ОЦЕНКА КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ В ТЕСТЕРНЫХ СКРЕЩИВАНИЯХ
ОЦЕНКА КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ПО МОРФОМЕТРИЧЕСКИМ ПАРАМЕТРАМ В ТЕСТЕРНЫХ СКРЕЩИВАНИЯХ
Аннотация
Метод тесткроссов имеет особое значение на первом этапе селекции, когда селекционеру приходится работать с большим числом линий и для диаллельных скрещиваний потребовался бы трудно осуществимый объем работы. Очень важно, чтобы метод первичной оценки линий был надежным, так как линии, отобранные на основании этого испытания, используются для дальнейшей селекции. В статье демонстрируются результаты анализа комбинационной способности исходного материала кукурузы по морфометрическим параметрам. Результаты исследования позволяют рекомендовать для включения в селекционный процесс на увеличение признаков линии с высокими эффектами ОКС: по высоте растения – Х 46, Вз 6, ХЛГ 1325, ХЛГ 1372, Кин 073, ЮВ 106, по высоте заложения початка – ХЛГ 1325, Кин 073, ЮВ 106. Кроме того, отмечено изменение степени проявления параметров комбинационной способности в зависимости от условий выращивания.
1. Введение
В целях сокращения числа гибридных комбинаций и уменьшения объема работы при оценке родительских форм по признаку общей комбинационной способности вместо диаллельных скрещиваний испытуемых форм друг с другом возможно скрещивание их с общими тестерами. Такой метод оценки общей комбинационной способности селектируемого материала получил наименование тесткросс
, . Исследования указывают, что линии, выделенные на основании испытания тесткроссов, дают и лучшие межлинейные комбинации. Дальнейшей проверкой было показано, что линии, обнаружившие низкую комбинационную способность в тесткроссах, действительно дают результаты ниже среднего и при испытании их в виде простых гибридов .Метод тесткроссов имеет особое значение на первом этапе селекции, когда селекционеру приходится работать с большим числом линий и для диаллельных скрещиваний потребовался бы трудно осуществимый объем работы. Очень важно, чтобы метод первичной оценки линий был надежным, так как линии, отобранные на основании этого испытания, используются для дальнейшей селекции
. Как показывают результаты экспериментальной проверки, тесткросс является быстрым и вполне удовлетворительным методом предварительной оценки самоопыленных линий при условии правильного выбора тестера . Установлено, что скрещивание анализируемых форм (линий) не с одним, а с двумя или тремя тестерами повышает точность оценки в значительно большей степени, чем увеличение числа повторностей опыта. Таким путем устраняется маскирующее действие доминантного и эпистатического эффектов. Наибольший гетерозисный эффект проявляют сорта и линии, характеризующиеся высокой общей комбинационной способностью, поиск таких сортов и линий имеет важное значение в селекции сельскохозяйственных растений . Оценку комбинационной способности особенно важно проводить на начальных этапах селекционного процесса, при подборе родительских пар.Целью наших исследований было оценить общую и специфическую комбинационную способность инбредных линий кукурузы по морфометрическим параметрам на основе тестовых скрещиваний по схеме полных топкроссов и выявить лучшие родительские линии для использования в селекции.
2. Материал и методика
Исследования проводились в 2020-2022 гг. на опытном поле ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» в соответствии с методикой. Климат региона характеризуется как резко континентальный. ГТК составил – 0,56-1,05. Почва опытного участка – чернозем южный малогумусный среднемощный тяжелосуглинистый. В эксперимент включены простые гибриды (30 комбинации), полученные по полной топкроссной схеме скрещиваний. В качестве тестеров использованы линии РСК 7, Б 293 и синтетическая популяция РНИИСК 1, характеризующаяся широкой генетической основой. Подбор тестеров обусловлен тем, что они характеризуются различным происхождением и, соответственно, генотипическим разнообразием, что позволяет более полноценно оценить проявление параметров комбинационной способности. Учетная площадь делянки 7,7 м2. Густота стояния растений (50 тыс. растений/га). Агротехника в опыте – зональная, разработанная в ФГНУ РосНИИСК «Россорго». Для проведения учетов, наблюдений и определения комбинационной способности использовались соответствующие методики , , .
