatibilität bei Kola bestätigt. Der Pod-Satz einzelner Kreuzungen, einschließlich JX1/112 × JX1/23, JX1/23 × JX1/34, JX1/6 × JX1/27 und JX1/J1 × JX1/66, war sehr niedrig, was auf eine Nichtkompatibilität dieser Partner hindeutet. Die Kompatibilität und Fruchtbarkeit der Kombinationen JX1/1 × JX1/67, JX1/20 × JX1/118, JX1/20 × JX1/31, JX1/21 × JX1/9, JX1/2 × JX1/45, JX1/51 × JX1/23, JX1/51 × JX1/20, JX1/62 × JX1/54, JX1/63 × JX1/23, JX1/73 × JX1/6, JX1/8 × JX1/119 und JX1/J1 × JX1 /23 waren höher als andere Kreuzungskombinationen (Ergänzungstabelle S2). Sie sind daher gute Materialien für die Beteiligung an Kola-Zuchtprogrammen, um den genetischen Gewinn für die Kompatibilität und den Ertrag verbesserter Sorten zu steigern.

Der Pod-Satz der Einzelhybridkreuzungen (SCC) von JX1 war mehr als doppelt so hoch (P < 0,001) als der Pod-Satz einzelner Hybridselbstproben der JX1-Keimplasmasammlung (Abb. 2). Es wurde beobachtet, dass der Pseudo-Pod-Satz bei Einzelhybriden von JX1 im Vergleich zu Einzelhybridkreuzungen signifikant (P < 0,0001) höher war (Abb. 2).

Vergleichende Analyse des Pod-Sets und des Pseudo-Pod-Sets für Einzelkreuzungen und Einzelselbstkreuzungen. SCS-Single-Hybrid-Selbstkreuzungen, SCC-Single-Hybrid-Kreuzungen, A-Variation zwischen SCS und SCC für den Pod-Satz (%), B-Variation zwischen SCS und SCC für den Pseudo-Pod-Satz (%).

Es gab eine signifikante (P < 0,001; df = 27) Variation zwischen den einzelnen Hybrid-Selbsten von GX1 für den Pod-Satz, die von 1,9 % für GX1/25 × GX1/25 bis 54,3 % für GX1/87 × GX1/87 reichte (Tabelle 1). Die Mehrheit der GX1-Selbstkreuzungen zeigte eine sehr geringe und geringe Kompatibilität. Allerdings waren GX1/16 × GX1/16, GX1/27 × GX1/27, GX1/30 × GX1/30, GX1/37 × GX1/37, GX1/50 × GX1/50 und GX1/87 × GX1/87 mäßig kompatibel. Diese Genotypen könnten Quellen für Selbstkompatibilitätsgene für die Entwicklung selbstkompatibler Sorten sein. Die Variabilität im Pseudo-Pod-Satz unter den GX1-Selbstkreuzungen war nicht signifikant (P > 0,05) (Tabelle 1). GX1/16 × GX1/16 drückte keinen Pseudo-Pod-Satz aus. Bei den Kreuzungen wurde bei GX1/1 × GX1/1, GX1/24 × GX1/24 und GX1/3 × GX1/3 häufiger ein Pseudopodensatz beobachtet (Tabelle 1).

Die Variation zwischen den MX2-Akzessionen hinsichtlich der Selbstkompatibilität war signifikant (P < 0,0001; df = 26). Die fünf besten Selbstkreuzungen, die eine signifikant höhere Kompatibilität aufwiesen, waren JB1 × JB1, A1 × A1, JB 37 × JB 37, JB 36 × JB 36 und JB 9 × JB 9 (Tabelle 2). Der Pod-Satz reichte von 13,7 % für Atta 3 × Atta 3 bis 48,7 % für JB1 × JB1. Die meisten Selbstkreuzungen wiesen eine sehr geringe und geringe Verträglichkeit auf. A1 × A1 und JB1 × JB1 waren mäßig kompatibel und stellen Quellen der Selbstkompatibilität zwischen den MX2-Genotypen dar. Es gab auch signifikante Unterschiede zwischen Selbstkreuzungen von MX2-Genotypen für den Pseudo-Pod-Satz. Der Pseudo-Pod-Satz für Selbstkreuzungen reichte von 6,4 % für Atta 1 × Atta 1 bis 24,3 % für W25 × W25 (Tabelle 2). Die Genotypen A10, A1, A8, JB 36, JB 34, JB 35, JB 37, JB 40, JB 9 und P2-1c zeigten bei Selbstbestäubung keinen Pseudopodensatz.

Unter den Doppelhybridkreuzungen hatte keine der Kreuzungen die Kompatibilitätsklassen 0, 1 und 2. Doppelhybridkreuzungen hatten einen Kompatibilitätswert von 3 bis 5. Im Gegensatz dazu wiesen Doppelhybridselbstkreuzungen Kompatibilitätswerte von 2 bis 3 auf Einzelne Hybridkreuzungen wurden auf die Kompatibilitätswerte von 0 bis 5 verteilt, wobei die Kompatibilitätsklasse 4 am häufigsten ausgedrückt wurde (χ2 = , df = 5, p < 0,001). Andererseits hatten einzelne Selbstkreuzungen Kompatibilitätswerte im Bereich von 0 bis 4, wobei der Kompatibilitätswert 2 vorherrschte (χ2 =, df = 5, P <0, 001) (ergänzende Abbildung S1). Die Kreuzhybriden waren sowohl bei den Doppelhybridkreuzungen als auch bei den Einzelhybridkreuzungen kompatibler als die Selbsthybriden.

Es gab signifikante Unterschiede (P < 0,001; df = 83) zwischen den Bunso-Nachkommenkreuzungen hinsichtlich der Anzahl der Schoten, des Schotengewichts, der Anzahl der Nüsse/Schote, des Gewichts der ungeschälten Nüsse, des Gewichts der geschälten Nüsse und des prozentualen Ertrags (Ergänzungstabelle S1). Die Anzahl der Pods lag zwischen 14,4 in DCS9 und DCS16 und 83,6 in DCC19 (Ergänzungstabelle S1). Die Anzahl der Schoten war bei einigen Kreuzungen (DCC6, DCC19, DCC24, DCC 26) etwa zweifach höher als die Anzahl der Schoten bei den Kreuzungen (DCC11, DCC13, DCC17, DCC38) und mehr als dreifach höher als bei den Kreuzungen DCC5, DCS12, DCS14 (Ergänzungstabelle S1). Die signifikante Variation des Schotengewichts reichte von 62,8 für DCS9 und DCS16 bis 364,2 für DCC19 (Ergänzungstabelle S1). Zu den fünf besten Kreuzungen mit höherem Hülsengewicht gehörten DCC19, DCC26, DCC24, DCC6 und DCS3 (Ergänzungstabelle S1). Die Anzahl der Nüsse pro Schote der Kreuzungen (DCC19 und DCC26) war mehr als dreimal höher als die anderer Kreuzungen (DCC5, DCS17, DCS23 und DCS25 (Ergänzungstabelle S1). Das Gewicht der ungeschälten Nüsse lag zwischen 41,0 für DCS9 und DCS16 und 238,1 für DCC19 (Ergänzungstabelle S1). Es wurde beobachtet, dass DCC19, DCC24 und DCC26 höhere Werte für das Gewicht der geschälten Nüsse aufweisen. Der höchste Ergebniswert (%) wurde für DCC19 mit 92,5 % beobachtet, während der niedrigste Ergebniswert (%) bei 28,7 lag % wurde von DCS 14 gezeigt (Ergänzungstabelle S1). Es gab keine signifikante Variabilität ((P > 0,05) zwischen den Bunso-Nachkommenkreuzungen hinsichtlich Nussqualitätsmerkmalen, einschließlich Brix, potenziellem Alkohol und Festigkeit der Nüsse (Ergänzungstabelle S1).

Alle Ertrags- und Nussqualitätsmerkmale unterschieden sich signifikant (P < 0,001; df = 141) zwischen den JX1-Kreuzungen (Ergänzungstabelle S2). Die Anzahl der Pods reichte von 1,3 für JX1/J1 × JX1/66, JX1/6 × JX1/27 und JX1/112 × JX1/23 bis 54,6 für JX1/62 × JX1/54 (Ergänzungstabelle S2). Das Schotengewicht der Kreuzungen JX1/62 × JX1/54 und JX1/73 × JX1/23 war etwa fünfmal höher als das Schotengewicht anderer Kreuzungen (z. B. JX1/10 × JX1/10, JX1/112 × JX1/23). . Die höchsten Zahlen an Nüssen pro Schote wurden bei den Kreuzungen JX1/21 × JX1/9, JX1/30 × JX1/45, JX1/34 × JX1/48, JX1/51 × JX1/20, JX1/6 × JX1/54 beobachtet , JX1/90 × JX1/51, JX1/J1 × JX1/51 und JX1/6 × JX1/113 (P < 0,001) (Ergänzungstabelle S2). Das Gewicht der geschälten Nüsse lag zwischen 2,8 g für JX1/6 × JX1/27 und 98,7 g für JX1/73 × JX1/23 (Ergänzungstabelle S2). Die Kreuzungen JX1/80 × JX1/80, JX1/20 × JX1/34, JX1/10 × JX1/10, JX1/11 × JX1/23 und JX1/119 × JX1/119 hatten im Vergleich zum Rest deutlich höhere Ergebnisse die Kreuze. JX1 kreuzt (JX1/24 × JX1/45, JX1/30 × JX1/7, JX1/31 × JX1/23, JX1/51 × JX1/25, JX1/51 × JX1/36, JX1/5 × JX1/9 , JX1/51 × JX1/31, JX1/63 × JX1/23, JX1/J1 × JX1/6) hatten im Vergleich zu anderen Kreuzungen (JX1/112 × JX1/23, JX1/ 2 × JX1/25, JX1/30 × JX1/51, JX1/6 × JX1/27, JX1/62 × JX1/54, JX1/51 × JX1/66 und JX1/23 × JX1/23) (Ergänzungstabelle S2 ). Der potenzielle Alkoholgehalt reichte von 1,73 für JX1/62 × JX1/51 bis 14,6 für JX1/66 × JX1/23 und JX1/J1 × JX1/23 (Ergänzungstabelle S2). Die Muttern der Kreuze JX1/30 × JX1/7, JX1/45 × JX1/45, JX1/62 × JX1/27, JX1/62 × JX1/7, JX1/63 × JX1/113 und JX1/J1 × JX1/ 33 wiesen im Vergleich zu den übrigen Kreuzungen signifikant (P < 0,001) festere Nüsse auf (Ergänzungstabelle S2).

