Estimates for heritability and consumer-validation of a penetrometer method for phenotyping softness of cooked cassava roots

Iragaba Paula, Nuwamanya Ephraim, Wembabazi Enoch, Baguma Yona, Dufour Dominique, Earle E.D., Kerr R.B., Tufan Hale, Gore Michael A., Kawuki R.S.. 2019. Estimates for heritability and consumer-validation of a penetrometer method for phenotyping softness of cooked cassava roots. African Crop Science Journal, 27 (2) : 147-163.

https://doi.org/10.4314/acsj.v27i2.3

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Résumé : Although breeders have made significant progress in the genetic improvement of cassava (Manihot esculenta Crantz) for agronomic traits, lack of information on heritability and limited testing of highthroughput phenotyping methods are major limitations to improving root quality traits, such as softness after cooking, which rank high among Ugandan consumers. The objectives of this study were to determine heritability for softness of cooked cassava roots, and quantify the relationship between penetrometer and consumer testing methods for phenotyping softness of cassava roots. Softness defined as the maximum force (N) needed to penetrate cooked root samples using a penetrometer, was evaluated at four cooking time intervals: 15, 30, 45, and 60 min on 268 cassava genotypes. Estimates of broad-sense heritability (repeatability) ranged from 0.17 to 0.37, with the highest value observed at 45 min of cooking time interval. In the second study involving 135 cassava consumers from Kibaale district in Uganda, penetrometer measurements of cooked roots from six cassava varieties were found to be in strong agreement (r2 = 0.91; P-value = 0.003) with ordinal scores of root softness from consumer testing. These results suggest that: (a) softness of cooked cassava roots is a trait amenable for evaluation and selection; and (b) a penetrometer can readily be used for assessment of cooked root softness. These findings form the basis for operationalising the routine assessment of root softness in cassava breeding trials, an output that will enhance ongoing efforts to breed for desired end-user root quality traits.

Résumé (autre langue) : Les sélectionneurs ont fait des progrès considérables dans l'amélioration génétique des caractères agronomiques du manioc (Manihot esculenta Crantz). Cependant un manque de méthodes de phénotypage haut-débit adaptées aux caractères de qualités tel que la fermeté de la racine après cuisson, essentiel pour les consommateurs Ougandais. Cette étude ambitionne a) de determiner l'héritabilité de la fermete de racine cuite b) de quantifier la relation entre l évaluation de la fermeté de racine cuite au pénétromètre et un panel consommateurs. Cette évaluation a été realisee a quatre intervals de temps: 15, 30, 45 et 60 minutes sur 268 genotypes de manioc. Pour définir l'héritabilité de la fermeté de la racine, celle ci a été définie par la force maximum (N) nécessaire pour pénétrer des échantillons de racines incluant diffèrent temps de cuisson (15, 30, 45, and 60 min) a l'aide d'un pénétromètre. L'héritabilité au sens large (ou répétabilité) observée varie de 0.17 a 0.37, la valeur la plus élevé étant observée pour un temps de cuisson de 45 minutes. Dans une seconde étude impliquant 135 consommateurs du district de Kibaale (Ouest de l'Ouganda), les mesures au pénétromètre de racines cuites de six variétés ont confirmées la forte correlation (r2 = 0.91; P-value = 0.003) avec les valeurs ordinales de fermeté de racine du panel consommateur. Les résultats de cette étude indiquent que cette méthodologie de phénotypage est a) utile pour l' évaluation de la fermeté sur des racines cuites en selection et b) démontre que l'usage du pénétromètre est efficace pour celle ci. Ces résultats offrent aux sélectionneurs une methode d' évaluation de routine de la qualite de racine pour les essais experimentaux. Ceux ci contribueront aux efforts actuels pour l'amélioration des caractères qualités chers aux consommateurs.

Mots-clés Agrovoc : manioc, Manihot esculenta, légume racine, héritabilité, propriété physicochimique, tendreté, cuisson, aliment préparé, phénotype, amélioration des plantes, enquête auprès des consommateurs