3. Результаты
Полученные значения указывают на нормальность распределения выборки и достоверные различия между гибридами по содержанию крахмала в зерне (таблица 1). Интервал варьирования высоты растения за изучаемый период изменялся от низких до высоких значений и составил: в 2020 г. – 149,4-222,8 см, в 2021 г. – 149,7-205,7 см, в 2022 г. – 154,0-261,8 см. Коэффициент вариации указывают на слабые различия гибридов в 2020 и 2021 годах и среднюю степень вариации в 2022 г. Интервал варьирования высоты заложения початка в изучаемый период времени составил в 2020 г. – 44,6-104,3 см, в 2021 г. – 37,3-82,7 см, в 2022 г. – 36,6-110,6, см. Коэффициенты вариации указывают на среднюю степень различия гибридов по высоте заложения початка в 2020-2021 гг. и высокие различия в 2022 г.
Результаты дисперсионного анализа по комбинационной способности схемы топкроссов, представленные в рисунке 1, свидетельствуют о существенных различиях между исследуемыми гибридами по морфометрическим признакам в 2020-2022 годах. Установлена достоверность различий по эффектам ОКС материнских и отцовских форм. Сопоставление эффектов ОКС и СКС линий и тестеров свидетельствует о том, что по всем изучаемым признакам аддитивные эффекты вносят большую изменчивость в генотипическую вариансу. На основании сопоставления отношений ОКС линий к СКС выявлено преобладание аддитивных эффектов над неаддитивными.
Таблица 1 - Параметры статистической оценки морфометрических параметров
Параметр | Высота растения | Высота заложения початка | ||||
2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | |
Среднее значение, см | 179,8 | 178,3 | 208,4 | 65,8 | 61,1 | 69,2 |
min, см | 149,4 | 149,7 | 154,0 | 44,6 | 37,3 | 36,6 |
max, см | 222,8 | 205,7 | 261,8 | 104,3 | 82,7 | 110,6 |
НСР05 | 13,2 | 11,5 | 13,5 | 5,2 | 13,6 | 12,3 |
Ошибка средней | 1,6 | 1,2 | 2,42 | 1,2 | 1,0 | 1,5 |
Дисперсия | 226,4 | 129,0 | 542,2 | 133,9 | 95,0 | 195,3 |
Стандартное отклонение | 15,1 | 11,4 | 23,3 | 11,6 | 9,7 | 14,0 |
Коэффициент вариации, % | 8,4 | 6,4 | 11,2 | 17,6 | 16,0 | 20,2 |
Коэффициент асимметрии | 0,049 ns | 0,178 ns | -0,236 ns | 0,244 ns | -0,009 ns | 0,097 ns |
Ошибка коэффициента асимметрии | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 |
Коэффициент эксцесса | -0,375 ns | 0,003 ns | -0,286 ns | -0,624 ns | -0,363 ns | 0,094 ns |
Ошибка коэффициента эксцесса | 0,495 | 0,495 | 0,495 | 0,495 | 0,495 | 0,495 |
Рисунок 1 - Средние квадраты дисперсионного анализа комбинационной способности
Таблица 2 - Эффекты ОКС линий по морфометрическим параметрам
Линия | Высота растения, см | Высота заложения початка, см | ||||
2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | |
к-3647 | -24,2 | -13,6 | -47,1 | -16,8 | -7,3 | -27,5 |