Signifikante Unterschiede (P < 0,001; df = 27) wurden zwischen den GX1-Selbstkreuzungen hinsichtlich ertragsbezogener Merkmale wie der Anzahl der Schoten, des Schotengewichts, der Anzahl der Nüsse/Schote, des Gewichts der ungeschälten Nüsse und des Gewichts der geschälten Nüsse beobachtet. Die Variation zwischen den Kreuzungen hinsichtlich des Ergebnisses war nicht signifikant (P > 0,05) (Tabelle 1). Die Anzahl der Pods reichte von 1,0 für GX1/25 × GX1/25 bis 25,7 für GX1/30 × GX1/30 (Tabelle 1). Das Podgewicht für die GX1-Selbstkreuzungen (GX1/16 × GX1/16, GX1/27 × GX1/27, GX1/30 × GX1/30, GX1/37 × GX1/37 und GX1/87 × GX1/87) betrug ca doppelt so hoch wie einige Kreuzungen (GX1/24 × GX1/24, GX1/29 × GX1/29, GX1/64 × GX1/64, GX1/86 × GX1/86) und mehr als zehnmal höher als das Hülsengewicht von Kreuzungen GX1/2 × GX1/2, GX1/25 × GX1/25, GX1/3 × GX1/3 und GX1/72 × GX1/72 (Tabelle 1). Die Anzahl der Nüsse pro Schote war bei den Kreuzungen GX1/16 × deutlich höher GX1/16, GX1/27 × GX1/27, GX1/30 × GX1/30, GX1/37 × GX1/37 und GX1/87 × GX1/87 im Vergleich zu den übrigen GX1-Selbstkreuzungen (Tabelle 1) Das Gewicht ungeschälter und geschälter Nüsse reichte von 5,7 für GX1/25 × GX1/25 bis 139,5 für GX1/30 × GX1/30 und von 5,1 für GX1/25 × GX1/25 bis 82,2 für GX1/37 × GX1/37 , bzw. (Tabelle 1). Die Variabilität zwischen den GX1-Selbstkreuzungen hinsichtlich der Nussqualitätsmerkmale Brix, potenzieller Alkohol und Nussfestigkeit war nicht signifikant (P > 0,05). Brix reichte von 3,4 für GX1/25 × GX1/25 bis 17,0 für GX1/36 × GX1/36, während die Mutternfestigkeit zwischen 5,2 für GX1/25 × GX1/25 und 16,7 für GX1/24 × GX1/24 lag (Tabelle 1).

Die Unterschiede zwischen MX2-Kreuzungen hinsichtlich der Anzahl der Schoten und des Schotengewichts waren signifikant (P < 0,001; df = 26) (Tabelle 2). Die Anzahl der Hülsen für die Kreuzungen A1 × A1 war etwa fünfmal höher als die von ATTA 3 × ATTA 3 und zweifach höher als die der Kreuzungen A10 × A10, A22 × A22, JB 10 × JB 10, JB 3 × JB 3 , JB 40 × JB 40, P2-1B × P2-1B und W25 × W25 (Tabelle 2). Das Podgewicht lag zwischen 59,3 für ATTA 3 × ATTA 3 und 297,0 für A1 × A1 (Tabelle 2). ATTA 3 × ATTA 3, A10 × A10, A8 × A8 und JB 9 × JB 9 waren die obersten Kreuzungen mit der höchsten Anzahl an Nüssen/Hülsen von 7,0 (Tabelle 2). Alle Kreuzungen verzeichneten eine Ausbeute von über 50 %. Allerdings war das Ergebnis signifikant (P < 0,001) höher für A10 × A10, Club × Club, JB 15 × JB 15, JB 26 × JB 26, JB 3 × JB 3, JB 36 × JB 36, JB 9 × JB 9 und JB 34 × JB 34 (Tabelle 2). Unterschiede zwischen den MX2-Kreuzungen hinsichtlich der Nussqualitätsmerkmale; Brix, potenzieller Alkoholgehalt und Festigkeit der Nüsse waren ebenfalls statistisch signifikant (P < 0,001). Zum Beispiel Brix der Kreuze ATTA 1 × ATTA 1, ATTA 3 × ATTA 3, Club × Club, JB 1 × JB 1, JB 10 × JB 10, JB 19 × JB 19, JB 26 × JB 26, P2-1B × P2-1B war etwa dreimal so hoch wie die der Kreuzungen JB 32 × JB 32, JB 35 × JB 35 und JB 34 × JB 34 (Tabelle 2). Der potenzielle Alkoholgehalt reichte von 4,5 für JB 3 × JB 3 bis 10,5 für ATTA 1 × ATTA 1 (Tabelle 2). JB 19 × JB 19, P2-1B × P2-1B, P2-1c × P2-1c waren die Top-Kreuzungen mit deutlich (P < 0,001) höheren Werten für die Nussfestigkeit.

Die Clusteranalyse von Doppelhybridkreuzungen der Bunso-Nachkommen unter Verwendung von Schotensatz, Pseudoschotensatz sowie Schoten- und Nussmerkmalen gruppierte die Kreuzungen in drei Cluster (Abb. 3). Cluster 1 bestand aus 30 einzelnen Kreuzungen und Cluster 2 hatte 35 einzelne Kreuzungen, während Cluster 3 aus 18 Kreuzungen bestand. Cluster 1 zeichnet sich durch Kreuzungen aus, deren Kategoriemittel deutlich (P < 0,001) niedriger sind als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für die Anzahl der Nüsse/Schoten, die Nussbreite, den Ertrag, das Gewicht der ungeschälten Nüsse, das Gewicht der geschälten Nüsse, die Anzahl der Schoten, das Schotengewicht, Mutterlänge und Hülsensatz (Ergänzungstabelle S3). Der Kategoriemittelwert für das Gewicht geschälter Nüsse war zweifach niedriger als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für dieses Merkmal (Ergänzungstabelle S3). Der Kategoriemittelwert von Cluster 2 für Nusslänge, Schotensatz, Nussbreite, Auswurf und Schotenbreite war signifikant (P < 0,001) höher als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für diese Merkmale (Ergänzungstabelle S3). Die Standardabweichung in der Kategorie für Cluster 2 reichte von 0,83 für die Mutterlänge bis 8,49 für den Hülsensatz (Ergänzungstabelle S3). In Cluster 3 gruppierte Kreuzungen zeigten für alle Merkmale deutlich höhere Kategoriemittelwerte als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen (Ergänzungstabelle S3), und die Kategoriestandardabweichung reichte von 0,86 für die Nussbreite bis 34,30 für das Schotengewicht.

Cluster von Doppelhybridkreuzungen einiger Bunso-Nachkommen basierend auf Schotensatz und Schoten- und Nussmerkmalen.

Die Strukturanalyse der Bunso-Nachkommenkreuzungen zeigte eine klare Trennung der Doppelhybridkreuzungen und der Doppelhybridselbstkreuzungen. Die Doppelhybridkreuzungen waren im positiven Quadranten des Biplots stärker verteilt, während die Doppelhybridselbstkreuzungen stärker in den negativen Quadranten des Biplots verteilt waren (ergänzende Abbildung S2). Dimension 1, die mehr als 74,1 % der Gesamtvariabilität der Kreuzungen ausmacht, war eher mit den Doppelhybridkreuzungen verbunden (ergänzende Abbildung S2). Dimension 2, die 10,1 % der Gesamtvariabilität ausmacht, war eher mit Doppelhybrid-Selbstkreuzungen verbunden (ergänzende Abbildung S2).

Der Schotensatz, der Pseudo-Schotensatz sowie die Schoten- und Nussmerkmale der JX1-Kreuzungen gruppierten die Einzelkreuzungen und Einzelselbstkreuzungen in drei Cluster (Abb. 4). Kreuzungen in Cluster 1 sind durch Merkmale gekennzeichnet, deren Kategoriemittel deutlich (P < 0,001) niedriger waren als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen (Ergänzungstabelle S4). Die Kategoriestandardabweichung für Cluster 1 reichte von 1,04 für die Nussbreite bis 11,69 für den Ertrag, während die Standardabweichung für alle Kreuzungen von 2,10 für die Nussbreite (NW) bis 80,32 für das Hülsengewicht (PW) reichte (Ergänzungstabelle S4).

Cluster von Einzelkreuzungen einiger JX1-Genotypen basierend auf Schotensatz, Ertragskomponenten und Nussqualitätsmerkmalen.

Die Strukturierung der JX1-Kreuzungen trennte nicht zwischen Einzelhybridkreuzungen und Einzelhybridselbstkreuzungen von JX1. Die drei Kreuzgruppen waren räumlich in allen vier Quadranten des Biplots verteilt. Einzelne Hybridkreuzungen von JX1 (SCC-JX1) waren stärker mit Dimension 1 assoziiert, die 68,4 % der Gesamtvariation beitrug. Außerdem waren die SCC-JX1 im Vergleich zu SCS-JX1 stärker im positiven Quadranten des Biplots verteilt (ergänzende Abbildung S3). Der Kategoriemittelwert für Kreuzungen in Cluster 2 für die Merkmale Pseudo-Schotenansatz, Ertrag, Schotenlänge und Festigkeit der Nüsse war signifikant (P < 0,001) höher als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für diese Merkmale. Allerdings gilt dies für Merkmale wie Nusslänge (NL), Nussbreite (NW), Anzahl Nüsse/Schote (NN), Gewicht ungeschälter Nüsse (WUN), Gewicht geschälter Nüsse (WPN), Schotengewicht (PW), Anzahl Bei den Schoten (NP) und dem Schotensatz (PS %) war der Kategoriemittelwert der Kreuzungen in Cluster 2 signifikant (P < 0,001) niedriger als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen (Ergänzungstabelle S4). Die Kategoriemittelwerte der Kreuzungen in Cluster 3 waren signifikant (P < 0,001) höher als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für die Merkmale, mit Ausnahme des Pseudopod-Satzes, wo der Kategoriemittelwert signifikant (P < 0,001) niedriger war als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen ( Ergänzungstabelle S4).

Der Schotensatz, die Schoten- und Nussertragskomponenten sowie die Nussqualitätsmerkmale gruppierten die Selbstkreuzungen der GX1-Genotypen in drei Cluster (Abb. 5). Die Cluster 1, 2 und 3 umfassten jeweils 7, 52 und 10 einzelne Kreuzungen. Cluster 1 war durch Selbstkreuzungen gekennzeichnet, die einen signifikant (P < 0,001) niedrigeren Kategoriemittelwert für Schotengewicht, Anzahl der Schoten, Gewicht der ungeschälten Nüsse, Anzahl der Nüsse pro Schote, Schotensatz und Gewicht der geschälten Nüsse aufwiesen (Ergänzungstabelle S5). .

