CC BY
0
УДК 633.15:631.52+522+524.82 DOI 10.36461^.2023.68.4.009
НАСЛЕДОВАНИЕ ВЫСОТЫ РАСТЕНИЙ В ДИАЛЛЕЛЬНЫХ СКРЕЩИВАНИЯХ САМООПЫЛЕННЫХ ЛИНИЙ КУКУРУЗЫ
В.И. Жужукин1, доктор с.-х. наук; Л. А. Гудова2, канд. с.-х. наук;
М. С. Серебрякова1, магистр; А. Ф. Сугробов1, канд. с.-х. наук
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова», г. Саратов, Россия;
2 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока», г. Саратов, Россия, e-maiL: abeLia77@maiL.ru
В статье рассматриваются генетические компоненты, контролирующие наследование признака «высота растений» у гибридов кукурузы. В изучение включены 11 самоопыленных линий кукурузы и 55 гибридов, полученных в диаллельных скрещиваниях ^^-1)2). Исследования проводили в период 20192020 гг. Выявлено, что высота растений линий гибридов кукурузы, а также среднегрупповые значения в 2019 г. выше, чем в 2020 г. В годы исследований самоопыленная линия СПК 14 характеризовалась достоверным превышением по высоте растений в сравнении с другими линиями. Высоким значением признака характеризуются и гибриды, полученные с линией СПК 14. В 2019 г. значения признака в комбинациях с линией СПК 14 выше 203,1 см, в 2020 г. выше 183,9 см. Высокий эффект ОКС и дисперсии СКС у линии СПК 14 свидетельствует о ее высокой комбинационной способности. Высокие значения истинного гетерозиса (более 20,0 %) выявлены у 21 гибрида независимо от года исследований. Высокая степень гипотетического гетерозиса выявлена в гибридных комбинациях с линиями СПК 12, СПК 13, СПК 14. При расчете генетических компонентов в 2019 г. исключены линии СПК 16, СПК 17, СПК 18, а в 2020 г. - СПК 12 и СПК 14 с эпистатическим взаимодействием генов, что позволило рассматривать адекватность модели как аддитивно-доминантную. В опыте установлено, что контроль высоты растений в модельной популяции в 2019 г. определяет пять генов или групп генов, а в 2020 г. -шесть генов.
Ключевые слова; кукуруза, самоопыленные линии, гибриды, высота растении, гетерозис, генетические компоненты.
Для цитирования: Жужукин В.И., Гудова Л.А., Серебрякова М.С., Сугробов А.Ф. Наследование высоты растений в диаллельных скрещиваниях самоопыленных линий кукурузы. Нива Поволжья, 2023, 4 (68), с. 1008. DOI10.36461/NP.2023.68.4.009
Введение
Изучение растений по фенотипу является одним из основных методов оценки исходного материала, гибридов или сортов кукурузы, поскольку позволяет отбирать селекционный материал, соответствующий необходимым требованиям для селекционной работы, а также ведения рентабельного семеноводства родительских форм гибридов кукурузы [1]. Высота растений -один из наиболее наследуемых и четко измеряемых морфологических признаков кукурузы (Zea mays L.). Исследованиями J.A Peiffer, M.C. Romay, M. A. Gore было установлено, что наследуемость признака «высота растений» выше 90 % [2]. При наличии оценки геномной идентичности высоту растений достаточно точно можно предопределить в комбинациях скрещиваний. Однако на практике, чаще всего, в генетических
и селекционных исследованиях контроля количественных признаков селекционеры применяют схему диаллельных скрещиваний [3-12], в результате которых можно получить сведения о генетических параметрах родительских форм [1315] и их гибридов Fl [16].
Цель исследований: провести оценку комбинационной способности самоопыленных линий кукурузы по признаку «высота растений» и выполнить расчет истинного и гипотетического гетерозиса в гибридных комбинациях.
Методы и материалы. Полевые исследования были проведены в ООО ВПО «Покровское» Энгельского района Саратовской области в период 2019-2020 гг. В диаллельную схему (метод 2 модель 1) [14] были включены 11 самоопыленных линий. В результате получено 55 гибридных комбинаций. Посев самоопыленных линий и
гибридов Fi осуществляли отдельными блоками в трехкратной повторности. Размещение внутри блока рендомизированное с густотой стояния -4,5 растений/м2. Делянки двухрядковые, площадью 7,7 м2. Агротехника в опыте - зональная. Посев делянок проведен во второй декаде мая. Для проведения учетов и обработки данных использовали общепринятые методические рекомендации [17-19].
Учеты и измерения проводили по 30 растениям. Для расчета комбинационной способности образцов использовали второй метод B. Griffing [14]. Анализ компонентов генетической дисперсии проводили по B. I. Hayman [15]. Расчет истинного гетерозиса осуществляли по формуле Гист. = (F1-P лучш.) / Р лучш. х 100, где Гист. - коэффициент истинного гетерозиса, F1 - среднее значение признака гибрида первого поколения, Рлучш. - среднее значение признака лучшей родительской формы [19].