к-12633 | 16,9 | -1,1 | -7,9 | -7,8 | -4,8 | -11,9 |
к-16285 Х 46 | 15,0 | 3,0 | 18,9 | -1,1 | -1,7 | 0,2 |
к-17239 Вз 6 | 3,7 | 10,9 | 18,5 | 2,8 | 8,4 | 10,4 |
к-19071 ЮВ24 | -13,1 | 1,7 | 5,6 | -0,1 | 5,0 | 10,3 |
к-19072 ЮВ 25 | -21,7 | -0,7 | 9,7 | -8,3 | 3,3 | 6,6 |
к-19464 Ом 12 | 2,7 | -6,2 | -0,4 | -13,2 | -14,5 | 0,3 |
к-20095 КС 25 | -17,1 | -12,3 | -31,7 | -14,8 | -13,3 | -18,0 |
к-20735 ХЛГ 182 | -5,0 | 4,2 | -25,3 | -5,1 | 0,5 | -14,3 |
к-21188 ХЛГ 898 | 0,9 | 0,4 | -34,9 | -8,2 | -7,2 | -19,5 |
к-21214 ХЛГ 948 | 10,5 | 7,4 | -6,9 | 7,6 | 4,5 | -0,3 |
к-21286 ХЛГ 1325 | 22,9 | 4,4 | 21,9 | 24,6 | 11,7 | 19,7 |
к-21301 ХЛГ 1372 | 13,8 | 0,8 | 17,3 | 16,3 | 1,4 | 3,6 |
к-21522 Кин 073 | 19,3 | 5,5 | 16,9 | 17,7 | 6,8 | 12,9 |
к-22050 ЮВ 106 | 10,6 | 1,8 | 29,7 | 17,2 | 9,7 | 24,4 |
Рисунок 2 - Дисперсия СКС линий по морфометрическим параметрам
Таблица 3 - Эффекты СКС гибридов по высоте растения
Линия | Тестер | ||||||||
РСК7, см | Б 293, см | РНИИСК 1, см | |||||||
2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | |
к-3647 | 1,3 | 8,8 | 3,0 | -3,3 | -6,2 | 4,1 | 2,0 | -2,5 | -7,1 |
к-12633 | -8,5 | -3,7 | -8,4 | 2,1 | 4,3 | 3,5 | 6,4 | -0,7 | 4,9 |
к-16285 Х 46 | 0,2 | -6,8 | 13,2 | 0,1 | 5,6 | -6,1 | -0,3 | 1,2 | -7,1 |
к-17239 Вз 6 | 6,2 | 11,3 | -6,0 | -3,5 | 11,0 | -1,7 | -2,7 | -22,3 | 7,7 |
к-19071 ЮВ24 | -2,4 | 9,2 | 2,9 | -4,3 | -0,5 | -5,1 | 6,7 | -8,8 | 2,2 |
к-19072 ЮВ 25 | -0,9 | 7,2 | 4,2 | 6,6 | -9,1 | 6,9 | -5,7 | 1,9 | -11,1 |
к-19464 Ом 12 | -11,4 | -3,3 | -13,7 | 4,5 | 3,8 | -12,9 | 6,9 | -0,6 | 26,6 |
к-20095 КС 25 | 10,8 | 7,2 | 18,2 | -6,2 | -6,5 | 7,7 | -4,6 | -0,8 | -25,9 |
к-20735 ХЛГ 182 | -4,7 | 1,7 | 12,6 | 10,4 | -2,6 | 0,5 | -5,7 | 1,0 | -13,1 |
к-21188 ХЛГ 898 | 9,3 | 0,5 | 9,3 | -10,9 | -7,2 | -10,6 | 1,6 | 6,8 | 1,3 |
к-21214 ХЛГ 948 | 17,8 | -6,2 | 15,8 | -4,7 | 1,5 | -4,5 | -13,0 | 4,8 | -11,3 |
к-21286 ХЛГ 1325 | -18,2 | -1,2 | -28,8 | -1,3 | -4,2 | 0,5 | 19,5 | 5,5 | 28,3 |
к-21301 ХЛГ 1372 | -5,8 | 5,4 | 21,1 | -3,2 | 7,4 | -9,8 | 9,0 | -12,9 | -11,3 |
к-21522 Кин 073 | 5,7 | 11,7 | 0,8 | -1,7 | -5,3 | -3,5 | -4,0 | -6,3 | 2,7 |
к-22050 ЮВ 106 | 7,6 | -6,3 | 9,1 | 4,6 | 15,4 | 10,6 | -12,2 | -9,2 | -19,7 |
В селекции на увеличение высоты заложения початка и, соответственно, пригодность к механизированному возделыванию предпочтение отдается, прежде всего, гибридам с высокими и стабильными показателями эффектов СКС (таблица 4). По высоте заложения початка к таким комбинациям следует отнести следующие: КС 25 / РСК 7 (4,5-16,0), ХЛГ 898 / РСК 7 (2,9-7,7), Кин 073 / РСК 7 (5,5-8,3), Х 46 / Б 293 (0,4-11,3), Б407 / Б293 (1,2-9,1), к-12633 / РНИИСК 1 (3,0-10,1), ХЛГ 1325 / 8,2-18,2).