Cluster von GX1-Einzelselbstkreuzungen basierend auf Schotensatz, Ertragskomponenten und Nussqualitätsmerkmalen.

Die Selbstkreuzungen von GX1-Genotypen, die unter Cluster 3 gruppiert sind, zeigten Kategoriemittelwerte, die signifikant (P < 0,001) höher waren als der Gesamtmittelwert für das Gewicht ungeschälter Nüsse, die Anzahl der Nüsse/Schote, die Anzahl der Schoten, das Schotengewicht, den Schotensatz und das Gewicht Gewicht der geschälten Nüsse (Ergänzungstabelle S5).

Die Selbstkreuzungen von MX2 wurden basierend auf dem Schotensatz, den Ertragskomponenten und den Nussqualitätsmerkmalen in 5 Cluster eingeteilt (ergänzende Abbildung S4). Die Cluster 1, 2, 3, 4 und 5 hatten Größen von 2, 14, 18, 24 bzw. 30 einzelnen Kreuzen. Cluster 1 wurde durch Selbstkreuzungen mit deutlich (P < 0,001) höherem Kategoriemittelwert als dem Gesamtmittelwert für Nusslänge und Nussbreite definiert (Ergänzungstabelle S6). Selbstkreuzungen in Cluster 2 zeichneten sich durch einen signifikant (P < 0,001) niedrigeren Kategoriemittelwert für das Gewicht ungeschälter Nüsse, das Gewicht geschälter Nüsse, den Ertrag und die Anzahl der Nüsse/Schoten im Vergleich zum Gesamtmittelwert der Kreuzungen für diese Merkmale aus (Ergänzungstabelle S6). .

Selbstkreuzungen in Cluster 3 zeigten einen deutlich höheren Kategoriemittelwert (P < 0,001) als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für Brix und Schotenbreite (Ergänzungstabelle S6). Cluster 4 wird durch Kreuzungen definiert, deren Kategoriemittel für die Anzahl der Schoten, den Schotensatz und das Schotengewicht deutlich (P < 0,001) höher ist als der Gesamtmittelwert der Kreuzungen für diese Merkmale. Der Kategoriemittelwert des potenziellen Alkoholgehalts für Kreuzungen in Cluster 4 war jedoch signifikant (P < 0,001) niedriger als der Gesamtmittelwert, was darauf hindeutet, dass die Kreuzungen bei diesem Merkmal unterdurchschnittliche Leistungen erbrachten. Die Selbstkreuzungen von MX2 unter Cluster 5 zeigten einen deutlich höheren Kategoriemittelwert (P < 0,001) als der Gesamtmittelwert für die Anzahl der Nüsse/Schote, das Gewicht der ungeschälten Nüsse, das Gewicht der geschälten Nüsse, den Ertrag und den potenziellen Alkohol. Der Kategoriemittelwert für Brix war jedoch signifikant (P < 0,001) niedriger als der Gesamtmittelwert (Ergänzungstabelle S6).

Es wurde eine hochsignifikante (P < 0,001) und positive Korrelation zwischen der Anzahl der Schoten und dem Schotensatz, dem Schotengewicht und dem Schotensatz, der Anzahl der Nüsse pro Schote und der Anzahl der Schoten, der Anzahl der Nüsse pro Schote und dem Schotengewicht, dem Ertrag und dem Schotensatz beobachtet. Ertrag und Anzahl der Schoten, Ertrag und Gewicht der Schoten, Ertrag und Gewicht ungeschälter Nüsse, Ertrag und Gewicht geschälter Nüsse (Ergänzende Abbildung S5).

Die Korrelation war signifikant (P < 0,001) und positiv für die Beziehung zwischen der Anzahl der Schoten und dem Schotensatz, dem Schotengewicht und dem Schotensatz, der Anzahl der Nüsse pro Schote und Schotensatz, der Anzahl der Nüsse pro Schote und der Anzahl der Schoten sowie der Anzahl der Nüsse pro Schote Gewicht der Schoten und Schoten, Nusslänge und Schotenbreite, Nussbreite und Nusslänge, Gewicht der ungeschälten Nüsse und Schotensatz, Gewicht der ungeschälten Nüsse und Anzahl der Nüsse pro Schote, Gewicht der geschälten Nüsse und Schotensatz, Gewicht der geschälten Nüsse und Anzahl Anzahl der Schoten, Gewicht der geschälten Nüsse und Schotengewicht, Gewicht der geschälten Nüsse und Anzahl der Nüsse pro Schote, Ertrag und Schotengewicht (Ergänzende Abbildung S6).

Es wurde eine signifikante (P < 0,001) und starke positive Korrelation zwischen der Anzahl der Schoten und dem Schotensatz, dem Schotengewicht und dem Schotensatz, dem Schotengewicht und der Schotenanzahl, der Anzahl der Nüsse pro Schote und Schotensatz, der Anzahl der Nüsse pro Schote und der Anzahl beobachtet Schoten, Anzahl der Nüsse pro Schote und Schotengewicht, Nussgewicht und Nusslänge, Gewicht der ungeschälten Nüsse und Anzahl der Schoten, Gewicht der ungeschälten Nüsse und Schotengewicht, Gewicht der ungeschälten Nüsse und Anzahl der Nüsse pro Schote, Gewicht der geschälten Nüsse und Schotensatz, Gewicht der geschälten Nüsse und Anzahl der Schoten, Gewicht der geschälten Nüsse und Anzahl der Schoten, Gewicht der geschälten Nüsse und Schotengewicht, Gewicht der geschälten Nüsse und Anzahl der Nüsse pro Schote, Ertrag und Schotengewicht (Ergänzende Abbildung S7) .

Es wurde eine hochsignifikante (P < 0,001) und positive Korrelation zwischen der Anzahl der Schoten und dem Schotensatz, dem Schotengewicht und dem Schotensatz, dem Schotengewicht und der Anzahl der Schoten, dem Nussgewicht und der Nusslänge, dem Gewicht der ungeschälten Nüsse und der Anzahl der Schoten sowie dem Gewicht von beobachtet geschälte Nüsse und Anzahl der Nüsse pro Schote, Gewicht der geschälten Nüsse und Anzahl der Nüsse pro Schote, Gewicht der geschälten Nüsse und Gewicht der ungeschälten Nüsse, Ausstoß und Anzahl der Nüsse pro Schote, Ausstoß und Gewicht der ungeschälten Nüsse, Ausstoß und Gewicht der geschälten Nüsse Muttern (Ergänzende Abbildung S8).

Mittlerer Elternteil, besserer Elternteil und wirtschaftliche Heterosis waren bei den meisten Bunso-Nachkommenkreuzungen für Schotensatz, Ertrag und Brix vorherrschend (Ergänzungstabelle S7). Die mittlere Elternheterosis für den Schotensatz (%) war für die Doppelhybridkreuzungen positiv und reichte von 26,02 für GX1/46 × GX1/53 × GX1/46 × GX1/16 bis 242,49 für Club × JB 32 × JX1/5 × JX1 /9. Zu den fünf besten Kreuzungen mit höherer positiver mittlerer Elternheterosis für den Schotensatz gehörten B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × B1/151 × B1/180, B1/212 × B1/236 × JX1/24 × JX1/22, B2/177 × B2/156 × B1/151 × B1/147 und B1/211 × B1/200 × B1/157 × B1/149 (Ergänzungstabelle S7). Ebenso wurde bei Bunso-Kreuzungen eine positive Heterose der Mitteleltern für den Ertrag ausgedrückt. Prozentsatz der mittleren Eltern-Heterosis für das Ergebnis der Kreuzungen B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/53, B1/151 × B1/149 × B1 /11 × B1/71, B1/212 × B1/210 × GX1/46 × GX1/53 ist mehr als das Zweifache der positiven Mittelelternheterosis von B2/177 × B2/156 × JX1/9 × JX1/11 , GX1/46 × GX1/16 × GX1/46 × GX1/53, GX1/46 × GX1/16 × JX1/9 × GX1/16, GX1/46 × GX1/53 × JX1/17 × JX1/5, JX1 /23 × JX1/53 × GX1/46 × GX1/53, JX1/9 × JX1/11 × JX1/24 × JX1/22 und JX1/9 × JX1/11 × JX1/7 × JX1/5 (Ergänzungstabelle S7 ). Im Gegensatz zum Schotenansatz und zum Ergebnis wiesen 45,28 % bzw. 54,71 % der BUNSO-Nachkommenkreuzungen eine negative bzw. positive Mitteleltern-Heterosis für Brix auf. Zu den fünf besten Kreuzungen mit höherer positiver mittlerer Elternheterosis für Brix gehören JX1/9 × JX1/11 × JX1/17 × JX1/5, GX1/46 × GX1/16 × GX1/46 × GX1/53, B1/151 × B1/147 × GX1/46 × GX1/53, JX1/5 × JX1/9 × GX1/46 × GX1/16 und JX1/5 × JX1/9 × JX1/9 × JX1/11 (Ergänzungstabelle S7).

Für den Schotensatz und den Ertrag wurde eine positive Heterosis der Eltern beobachtet (Ergänzungstabelle S7). B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, Club × JB32 × JX1/5 × JX1/9, B1/11 × B1/71 × B1/151 × B1/180, B1/211 × B1/ 200 × B1/157 × B1/149, B1/151 × B1/149 × B1/11 × B1/71 waren die fünf besten Doppelhybridkreuzungen, die eine höhere Elternheterosis für den Schotensatz aufwiesen. Schläger × JB32 × JX1/5 × JX1/9, B11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/16, B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × B1/151 × B1/180, B1/151 × B1/149 × B1/11 × B1/71, B1/208 × B1/180 × JX1/24 × JX1/22, B1/212 × B1/210 × GX1/ 46 × GX1/53 zeigten eine höhere, bessere Elternheterosis für den prozentualen Ertrag. Im Verhältnis zum Brix wiesen 32,07 % der BUNSO-Nachkommenkreuzungen eine negativ bessere Elternheterosis auf. Bei 67,92 % der Kreuzungen wurde jedoch eine positiv bessere Elternheterosis für Brix beobachtet. Höhere positive, bessere Heterosiswerte der Eltern wurden für JX1/24 × JX1/22 × JX1/7 × JX1/53, JX1/7 × JX1/53 × JX1/7 × JX1/5, B1/151 × B1/149 × B1 beobachtet /11 × B1/71, B1/296 × B1/177 × GX1/46 × GX1/53, Club × JB 32 × JX1/5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × GX1/46 × GX1/ 53 und JX1/9 × JX1/11 × JX1/7 × JX1/53 (Ergänzungstabelle S7).