При определении гипотетического гетерозиса учитывали среднее значение по обеим родительским линиям [20]. Для расчета степени доминирования использовали формулу: D = (F1 -MF)/(HF. - MF), где F1 - среднее значение признака гибрида, HF. - значение признака лучшего
родителя, МР. - среднее значение признака между обоими родительскими линиями [20].
Опытный участок расположен в зоне темно-каштановых почв. Почвообразующие породы -суглинки. Содержание гумуса достигает 3,4 %.
По режиму увлажнения годы исследований характеризуются как зона засушливого земледелия ГТК (май - первая декада сентября) 0,6 - в 2019 г. и засушливый ГТК 0,8 в 2020 г.
Результаты и их обсуждение
Высота растений самоопыленных линий кукурузы в 2019 г. изменялась в интервале 141,8178,4 см (рис. 1). Самые низкорослые растения выявлены у линии СПК 12. Достоверно самые высокие растения выявлены у линии СПК 18. Линии СПК 13, СПК 14, СПК 15, СПК 19, СПК 21, СПК 22 характеризуются высотой растений выше 152,5 см, но ниже 165,9 см. Самые высокие значения признака, более 166,0 см, установлены у линий кукурузы: СПК 16, СПК 17, СПК 18, СПК 21. В 2020 г. интервал варьирования высоты растений самоопыленных линий отмечали в диапазоне 119,5-161,2 см. Самое высокое значение признака определено у линий СП К 18, остальные линии существенно ниже, что подтверждается достоверностью опыта на 5 % уровне.
225
200
175
Z
и
150
I ш 125
1-
и
03 Ci 100
03
10 75
и
л
СО 50
25
0
203 204,4 180,8 179,7
210,3
187,2 186,3
188,7
198,7 201,6 200,6 181,4 181,6 183,6 166,4 _ 178,4 165,6
162 9 164,8 158 4
141,8 143,4 145,4 138 3
119,5
—171,5 168,9 152,2 150,2
196,7 194,6 195,3 172,2 173,1 172,4
165,9 167,7 161,2 155,9 „ _„, 156,8
136,3
135,4
145,7 148,3
СПК 12 СПК 13 СПК 14 СПК 15 СПК 16 СПК 17 СПК 18 СПК 19 СПК 20 СПК 21 СПК 22 Среднегрупповое значение 2019 г. Среднегрупповое значение 2020 г. Высота линий 2019 г. Высота линий 2020 г.
НСР05 линий 2019 г. = 10,76, 2020 г. = 8,61; НСР05 среднегрупповых значений 2019 г. = 6,5, 2020 г. = 6,68. Рис. 1. Среднегрупповые значения гибридов и линий кукурузы по высоте растений (см), 2019-2020 гг.
Среднегрупповое значение высоты растений у гибридов кукурузы в 2019 г. было выше, чем в 2020 г. При графическом изображении визуально наблюдается, что снижение высоты растений происходит в комбинациях со всеми тестерами (рис. 1).
В 2019 г. наибольшая высота растений выявлена в комбинациях с линией СПК 14 - 210,3 см. Несколько ниже по абсолютным значениями гибриды с линией СПК 13, но достоверного
различия на 5,0 % уровне не установлено. К низкорослым (высота менее 192,8 см) следует отнести группу гибридов, где в качестве одного из родителя входили линии СПК 15, СПК 19.
В 2020 г. максимальная выраженность признака выявлена в гибридных комбинациях с линиями СПК 12, СПК 14, СПК 16, СПК 17, СПК 18, высота гибридов выше 180,5 см. Самые низкие гибриды в скрещиваниях с использованием линий СПК 15 и СПК 19.
Таблица 1
Высота растений гибридов кукурузы (см), 2019-2020 гг.
1* 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1* - 207,4 205,8 195,3 202,7 201,2 204,2 193,8 206,5 201,3 199,5
2 180,5 - 223,1 197,6 191,8 210,5 210 194,6 203,7 202,2 202,9
3 184,1 184,8 - 200,4 214,1 209,4 212,7 208,1 214,5 203,1 211,5
4 172,6 174,2 183,9 - 184,6 187,3 191,1 167,4 176,4 177,4 184,5
5 180,1 182,0 196,8 169,2 - 206,3 205,3 195,2 197,9 196,6 192,4
6 193,1 186,3 190,5 166,6 187,2 - 195,6 196,5 196,4 201,3 201,4
7 196,5 188,7 196,9 178,8 193,8 180,9 - 193,5 194,9 201,4 196,9
8 165,7 176,4 181,6 149,1 171,2 173,9 169,8 - 179,1 176,1 183,0
9 177,9 170,1 189,6 155,9 177,5 178,3 174,3 156,4 - 201,6 195,9
10 174,6 175,8 175,9 150,9 184,9 182,4 186,0 160,0 170,3 - 185,0
11 182,6 177,8 187,9 162,7 171,5 176,9 170,5 151,6 171,8 170,4 -
Примечание: *треугольник справа - 2019 г., слева - 2020 г.; **1 - линия СПК 12, 2 - СПК 13, 3 -СПК 14, 4 - СПК 15, 5 - СПК 16, 6 - СПК 17, 7 - СПК 18- 8 - СПК 19, 9 - СПК 20, 10 - СПК 21, 11 -СПК 2; ***НСРо5 = 4,41 (2019 г.), НСР05 = 4,62 (2020 г.)