Таблица 4 - Эффекты СКС гибридов по высоте заложения початка
Линия | Тестер | ||||||||
РСК7, см | Б 293, см | РНИИСК 1, см | |||||||
2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | 2020 г. | 2021 г. | 2022 г. | |
к-3647 | -2,9 | 1,8 | -2,4 | 2,2 | -1,6 | 1,8 | 0,7 | -0,2 | 0,5 |
к-12633 | -4,8 | 0,7 | -6,6 | -4,7 | -3,7 | -3,6 | 9,5 | 3,0 | 10,1 |
к-16285 Х 46 | 4,3 | -5,1 | -0,8 | 11,3 | 6,9 | 0,4 | -15,6 | -1,8 | 0,5 |
к-17239 Вз 6 | 7,2 | 2,1 | -2,4 | -0,5 | 3,8 | -5,6 | -6,7 | -5,9 | 8,1 |
к-19071 ЮВ24 | -3,1 | 14,9 | 5,0 | -2,9 | -8,8 | 0,8 | 6,0 | -6,1 | -5,9 |
к-19072 ЮВ 25 | -1,1 | 6,9 | 5,2 | 2,1 | -0,1 | 2,6 | -1,0 | -6,8 | -7,7 |
к-19464 Ом 12 | 4,7 | -6,0 | -10,2 | 3,2 | 4,6 | -3,8 | -7,9 | 1,4 | 13,9 |
к-20095 КС 25 | 5,0 | 4,5 | 16,0 | 1,5 | -2,3 | -0,6 | -6,5 | -2,2 | -15,3 |
к-20735 ХЛГ 182 | 1,5 | 1,7 | 11,9 | 0,9 | -1,1 | -5,1 | -2,4 | -0,6 | -6,8 |
к-21188 ХЛГ 898 | 4,7 | 7,7 | 2,9 | -4,2 | -5,4 | -3,7 | -0,5 | -2,3 | 0,8 |
к-21214 ХЛГ 948 | 10,4 | -11,0 | 16,1 | -0,1 | 5,3 | -2,5 | -10,3 | 5,7 | -13,6 |
к-21286 ХЛГ 1325 | -13,6 | -2,2 | -18,5 | -0,2 | -6,0 | 0,3 | 13,8 | 8,2 | 18,2 |
к-21301 ХЛГ 1372 | 1,2 | 2,8 | 5,0 | -1,9 | 2,4 | -4,0 | 0,7 | -5,2 | -0,9 |
к-21522 Кин 073 | 8,3 | 5,7 | 5,5 | -1,1 | -4,1 | 3,7 | -7,2 | -1,6 | -9,2 |
к-22050 ЮВ 106 | 7,3 | -10,2 | -1,6 | -5,8 | 14,0 | 7,8 | -1,5 | -3,8 | -6,1 |
к-23914 Б407 | -2,4 | -4,6 | -4,0 | 9,1 | 2,9 | 1,2 | -6,7 | 1,7 | 2,9 |
4. Заключение
В результате исследования экспериментальных гибридов, созданных на основе коллекционного материала ФГБНУ ФИЦ ВИГРР им. Н.И. Вавилова (ВИР), выявлена селекционная и комбинационная ценность линий по таким параметрам как высота растения и высота заложения початка. Результаты исследования позволяют рекомендовать для включения в селекционный процесс на увеличение признаков линии с высокими эффектами ОКС: по высоте растения – Х 46, Вз 6, ХЛГ 1325, ХЛГ 1372, Кин 073, ЮВ 106, по высоте заложения початка – ХЛГ 1325, Кин 073, ЮВ 106. Кроме того, отмечено изменение степени проявления параметров комбинационной способности в зависимости от условий выращивания.