In Bezug auf die Standardsorte 1, GX1/46 × GX1/16, herrschte eine wirtschaftliche Heterosis für den Schotensatz (%), den Ertrag (%) und den Brix-Wert (Ergänzungstabelle S7). Zu den BUNSO-Nachkommenkreuzungen, die im Hinblick auf die Standardsorte 1 eine höhere wirtschaftliche Heterosis für den Schotensatz zeigten, gehören B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/151 × B1/147 × GX1/46 × GX1/53 , Club × JB 32 × JX1/5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1/9 × JX1/11, GX1/46 × GX1/33 × JX1/24 × JX1/22, GX1/46 × GX1/53 × B2/296 × B1/177, GX1/46 × GX1/53 × JX1/17 × JX1/5 und JX1/9 × JX1/11 × GX1/46 × GX1/53 (Ergänzungstabelle S7). Kreuzungen, die eine höhere wirtschaftliche Heterosis für das Ergebnis aufwiesen, waren B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/16, B1/11 × B1/71 × GX1 /46 × GX1/16, B/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/53, B1/120 × B1/193 × GX1/46 × GX1/53, B1/151 × B1/147 × GX1/46 × GX1/53, Club × JB32 × JX1/5 × JX1/9 und GX1/46 × GX1/16 × JX1/9 × JX1/11 (Ergänzungstabelle S7).

Die meisten Kreuzungen zeigten eine negative wirtschaftliche Heterose für den Brix-Gehalt, was darauf hindeutet, dass die Kreuzungen hinsichtlich des Brix-Gehalts schlechtere Ergebnisse erzielten als die Standardsorte 1. Allerdings gibt es nur wenige Kreuze, darunter B1/11 × B1//71 × B1/151 × B1/180, B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × B1/296 × B1/177, B1/11 × B1/71 × B2/177 × B2/156, JX1/14 × JX1/32 × JX1/9 × JX1/11 hatten eine positive wirtschaftliche Heterosis für Brix im Verhältnis zur Standardsorte 1. JX1/ 14 × JX1/32 × JX1/9 × JX1/11 zeichnete sich durch eine höhere wirtschaftliche Heterosis für Brix aus (Ergänzungstabelle S7). Unter Berücksichtigung der Standardsorte 2 (JX1/5 × JX1/9) gab es auch eine Prävalenz wirtschaftlicher Heterosis für Schotensatz, Ertrag und Brix (Ergänzungstabelle S7). Die wirtschaftliche Heterosis für den Pod-Satz war höher für B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, Club × JB 32 × JX1/5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1/5 × JX1 /9, GX1/46 × GX1/33 × JX1/24 × JX1/22, GX1/46 × GX1/53 × B2/296 × B1/177, GX1/46 × GX1/53 × JX1/17 × JX1/5 und JX1/9 × JX1/11 × GX1/46 × GX1/53 (Ergänzungstabelle S7).

Zu den fünf besten Bunso-Doppelhybridkreuzungen, die im Vergleich zur Standardsorte 2 eine höhere wirtschaftliche Heterosis für den Ertrag aufwiesen, gehörten Club × JB 32 × JX1/5 × JX1/9, B1/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/16, B1/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/53, B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149 und GX1/46 × GX1/16 × JX1/9 × JX1/11 (Ergänzungstabelle S7). Im Gegensatz zur Standardsorte 1 war die wirtschaftliche Heterosis für Brix im Verhältnis zur Standardsorte 2 bei allen Kreuzungen positiv. Kreuzungen, die eine höhere Prävalenz positiver Heterosis für Brix aufwiesen, waren B1/151 × B1/149 × B1/11 × B1/71, B1/211 × B1/200 × B1/157 × B1/149, Club × JB 32 × JX1/ 5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1/9 × GX1/16, JX1/24 × JX1/22 × B1/151 × B1/147, JX1/9 × JX1/11 × JX1/7 × JX1/5 und JX1/9 × JX1/11 × JX1/7 × JX1/53 (Ergänzungstabelle S7).

Es gab eine Prävalenz von Mitteleltern-, Bessereltern- und wirtschaftlicher Heterose für Schotensatz, Ertrag und Brix bei Einzelkreuzhybriden von JX1 (Ergänzungstabelle S8). Der mittlere Elternteil für den Pod-Satz war hoch für JX1/118 × JX1/23, JX1/119 × JX1/23, JX1/45 × JX1/6, JX1/51 × JX1/20, JX1/51 × JX1/36, JX1 /63 × JX1/23, JX1/66 × JX1/23, JX1/73 × JX1/23, JX1/73 × JX1/6 und JX1/90 × JX1/51 (Ergänzungstabelle S8).

Eine hohe Heterosis in der Mitte der Eltern für den Ertrag wurde durch die Kreuzungen JX1/117 × JX1/73, JX1/20 × JX1/23, JX1/21 × JX1/9, JX1/27 × JX1/25, JX1/31 × JX1/23 ausgedrückt , JX1/34 × JX1/23, JX1/51 × JX1/42, JX1/6 × JX1/113, JX1/6 × JX1/54, JX1/66 × JX1/23, JX1/73 × JX1/23, JX1 /74 × JX1/108, JX1/87 × JX1/6, JX1/J1 × JX1/90 und JX1/J1 × JX1/6 (Ergänzungstabelle S8). Für JX1/20 × JX1/23, JX1/34 × JX1/48, JX1/51 × JX1/20, JX1/51 × JX1/34, JX1/66 × JX1/23 wurde eine hohe positive mittlere Elternheterosis für Brix beobachtet , JX1/90 × JX1/51, JX1/J1 × JX1/90 und JX1/J1 × JX1/20 (Ergänzungstabelle S8).

Eine hohe, bessere Heterosis der Eltern für den Schotensatz wurde durch die Kreuzungen JX1/119 × JX1/32, JX1/119 × JX1/50, JX1/24 × JX1/6, JX1/30 × JX1/45, JX1/45 × JX1/6 ausgedrückt , JX1/51 × JX1/36, JX1/62 × JX1/6, JX1/63 × JX1/23, JX1/66 × JX1/23 und JX1/73 × JX1/23. Eine bessere Elternheterosis für den Ertrag war bei den meisten JX1-Einzelhybridkreuzungen negativ. Zu den Kreuzungen, die eine stark positive, bessere Elternheterosis für den Ertrag aufwiesen, gehören JX1/117 × JX1/73, JX1/20 × JX1/34, JX1/6 × JX1/113 und JX1/6 × JX1/54 (Ergänzungstabelle S8).

Die Prävalenz wirtschaftlicher Heterosis für Schotensatz, Ertrag und Brix wurde durch die JX1-Einzelhybridkreuzungen gezeigt (Ergänzungstabelle S8). In Bezug auf die Standardsorte 1 waren die Kreuzungen JX1/1 × JX1/67, JX1/2 × JX1/45, JX1/20 × JX1/118, JX1/20 × JX1/31 und JX1/21 × JX1/9 hoch positiv wirtschaftliche Heterosis für Pod-Set. Die wirtschaftliche Heterosis für den Ertrag war bei den meisten Kreuzungen negativ, mit Ausnahme von JX1/8 × JX1/112 und JX1/11 × JX1/23, die im Verhältnis zur Standardsorte 1 eine positive wirtschaftliche Heterosis für den Ertrag aufwiesen. Kreuzungen JX1/112 × JX1/23, JX1/2 × JX1/25, JX1/23 × JX1/34, JX1/30 × JX1/51, JX1/31 × JX1/50 und JX1/6 × JX1/27 waren die sechs besten Kreuzungen, die eine hohe positive wirtschaftliche Heterosis ausdrückten für Brix.

In Bezug auf die Standardsorte 2 wurde eine wirtschaftliche Heterosis für Schotensatz, Ertrag und Brix beobachtet (Ergänzungstabelle S8). Kreuzt JX1/30 × JX1/51, JX1/51 × JX1/20, JX1/62 × JX1/54, JX1/63 × JX1/23, JX1/73 × JX1/23, JX1/73 × JX1/6 und JX1 /51 × JX1/23 zeigte eine hohe positive wirtschaftliche Heterosis für den Pod-Satz. Die meisten Kreuzungen zeigten eine negative Heterosis für den Ertrag in Bezug auf Standardsorte 2, mit Ausnahme von JX1/1 × JX1/112, JX1/1 × JX1/67, JX1/11 × JX1/23, JX1/20 × JX1/34, JX1/35 × JX1/23, JX1/63 × JX1/4 und JX1/J1 × JX1/90 (Ergänzungstabelle S8).

Eine hohe positive wirtschaftliche Heterosis für Brix wurde durch JX1/112 × JX1/23, JX1/2 × JX1/25, JX1/23 × JX1/34, JX1/30 × JX1/51, JX1/31 × JX1/50, JX1 ausgedrückt /51 × JX1/25 und JX1/6 × JX1/27 in Bezug auf die Standardsorte 2 (Ergänzungstabelle S8).

Die Ergebnisse zeigten erhebliche Unterschiede zwischen Bunso-Nachkommen, JX1-, GX1- und MX2-Kreuzungen hinsichtlich der sexuellen Kompatibilität, was darauf hindeutet, dass innerhalb der Genbanken eine genetische Variabilität besteht, die die Auswahl und Wiederherstellung leistungsstarker Linien hinsichtlich der sexuellen Kompatibilität rechtfertigt. Es ist wichtig, das Ausmaß der Variation innerhalb einer Population zu verstehen, um eine fundiertere Auswahlentscheidung treffen zu können57,58. Dies ermöglicht die Planung von Kreuzungen zwischen kompatiblen Genotypen59,60. Nyadanu et al.34, Van Eijnatten61 und Jacob und Okoloko41 sowie Odutayo et al.62 berichteten ebenfalls über Unterschiede in der sexuellen Verträglichkeit von Kola-Sorten. Eine effiziente Bestäubung und Befruchtung hängt vor allem vom Vorhandensein von Pollen einer kompatiblen Sorte ab45,63. Die in den Kola-Keimplasmasammlungen des Cocoa Research Institute of Ghana beobachtete Variation hinsichtlich Selbst- und Kreuzkompatibilität bietet die Möglichkeit, selbstkompatible Sorten und kreuzkompatible Partner für die Entwicklung verbesserter Sorten auszuwählen. Zum Beispiel Doppelhybridkreuzungen der Bunso-Nachkommen wie Club × JB32 × JX1/5 × JX1/9, JX1/9 × JX1/11 × GX1/46 × GX1/53, B1/11 × B1/71 × GX1/ 46 × GX1/16, B1/120 × B1/193 × JX1/9 × JX1/11, B1/151 × B1/147 × GX1/46 × GX1/53, B1/296 × B1/177 × GX1/46 × GX1/53, GX1/46 × GX1/16 × JX1/17 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1/5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1/9 × JX1/ 11, GX1/46 × GX1/33 × JX1/24 × JX1/22, GX1/46 × GX1/53 × B2/296 × B1/177, GX1/46 × GX1/53 × JX1/17 × JX1/5, JX1/23 × JX1/53 × GX1/46 × GX1/53 und JX1/7 × JX1/53 × JX1/7 × JX1/5 wurden als hochkompatible Kreuzungen eingestuft und wären gute Partner für die Entwicklung kompatibler Sorten. Die besten selbstkompatiblen Kreuzungen der Bunso-Nachkommen waren JX1/17 × JX1/9 × JX1/17 × JX1/9, JX1/23 × JX1/53 × JX1/23 × JX1/53, GX1/46 × GX1/53 × GX1/46 × GX1/53, JX1/9 × GX1/16 × JX1/9 × GX1/16 und JX1/9 × JX1/11 × JX1/9 × JX1/11. Die Einbeziehung dieser Materialien in Kola-Zuchtprogramme würde zur Verbesserung der Elternpopulation beitragen und die genetische Basis des Elite-Kola-Keimplasmas für die Entwicklung kompatibler Sorten erweitern. Diese Kreuzungen wären wichtig für die Entwicklung selbstkompatibler Kola-Sorten.

Einzelne Hybridkreuze JX1/20 × JX1/118, JX1/21 × JX1/9, JX1/51 × JX1/23, JX1/51 × JX1/20, JX1/63 × JX1/23, JX1/73 × JX1/23 , JX1/73 × JX1/6 und JX1/J1 × JX1/23, die höhere Kreuzkompatibilitätswerte aufweisen, wären gute kompatible Partner für die Entwicklung ertragreicher Sorten. Selbstkreuzungen von JX1 (JX1/31 × JX131, JX1/108 × JX1/108), GX1 (GX1/27 × GX1/27, GX1/30 × GX1/30 und MX2 (A1 × A1, JB 1 × JB1 und JB37 × JB 37), die eine mäßig selbstkompatible Klasse für Selbstkompatibilität ausdrücken, könnten großartige Quellen für genetisches Material für die Entwicklung selbstkompatibler Sorten sein. Die Auswahl dieser Kreuzungen oder genetischen Materialien aus verschiedenen Keimplasmaquellen würde dazu beitragen, die verfügbare genetische Vielfalt zu erfassen die Verbesserung von Elitelinien und die Zugänglichkeit dieser Informationen für Zuchtentscheidungen64,65,66. Eine optimale Kreuzselektion dieser Genotypen würde den genetischen Gewinn bei züchtungskompatiblen Kola-Sorten erhöhen67,68.

Die genetische Variabilität im Pseudopod-Satz war für die JX1- und MX2-Kreuzungen signifikant. Bunso-Nachkommen und GX1-Kreuzungen zeigten eine nicht signifikante Variation für den Pseudo-Pod-Satz. Diese Unterschiede zwischen den Kreuzungen der verschiedenen Keimplasmasammlungen könnten auf Unterschiede im genetischen Material zurückzuführen sein. Pseudokompatibilität ist die Befruchtung durch Pollen, mit denen sie normalerweise nicht kompatibel wären; unvollständige Inkompatibilität, bei der Gameten, die normalerweise inkompatibel wären, einen lebensfähigen Embryo oder Fruchtansatz bilden40. Der Pseudo-Schotensatz steht im umgekehrten Verhältnis zum Hülsensatz und führt zu einem geringen Ertrag bei Kola. Es besteht die Notwendigkeit, Pseudo-Pod-Set als eines der Zielmerkmale zu betrachten, gegen das bei der Zucht auf sexuelle Kompatibilität bei Kola selektiert werden soll. Kreuze wie B1/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/16, Club × JB32 × JX1/5 × JX1/9, JX1/9 × JX1/11 × GX1/46 × GX1/53, JX1/20 × JX1/9, JX1/51 × JX1/20, JX1/5 × JX1/23 und JX1/73 × JX1/23, A1 × A1, JB1 × JB1, die sehr gut kompatibel waren und kein Pseudo-Pod-Set darstellten nützliche genetische Materialien zur Selektion gegen Pseudo-Pod-Set. Es hat sich gezeigt, dass Variationen im Grad der Pseudokompatibilität zwischen Genotypen bei Brassica oleracea vom genetischen Hintergrund abhängen, in dem die S-Gene wirken69. Johnson70 berichtete über Pseudokompatibilität als einen der Faktoren, die den Grad der Selbstinkompatibilität in Inzuchtlinien von Rosenkohl beeinflussen.

Die Kreuzbestäubungen führten im Allgemeinen zu mehr Schotenbildung als die Selbstbestäubungen. Andere Autoren berichteten, dass Kreuzbestäubung die Befruchtung verbessern kann, wie ihre Berichte über einen höheren Fruchtansatz zeigen71,72. Dennoch waren einige Genotypen kreuzinkompatibel und konnten sich nicht gegenseitig befruchten. In einigen Fällen äußerte sich dies in einem niedrigen Pod-Set. Beispielsweise waren unter den Einzelhybriden von JX1 2 % der Kreuzungen aus JX1/73 × JX1/36 und JX1/87 × JX1/118 inkompatibel und 15 der Kreuzungen (15 % der Gesamtkreuzung) zeigten sehr niedrige Werte Kompatibilität. Die Selektion gegen diese Kreuzungen könnte dazu beitragen, Fortschritte bei der Züchtung kompatibler Kola-Sorten zu erzielen. Griggs et al.73 und Cuevas und Polito72 berichteten über ähnliche Ergebnisse in ihrer Arbeit zu Oliven.

Der recht gute Schotensatz der Doppelhybridkreuzungen im Vergleich zu den Einzelhybridkreuzungen in dieser Studie könnte auf einen Ausdruck genetischer Gewinne für den Schotensatz zurückzuführen sein. Die Bunso-Kola-Nachkommen wurden zuvor im Rahmen eines Hybridzuchtprogramms auf sexuelle Kompatibilität oder Schotensatz selektiert74. Allerdings zeigten die selbstbestäubten Doppelhybridkreuzungen einen geringeren Grad an Kompatibilitätsreaktionen, wie sie bei fast allen Selbstbestäubungen beobachtet wurden. Dies deutet darauf hin, dass das Phänomen der Selbstunverträglichkeit auch in fortgeschrittenen Kola-Generationen zum Ausdruck kommt. Dies könnte zu geringeren Erträgen in fortgeschrittenen Kola-Generationen führen, wenn die empfohlenen Sorten nicht mit Bestäubern bestäubt werden und ausschließlich etabliert werden. Das Problem der Selbstunverträglichkeit bei fortgeschrittenen Kola-Sorten könnte durch den Einsatz von Bestäubern in Obstgärten zur Ertragssteigerung gelöst werden. Bei Kulturpflanzen, die SI aufweisen, werden Sorten, die als Pollenspender („Pollenisatoren“) dienen, normalerweise in den gesamten Obstgärten verstreut, da der Fruchtansatz weitgehend von Kreuzbestäubung abhängt. Pollenisierer werden häufig in Raps (Brassica napus L.), Sonnenblume, Erdbeere (Fragaria x anannasa (Weston), europäischer Birne (Pyrus communis), Süßkirsche und japanischer Pflaume (Prunus salicina Lindl) verwendet75,76,77. Die Verwendung von Pollenisierer werden auch in Olivenbäumen (Olea europaea L.) empfohlen.63. Zwei Genotypen A1 und B1 wurden als hervorragende Bestäuber von Cola nitida in Ghana identifiziert34.

Das Absinken oder Verteilen von Doppel- und Einfachkreuzungen auf höhere Kompatibilitätswerte als die Doppel- und Einfachselbsthybridkreuzungen bestätigte zusätzlich das Vorliegen einer Selbstinkompatibilität bei Kolabaum. Selbstinkompatibilität ist ein genetisch kontrollierter Mechanismus, der die Selbstbefruchtung bei etwa der Hälfte der Angiospermenarten verhindert37,78. Über sporophytische Selbstinkompatibilität wurde bei Asteraceae, Betulaceae, Convolvulaceae, Sterculiaceae und Malvaceae berichtet40. Kola gehört zur Familie der Malvengewächse.

Die zwischen den Kola-Kreuzungen beobachteten signifikanten Unterschiede in Bezug auf den Schotenertrag (Anzahl der Schoten, Schotengewicht, Schotenlänge, Schotenbreite) und den Nussertrag (Anzahl der Nüsse/Schote, Nusslänge, Nussbreite, geschältes Nussgewicht, ungeschält). Nussgewicht, Ertrag) bieten die Möglichkeit, Kola-Hybriden und -Sorten auszuwählen, die eine hohe Selbst- oder Kreuzkompatibilität mit hohem Ertrag und guten Nusseigenschaften kombinieren. DCC6, DCC9, DCC19, DCC26, DCC32, JX1/1 × JX1/67, JX1/2 × JX1/45, JX1/20 × JX1/118, JX1/21 × JX1/9, JX1/51 × JX1/23, JX1/73 × JX1/23 und JX1/73 × JX1/6 kombinierten Merkmale eines hohen Schoten- und Nussertrags sowie einen hohen Nussertrag. Die Auswahl dieser genetischen Materialien würde zur Beseitigung ungünstiger Allele führen und gleichzeitig die Häufigkeit günstiger Allele für Schotenansatz, Ertrag und Nussqualität beibehalten oder sogar erhöhen. Variationen im Ertrag und den damit verbundenen Merkmalen bei Kola wurden auch von Onomo et al.79, Akpertey et al.80 und Adebola et al.81 berichtet.

Die Entwicklung hochwertiger Obstkulturen war ein Ziel mehrerer Züchtungsprogramme82,83,84,85. In dieser Studie wurden Nüsse aus Kola-Kreuzungen auf einige wichtige Qualitätsmerkmale untersucht. Die Ergebnisse bestätigten, dass es bei den JX1- und MX2-Kola-Genbanken signifikante Unterschiede zwischen den Kreuzungen hinsichtlich der gesamten löslichen Feststoffe oder des Brix gab. Dies deutet auf eine genetische Diversität zwischen den Brix-Genotypen hin und bietet die Möglichkeit, Kreuzungen mit hohem Brix-Gehalt auszuwählen. Der Brix-Wert war hoch für JX1/119 × JX1/32, JX1/24 × JX1/45, JX1/25 × JX1/99, JX1/30 × JX1/7, JX1/31 × JX1/23, JX1/51 × JX1/ 20, JX1/51 × JX1/25, JX1/51 × JX1/36, JX1/51 × JX1/42, JX1/51 × JX1/31, JX1/62 × JX1/6, JX1/63 × JX1/23, und JX1/73 × JX1/23. Die besten Kreuzungen mit hohem Brix für MX2-Kreuzungen waren Club × Club, JB 10 × JB 10, JB 19 × JB 19, JB 26 × JB 26 und P2-1B × P2-1B. Brix ist ein Maß für den Zucker oder die Süße von Früchten86. Angesichts der Adstringenz von Kola könnten Kreuzungen mit hohem Brix-Gehalt verbesserte sensorische Eigenschaften und eine gute Haltbarkeit während der Lagerung aufweisen. Der Brix ist sehr wichtig, denn je höher der Brix, desto süßer ist der Nussgeschmack und Pflanzengenotypen mit hohem Brix werden von den Verbrauchern bevorzugt87. Adstringenz wurde von Osei-Bonsu et al.88, Takrama et al.35 und Lowor et al.89 als eine schlechte sensorische Eigenschaft des Kola-Konsums beschrieben. Außerdem könnten Kola-Kreuzungen mit hohem Brix-Gehalt während der Lagerung nach der Ernte besser gelagert werden. Es ist allgemein bekannt, dass die Haltbarkeit während der Lagerung umso besser ist, je höher der Brix-Gehalt von Früchten ist90,91,92.

Es wurden signifikante Unterschiede zwischen den Kreuzungen der JX1- und MX2-Genbanken für potenziellen Alkohol beobachtet. Allerdings war die Variabilität dieses Merkmals bei Bunso-Nachkommen und GX1-Kreuzungen statistisch gesehen nicht unterschiedlich. Der Unterschied in der Bedeutung der Variation dieses Merkmals zwischen verschiedenen Kola-Populationen könnte durch die Unterschiede in der genetischen Zusammensetzung der Genotypen und den Umgebungen, in denen die Akzessionen entstehen, erklärt werden. Kola wird zur Herstellung verschiedener Produkte verwendet, darunter Erfrischungsgetränke und Wein17. Wünschenswert sind daher Sorten mit einem höheren potenziellen Alkoholgehalt. Potenzieller Alkohol beeinflusst nicht nur den Geschmack und die sensorische Wahrnehmung von Kolanüssen93, sondern dient auch als einer der wichtigsten Faktoren, die bei der Entwicklung und Verbesserung von Kola-Genotypen für den häuslichen und industriellen Gebrauch erforderlich sind. JX1 kreuzt (JX1/27 × JX1/25, JX1/66 × JX1/23, JX1/74 × JX1/108, JX1/8 × JX1/119, JX1/8 × JX1/23, JX1/89 × JX1/63 , JX1/90 × JX1/51, JX1/J1 × JX1/59, JX1/J1 × JX1/23, JX1/J1 × JX1/66) und MX2-Selbstkreuzungen (A10 × A10, A8 × A8, Atta1 × Atta 1, JB 9 × JB 9 und JB34 × JB 34) wiesen einen hohen potenziellen Alkoholgehalt auf. Obwohl nicht signifikant, sind die folgenden Kreuzungen von Bunso-Nachkommen (DCS7, DCC1, DCS13, DCC33, DCC43, DCC51) und GX1-Kreuzungen (GX1/3 × GX1/3, GX1/30 × GX1/30, GX1/37 × GX1/37). , GX1/60 × GX1/60, GX1/74 × GX1/74 und GX1/71 × GX1/71) hatten im Vergleich zu den anderen Kreuzungen einen hohen potenziellen Alkoholgehalt. Diese Kreuzungen wären wichtig für die Entwicklung industrieller Produkte wie Wein.

Die Festigkeit von Früchten oder Nüssen ist ein wichtiger Bestandteil der Textur und beeinflusst die Sinneswahrnehmung der Verbraucher. Verbraucher betrachten die Textur als positives Qualitätsmerkmal, das den Produkten Frische und Lagerfähigkeit verleiht und zum Genuss beim Essen beiträgt94,95. Textureigenschaften sind bei Lebensmitteln für die Ernte, Verarbeitung, Verpackung, Lagerung und Präsentation für den Verbraucher/Kunden sehr wichtig. Beispielsweise ist Härte/Festigkeit, eine der Textureigenschaften, einer der wichtigsten Parameter, die allgemein zur Bestimmung der Frische von Obst und Gemüse verwendet werden94. Alle vier in dieser Studie verwendeten Kola-Populationen zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen den gekreuzten Nüssen hinsichtlich der Nussfestigkeit, mit Ausnahme der JX1-Kreuzungen. Die sechs besten Kreuzungen des JX1 mit höherer Mutterfestigkeit waren JX1/30 × JX1/7, JX1/45 × JX1/45, JX1/62 × JX1/27, JX1/62 × JX1/7, JX1/63 × JX1/ 113 und JX1/J1 × JX1/33. Diese Materialien sind großartige Ressourcen zur Verbesserung der Nussfestigkeit von Kola-Hybriden.

Eine Clusteranalyse wurde durchgeführt, um Kreuzungen mit ähnlicher Leistung in Bezug auf Schotensatz, Pseudo-Schotensatz, Ertragskomponenten und Nussqualitätsmerkmale zu gruppieren. Die quantitative Analyse gruppierte die Kreuzungen in 3 Cluster für Bunso-Nachkommen, JX1- und GX1-Genbanken und 5 Cluster für die MX2-Genbank, was die Auswahl verschiedener Kreuzungen oder Eltern für das Kola-Zuchtprogramm erleichtert. Basierend auf den Ergebnissen wurde das Diversitätsgremium in drei Cluster kategorisiert, wobei Cluster 2 und 3 die leistungsstärksten Kreuzungen für Bunso-Nachkommen, JX1 und GX1, enthielten. Kreuzungen in Cluster 2 und 3 für Bunso-Nachkommen, JX1 und GX1 und Cluster 4 und 5 von MX2 waren stärker auf der positiven Seite des Quadranten verteilt und waren stärker mit Dimension 1 verbunden. Die Dimension 1 trug 74,1 %, 68,4 %, 97,1 % bei. und 27,4 % der Gesamtvariabilität für Bunso-Nachkommen, JX1-, GX1- und MX2-Kreuzungen. Aufgrund der Informationen über den Beitrag der Merkmale zur Variation auf den PC1- und PC2-Achsen identifizierten die Biplots die genetischen Materialien mit hoher Kompatibilität, Ertrag und Nussqualität. Die höheren Kategoriemittelwerte als der Gesamtmittelwert für Merkmale der Kreuzungen, die die Cluster 2 und 3 sowie 4 und 5 von MX2 bilden, weisen darauf hin, dass sie über dem Durchschnitt aller Kreuzungen abschnitten. Solche Kreuzungen würden sich lohnen, wenn sie ausgewählt und in Kola-Zuchtprogrammen verwendet würden, um kompatible und ertragreiche Sorten zu entwickeln.

Die signifikanten starken Korrelationen zwischen Schotensatz, Ertragsmerkmalen wie der Anzahl der Schoten, dem Gewicht der Schoten, der Anzahl der Nüsse/Schote, dem Gewicht der ungeschälten Nüsse, dem Gewicht der geschälten Nüsse und dem Ertrag für Bunso-Nachkommen sowie JX1- und GX1-Kreuzungen ließen darauf schließen, dass diese wirtschaftlichen Merkmale dies könnten gleichzeitig verbessert werden. Diese Ergebnisse legen außerdem den möglichen Einsatz einer indirekten Selektion für den Nussertrag nahe, wobei Schotensatz, Schotengewicht, Nussbreite und Nusslänge als Ersatzmerkmale in Kola-Zuchtprogrammen verwendet werden. Dies stimmt mit den Erkenntnissen von Nyadanu et al.34 und Adebola et al.81 überein, die eine signifikante und positive Korrelation zwischen dem Schotensatz und der Anzahl der Schoten, der Anzahl der Nüsse/Schote und dem Nussgewicht fanden. Die negativen und signifikanten Korrelationen zwischen Pod-Set und Pseudo-Pod-Set weisen darauf hin, dass eine Zunahme des Pseudo-Pod-Sets zu einer Verringerung des Pod-Sets führen würde. Dies erfordert die Notwendigkeit, in Kola-Zuchtprogrammen gegen Pseudopoden zu selektieren. Die Korrelation zwischen den Nussqualitätsmerkmalen und den Ertragsmerkmalen war schwach und für Bunso-Nachkommenkreuzungen nicht signifikant. Ebenso war die Korrelation zwischen den Nussqualitätsmerkmalen und den Ertragsmerkmalen schwach und für die MX2-Kreuzungen nicht signifikant, mit Ausnahme der Korrelation zwischen Brix und Nusslänge (r = 0,46, P < 0,05), Brix und Nussbreite (r = 0,38, P < 0,05). ), Festigkeit der Muttern und Mutternlänge (r = 0,47, P < 0,05). Allerdings wurden bei JX1- und GX1-Kreuzungen signifikant starke Korrelationen zwischen den Nussqualitätsmerkmalen und den agronomischen/Ertragsmerkmalen beobachtet. Beispielsweise betrug die Korrelation zwischen Brix und Hülsenlänge sowie zwischen Brix und Ertrag für JX1-Akzessionen 0,81 bzw. 0,84. Ebenso betrug die Korrelation zwischen Brix und Outturn sowie Brix und Nussbreite für GX1-Akzessionen 0,6 bzw. 0,56. Die Verknüpfung von Ertragsmerkmalen und Nussqualitätsmerkmalen für diese genetischen Ressourcen von Kola ermöglicht die Auswahl vielversprechender Genotypen, die einen hohen Ertrag mit Nussqualitätsmerkmalen kombinieren96,97. Aufgrund der hohen Nachfrage und der Suche nach neuen Hybriden, die den Anforderungen des Verbrauchermarktes gerecht werden, bestehen Züchtungsstrategien in der Erforschung wichtiger agronomischer Merkmale und der Verbesserung der organoleptischen Eigenschaften, um sowohl eine höhere Qualität als auch eine höhere Produktion zu fördern. Die gegensätzlichen Ergebnisse für die Kola-Keimplasmasätze könnten durch genetische Unterschiede in ihren Genotypen und den Umgebungen, in denen sie gezüchtet wurden, erklärt werden. Brix wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter genetische Faktoren und Umweltfaktoren98,99,100. Die Auswahl und Einbeziehung von Kola-Genotypen, bei denen in dieser Studie festgestellt wurde, dass sie einen deutlich höheren Brix-Gehalt aufweisen, in Zuchtprogrammen könnte zur Entwicklung verbesserter Sorten mit verbesserter Nussqualität beitragen.

Die hohe Prävalenz positiver Schätzungen von MPH, BPH und ECH für Schotensatz und Ertrag bei den Doppelhybrid-Kreuzungen von Bunso-Nachkommen lässt darauf schließen, dass die Kreuzungen bei diesem Merkmal besser abgeschnitten haben als ihre Eltern und Standardsorten und weist außerdem auf das Fehlen einer bidirektionalen Dominanzabweichung hin. Die bei den Einzelhybridkreuzungen von JX1 beobachtete prävalenzpositive Heterosis hinsichtlich Schotensatz, Ertrag und Brix weist darauf hin, dass effektive Fortschritte bei der Entwicklung kompatibler und ertragreicher Kolasorten mit hochwertigen Nüssen erzielt werden können. Die Ausprägung einer hohen und positiven Heterosis unter den Doppelhybriden der Bunso-Nachkommen hinsichtlich Schotensatz und -ausgang sowie Schotensatz, -ausgang und -brix im Fall von JX1-Kreuzungen könnte vom Grad der Passform und der genetischen Diversität58,101 unter den verwendeten Elternlinien abhängen Dies ist einen Test wert, um künftige Entscheidungen in der Kola-Zuchtpipeline zu treffen. Dies könnte weiter durch die additiven Wirkungen mehrerer gewünschter dominanter Allele oder als „Überdominanz“ die kombinierte Wirkung zweier verschiedener Allele am selben Genort oder eine Kombination aus beidem erklärt werden102,103,104,105. Daher hilft Heterosis einem Züchter, strengere Auswahlen zu treffen. Die Eltern der Doppelhybridenkreuzungen wurden früher aufgrund ihres hohen Fruchtansatzes oder ihres Kompatibilitätspotenzials ausgewählt74. Daher könnten Verknüpfungen mit günstigen Gen-Reassortimenten, insbesondere bei Verknüpfungsungleichgewichten, erhalten bleiben. Dies ist möglicherweise der Grund für die sehr große Heterosis und Heterobeltiose in der Mitte des Elternteils, die bei den Doppelhybridkreuzungen festgestellt wurde und über der der Einzelhybridkreuzungen lag. Es wäre interessant zu prüfen, ob eine weitere Kreuzung der Doppelhybridkreuzungen die progressiven Heterosis-Reaktionen maximieren könnte, was zu einer noch höheren Kompatibilität in der dritten Generation von Hybridkreuzungen führen würde.

Lampey und Edwards106 sowie Alam et al.107 schlugen vor, dass eine positive Heterosis bei der Auswahl des Ertrags und seiner Komponenten erwünscht ist, wohingegen eine negative Heterosis für einen frühen Zyklus und eine kurze Pflanzenhöhe erwünscht ist. In unserem Fall war jedoch eine positive Heterobeltiose hinsichtlich Kompatibilität, Ertrag und Brix wünschenswert, da dies darauf hindeutet, dass die Kreuzungen verträglicher waren und einen höheren Nussertrag und Brix als ihre Eltern aufwiesen.

Bei Kreuzungen von Bunso-Nachkommen sowie JX1-, GX1- und MX2-Feldgenbanken von Kola in Ghana wurden signifikante und große Unterschiede in Bezug auf sexuelle Kompatibilität, Nussertrag und Nussqualitätsmerkmale beobachtet. Die Kreuzbestäubungen führten im Allgemeinen zu einem mehr als doppelt so hohen Schotenansatz als die Selbstbestäubungen, was die Notwendigkeit von Bestäubern bestätigt, um den Fruchtansatz bei Kola zu erhöhen. Selbstkompatible und kreuzkompatible Partner innerhalb von Einzelhybrid- und Doppelhybridkreuzungen wurden identifiziert. Bei den Kreuzungen aller vier Feldgenbanken von Kola wurde eine starke und signifikante Korrelation zwischen der sexuellen Kompatibilität und der Anzahl der Schoten, dem Gewicht der Schoten, der Anzahl der Nüsse/Schote und dem Ertrag beobachtet. Die bei JX1- und GX1-Kreuzungen beobachtete signifikante und positive Korrelation zwischen Ertrag und Nussqualitätsmerkmalen bietet die Möglichkeit, gleichzeitig Kola-Sorten zu entwickeln, die hohen Ertrag mit guter Nussqualität kombinieren. Bei den Doppelhybrid-Kreuzungen von Bunso-Nachkommen und Einzelhybrid-Kreuzungen wurde eine sehr hohe Prävalenz von Mitteleltern-Heterose, Heterobeltiose und wirtschaftlicher Heterose beobachtet. Die bei den Doppelhybridenkreuzungen beobachtete mittlere Elternheterosis, Heterobeltiose und wirtschaftliche Heterosis lagen über denen der Einzelhybridenkreuzungen. Dies deutet darauf hin, dass eine wiederholte Auswahl kompatibler Kola-Sorten aus fortgeschrittenen Kola-Generationen lohnenswert sein könnte. Die fünf besten Kreuzungen mit der besten Heterosis für sexuelle Kompatibilität und einer deutlich positiven Heterosis für Outturn und Brix waren B1/11 × B1/71 × B1/157 × B1/149, B1/11 × B1/71 × B1/296 × B1/ 177, GX1/46 × GX1/33 × B1/212 × B1/236, JX1/90 × JX1/51 und JX1/51 × JX1/36. Zu den besten, sehr gut kompatiblen Kola-Partnern, die in dieser Studie identifiziert wurden, gehörten B1/11 × B1/71 × GX1/46 × GX1/16, Club x JB 32 × JX1/5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1 /5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/16 × JX1/5 × JX1/9, GX1/46 × GX1/53 × JX1/17 × JX1/5, JX1/9 × JX1/11 × GX1/46 × GX1/53, JX1/21 × JX1/9, JX1/51 × JX1/23, JX1/51xJX1/20, JX1/63 × JX1/23, JX1/73 × JX1/6 und JX1/J1 x JX1/ 23. Zu den besten selbstkompatiblen Kreuzen gehörten JX1/17 × JX1/9 × JX1/17 × JX1/9, JX1/23 × JX1/53 × JX1/23 × JX1/53, GX1/46 × GX1/53 × GX1/46 × GX1/53, JX1/9 × GX1/16 × JX1/9 × GX1/16, JX1/9 × JX1/11 × JX1/9 × JX1/11 JX1/31 × JX131, JX1/108 × JX1/108, GX1/27 × GX1/27, GX1/30 × GX1/30, A1 × A1, JB 1 × JB1 und JB37 × JB 37. Die Einbeziehung dieser Materialien aus verschiedenen Keimplasmasammlungen in das ghanaische Kola-Zuchtprogramm könnte dazu beitragen, die genetische Vielfalt zu erfassen zur Verbesserung der Elternpopulation beitragen und die genetische Basis des Elite-Kola-Keimplasmas für die Entwicklung kompatibler Sorten erweitern.

Die Quelle der für die Studie verwendeten Pflanzenmaterialien ist das Cocoa Research Institute of Ghana (CRIG). Das Experiment wurde an vier verschiedenen Kola-Feld-Genbanken am CRIG durchgeführt, nämlich MX2-, JX1-, GX1- und Bunso-Nachkommen (fortgeschrittenes Keimplasma). Alle Materialien wurden unter der Aufsicht von CRIG in Ghana gesammelt und alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit den einschlägigen Richtlinien für den Umgang mit pflanzengenetischen Ressourcen durchgeführt.

Die Bewertung der Selbstkompatibilität und Kreuzkompatibilität von Genotypen innerhalb der verschiedenen Genbanken wurde von Januar 2019 bis Dezember 2020 durchgeführt. Die MX2-Kola-Feldgenbank befindet sich bei CRIG, Tafo. CRIG liegt auf einer Höhe von 222 m über dem Meeresspiegel mit einer minimalen bzw. maximalen Temperatur von 21 bis 37 °C. Die Wetterbedingungen in den Jahren 2019 und 2020 am CRIG sind in der ergänzenden Abbildung S9 dargestellt. JX1- und GX1-Kola-Feldgenbanken befinden sich in Afosu. Afosu ist hinsichtlich der Niederschlagsmenge ein marginales Gebiet. Die Niederschlagsmenge in dem Gebiet liegt zwischen 150 und 200 cm und erreicht ihr Maximum in den beiden Spitzenzeiten Mai–Juni und September–Oktober jährlich mit 25,2 °C bzw. 27,9 °C als Tiefst- bzw. Höchsttemperatur. Die Bekwai-Oda-Assoziation ist die vorherrschende Bodenformation in der Region. Die Wetterbedingungen in den Jahren 2019 und 2020 in Afosu sind in der ergänzenden Abbildung S10 dargestellt. Der Bunso-Nachkommenversuch findet in Bunso statt. Bunso liegt auf einer Höhe von 145,00 m/475,72 Fuß über dem Meeresspiegel mit minimalen und maximalen Temperaturen von 23,2 °C bzw. 34,9 °C. Ergänzende Abbildung S11 zeigt die Wetterbedingungen in Bunso während des Versuchszeitraums 2019 und 2020.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Böden bei MX2 (Tafo); JX1 und GX1 (Afosu) sowie der Bunso-Nachkommenversuch (Bunso) sind in der Ergänzungstabelle S9 aufgeführt. Informationen zum Gründungsjahr und zur Anzahl der Akzessionen der vier Feldgenbanken von Kola sind in der Ergänzungstabelle S10 aufgeführt.

Von Mai 2019 bis Dezember 2020 wurde die Kreuzung einiger Genotypen des MX2-, JX1-, GX1- und Bunso-Nachkommenversuchs durchgeführt. Die bei der Kreuzung verwendeten Partner hängen von der Verfügbarkeit männlicher und weiblicher Blüten für die beteiligten Genotypen ab, da die Blüte der Art über die Jahre hinweg unregelmäßig ist. Bei jeder Kreuzung wurden zwanzig Bestäubungen/Kreuzungen angestrebt. Die Kreuzungen/Bestäubungen wurden dreimal wiederholt, wobei drei Bestäuber zum Einsatz kamen. Vor der Bestäubung wurden weibliche Blüten, die kurz vor dem Öffnen standen, mit Nylonnetzen abgedeckt oder eingetütet, und die männlichen Blüten wurden vor der Pollenreifung entmannt. Frisch geöffnete weibliche Blüten wurden mit Pollenkörnern von neu geöffneten männlichen Blüten bestäubt. Pollenkörner von neu geöffneten männlichen Blüten wurden mit 15 cm dünnen Stäbchen mit scharfen Enden gesammelt und auf jeden der Narbenlappen frisch geöffneter weiblicher Blüten gestrichen. Bestäubte weibliche Blüten wurden sofort für weitere 48 Stunden wieder in Nylonnetze verpackt. Für jede der durchgeführten Kreuzungen wurden zwei Wochen nach der Bestäubung Schotensätze, Pseudo-Schotensätze und die Anzahl der nach der Bestäubung abgeworfenen Blüten erfasst. Basierend auf den Aufzeichnungen der Pod-Sets wurden die Kreuzungen anhand einer Skala von 0 bis 5 in die Kategorien „inkompatibel“, „sehr gering kompatibel“, „niedrig kompatibel“, „mäßig kompatibel“, „hoch kompatibel“ und „sehr hoch kompatibel“ eingeteilt – 0 (kein Pod-Set), 1 (1–20). % Pod-Satz), 2 (21–40 % Pod-Satz), 3 (41–60 % Pod-Satz), 4 (61–80 % Pod-Satz) und 5 (81–100 % Pod-Satz). Das Verhältnis des Fruchtansatzes zur Anzahl der bestäubten Blüten wurde in Prozent ausgedrückt und als Prozentsatz des Schotenansatzes notiert, wie in Gl. (1). Das Verhältnis der Anzahl der Pseudofruchtsätze zur Anzahl der bestäubten Blüten wurde in Prozent ausgedrückt und als Pseudofruchtsatz notiert, wie in Gl. (2).

Die Schoten wurden 130 Tage nach der Bestäubung geerntet, um sicherzustellen, dass alle Nüsse der Kola-Akzessionen den gleichen Reifegrad haben, und es wurden Daten zum Ertrag und den Ertragskomponenten von Schoten und Nüssen gesammelt. Die Anzahl der pro Kreuzung geernteten Schoten wurde gezählt und aufgezeichnet. Die Länge und Breite der Hülsen wurden mit einem Maßband (Royal Dockyard Tape Measure – KA037) bzw. einem digitalen Messschieber (NEIKO Stainless Digital Caliper 01407A) gemessen. Das Gewicht der Schoten wurde mit einer Waage gemessen. Die Schoten wurden zerbrochen und die Anzahl der Nüsse pro Schote wurde gezählt und aufgezeichnet. Mutternlänge und -breite wurden mit einem digitalen Messschieber gemessen. Das Gewicht der Nüsse mit Schale und das Gewicht der Nüsse nach Entfernen der Schale wurden mit einer Waage gemessen. Das Verhältnis des Gesamtgewichts der geschälten Nuss jeder Kreuzung zum Gewicht der frischen, ungeschälten Nüsse wurde als Ergebnis geschätzt, wie in der folgenden Formel dargestellt.

Die Festigkeit der Nüsse aus jeder Kreuzung im MX2-, JX1-, GX1- und Bunso-Nachkommenversuch wurde mit einem Handpenetrometer (EFFEGI-Modell ft327 (3-27 Pfund, Italien)) bestimmt. Die gesammelten Nüsse wurden in einem Nylonnetz gelagert und bei Raumtemperatur aufbewahrt 24 h, um eine gleichmäßige Temperatur der Nüsse der verschiedenen Kreuze zu gewährleisten. Mit einem Gemüseschäler aus rostfreiem Stahl wurde eine Scheibe von etwa 2 cm Durchmesser von der Schale jeder Nuss geschält. Es wurde ein Kolben mit der Spitzengröße 5/16 verwendet Der Kolben wurde durch die geschälte Oberfläche in die Mutter gedrückt, wobei die Muttern mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit von etwa 2 s gegen eine stationäre harte Oberfläche drückten. Die Eindringtiefe stimmte mit der eingravierten Linie auf der Spitze des Kolbens überein. Die Messwerte wurden in Pfundkraft (lbf) aufgezeichnet ).

Zur Messung des Brix wurde das Refraktometer (HANNA Instruments HI 968113, Rumänien) mit destilliertem Wasser kalibriert. Die Nüsse der Kreuze wurden mit Mörser und Stößel zerstoßen. Der Saft in den zerkleinerten Nüssen wurde dann durch ein Gewebstuch in ein Becherglas gesiebt. Dann wurde eine Einweg-Kunststoffpipette verwendet, um die Säfte in das Fenster des Refraktometers zu tropfen. Der Gesamtgehalt an löslichen Feststoffen (TSS) wurde mit einem digitalen Refraktometer bestimmt und in Brix0 ausgedrückt. Der potenzielle Alkoholgehalt des Saftes der Nüsse der verschiedenen Kreuzungen wurde ebenfalls gemessen und aufgezeichnet.

Die gesammelten Daten wurden mit der R-Umgebung (V. 3.6.2)108 analysiert. Um die Auswirkung des Kreuzungstyps auf den Pod- und Pseudo-Pod-Satz zu testen, wurde ein verallgemeinertes lineares Modell mit einem Binomialverteilungsfehler an die als Erfolgs- und Fehlerereignisse organisierten Daten angepasst. Die Bedeutung der Kompatibilitätsklassen innerhalb jedes spezifischen Kreuztyps wurde mithilfe eines Vergleichstests mit mehreren Anteilen aus der prop.test ()-Funktion der Basis R verglichen. Zur Bewertung wurde eine Varianzanalyse oder ein Kruskall-Wallis-Test (sofern relevant) verwendet Einfluss des Kreuztyps auf den Schoten- und Pseudopodertrag sowie auf die Nussfestigkeit, den Brix-Wert und den potenziellen Alkoholgehalt. Wenn die Analyse Signifikanz zeigte, wurden Mittelwertvergleiche gemäß dem Test mit der geringsten Signifikanzdifferenz bei P < 0,05 (LSD0,05) durchgeführt. Um die Gruppierungsmuster verschiedener Arten von Kreuzungen basierend auf Pod- und Pseudo-Pod-Merkmalen zu verstehen, wurde eine hierarchische Gruppierung durchgeführt Die Hauptkomponentenanalyse wurde mit dem FactorMineR-Paket109 berechnet und die grafischen Ausgaben wurden mit dem FactorExtra-Paket110 visualisiert. Die Korrelationsstärke und -signifikanz zwischen verschiedenen Pod- und Pseudo-Pod-Merkmalen wurde mithilfe der Funktion corr_plot() des Metan-Pakets111 bewertet.

Heterosis für sexuelle Kompatibilität (Pod-Set %), Outturn und Brix wurden anhand des Gesamtmittelwerts jeder Crossover-Replikation berechnet. Die Heterosis von Einfachkreuzhybriden und Doppelkreuzhybriden wurde nach Fehr und (1987)112 berechnet. Die relative Heterosis oder mittlere Eltern-Heterosis wurde als prozentuale Abweichung des Hybrid-Kreuzungswerts von seinem mittleren Eltern-Selbstkreuzungswert geschätzt. Die zur Schätzung der relativen Heterosis verwendeten Formeln lauteten wie folgt:

Dabei ist di die Heterosis über dem mittleren Elternwert (relative Heterosis), F1 die mittlere Hybridkreuzleistung für Pod-Set, Outturn und Brix. MP ist der mittlere Elternwert, also das arithmetische Mittel aus selbstgekreuztem Pod-Set, Outturn und Brix zweier an der jeweiligen Kreuzung beteiligter Eltern.

Die Heterobeltiose wurde als Überlegenheit der Hybridkreuzung hinsichtlich Schotensatz, Ertrag und Brix gegenüber dem besseren Elternselbstkreuz-Hülsensatz wie folgt berechnet:

wobei dii die Heterobeltiosis (Heterose über besserem Elternteil) ist. BP ist die durchschnittliche Leistung des besseren Elternteils in Bezug auf die Kreuzkombination für Schotensatz, Outturn und Brix.

Für die Schätzung wurden zwei empfohlene Kola-Sorten verwendet. Standardsorte 1 = GX1/46 × GX1/16 und Standardsorte 2 = JX1/5 × JX1/9.

Die während der aktuellen Studie generierten und/oder analysierten Datensätze sind verfügbar und werden in den Zusatzmaterialien als Rohdaten S1 Bunso-Nachkommen, Rohdaten S2 JX1, Rohdaten S3 GX1 und Rohdaten S4 MX2 dargestellt.

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Die Beiträge der Kola-Technikteams in Tafo, Bunso und Afosu zur Unterstützung bei der Bestäubung und Datenerfassung zu Schotensatz, Ertragsmerkmalen und Nussqualitätsmerkmalen in dieser Studie werden hoch gewürdigt. Dieses Papier wird mit Genehmigung des Geschäftsführers des Cocoa Research Institute of Ghana unter der Manuskriptnummer CRIG/02/2022/048/0007 veröffentlicht.

Die Mittel für diese Forschung wurden vom Cocoa Research Institute of Ghana im Rahmen des Projekts mit der Codenummer CRIG/KL/12/12 bereitgestellt.

The Cocoa Research Institute of Ghana, PO Box 8, Akim Tafo, Ghana

Daniel Nyadanu, Samuel Tetteh Lowor, Prince Pobee, Jerome Agbesi Dogbatse, Abraham Akpertey und Michael Brarko-Marfo

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DN, STL, PP konzipierten die Studie. DN führte die Feldarbeit durch, analysierte die Daten und verfasste das Manuskript. DN, STL, PP, JAD, AA und MB überprüften das Manuskript. JAD analysierte Bodenproben. MB spielte eine technische Rolle und überwachte die Datenerfassung. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Daniel Nyadanu.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Nyadanu, D., Lowor, ST, Pobee, P. et al. Heterosemuster und Quellen der Selbstkompatibilität, Kreuzkompatibilität und wichtige Nussmerkmale in Einzel- und Doppelhybridkreuzungen von Kola [Cola nitida (Vent) Schott und Endl.]. Sci Rep 13, 8036 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30485-3

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Eingegangen: 07. Juli 2022

Angenommen: 23. Februar 2023

Veröffentlicht: 17. Mai 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-30485-3

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