Высота растений гибридов в 2019 г. изменялась от 167,4 см до 212,7 см. Высоту более 200,0 см сформировали 27 гибридов (табл. 1).
В 2020 г. гибриды р1 демонстрировали снижение высоты растений относительно значений 2019 г., самые низкое значение составило 149,1 см, самое высокое 196,9 см.
Высота более 190,0 см определена у шести гибридов. Преимущество по изучаемому признаку выявлено у гибридов с линией СП К 14.
На основании средних данных по повторениям проведен анализ комбинационной способности.
В 2019 г. достоверно высокий эффект ОКС выявлен у линии СПК 14 и СПК 18 (табл. 2).
Высокие эффекты СКС у гибридов в 2019 г. выявлены только в семи случаях, причем в трех гибридных комбинациях в качестве одной из родительских форм использована линия СПК 14.
В гибридных комбинациях с линиями СПК 18 и СПК 20 наблюдался низкий положительный
Низкий эффект ОКС определен у линий СПК 15 и СПК 19. В 2020 г. высокий эффект ОКС установлен у линий СПК 18, СПК 14, СПК 16 и СПК 17, низкий - СПК 15, СПК 19, СПК 22. Высокая дисперсия СКС отмечена у линий СПК 12, СПК 13, СПК 14 в 2019 г. и у линий СПК 12 и СПК 14 в 2020 г.
Существует ввероятность того, что линия СПК 12 при отрицательном значении ОКС будет иметь высокую комбинационную способность в определенных комбинациях.
В результате определения эффектов ОКС и дисперсии СКС выделена линия СП К 14, которая представляет интерес для селекционной работы для создания высокорослых сортов и гибридов
или отрицательный эффект СКС. В 2020 г. высокая дисперсия СКС определена в 17 случаях. Низкий положительный или отрицательный эффект СКС определен при включении в скрещивания линий СПК 15, СПК 18, СПК 19.
Таблица 2
Эффекты ОКС и дисперсия СКС линий кукурузы, 2019-2020 гг.
Линия Эффект ОКС Дисперсия СКС
2019 2020 2019 2020
СПК 12 -0,36 -0,64 108,0 126,6
СПК 13 4,90 2,16 93,2 52,9
СПК 14 9,75 8,26 107,9 95,2
СПК 15 -9,79 -8,87 48,7 57,1
СПК 16 1,84 4,87 50,4 47,9
СПК 17 2,97 4,73 53,9 66,4
СПК 18 4,34 8,59 34,8 65,6
СПК 19 -8,23 -9,94 66,0 46,4
СПК 20 -0,56 -3,15 72,4 43,1
СПК 21 -1,82 -2,16 52,2 44,9
СПК 22 -3,03 -3,84 54,8 63,5
НСР05 4,30 3,57
Таблица 3
Эффекты СКС гибридов кукурузы по высоте растений, 2019-2020 гг.
1* 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1* - 2,41 -12,66 -1,08 -0,33 5,76 6,96 8,28 6,44 12,39 6,69
2 10,7 - 8,76 5,86 4,56 6,41 2,03 3,94 2,16 -5,16 1,03
3 4,28 16,29 - 11,8 12,29 2,34 -6,41 10,63 4,79 2,25 8,29
4 13,31 10,33 8,24 - 3,37 7,52 0,44 -6,24 -0,33 -2,77 11,82
5 9,03 -7,05 10,38 0,39 - 10,09 4,61 16,35 6,74 -2,22 2,96
6 6,48 10,44 4,53 1,94 9,33 - -1,68 5,85 -7,41 6,02 3,34
7 8,06 8,6 6,46 4,42 6,94 -3,87 - 3,05 -0,99 8,15 12,26
8 10,28 5,75 14,46 -6,81 9,39 9,56 5,19 - 2,35 2,31 1,8
9 15,29 7,18 13,16 -5,4 4,47 1,06 -0,98 -4,33 - -9,29 8,46
10 11,33 6,97 2,97 -3,09 4,45 9,0 6,68 -6,02 11,81 - 3,04
11 10,68 8,87 12,88 5,14 1,41 9,23 3,46 2,06 7,34 -2,35 -
Примечание: треугольник справа - 2019 г., слева - 2020 г.; 1* - линия СПК 12, 2 - СПК 13, 3 - СПК 14, 4 - СПК 15, 5 - СПК 16, 6 - СПК 17, 7 - СПК 18, 8 - СПК 19, 9 - СПК 20, 10 - СПК 21, 11 - СПК 22.
В результате исследований установлено, что гибриды в годы исследований превосходят родительские линии по признаку «высота растений». Высокие значения (> 20,05) истинного гетерозиса в 2019 г. выявлены у 21 гибрида, особенно выделился гибрид СПК 14*СПК 12 с величиной истинного гетерозиса 35,4 %. В 2020 г.
очень выраженное превосходство гибридов (степень проявления более 20,0 %) над лучшей родительской формой выявлено так же у 21 гибрида, в особенности отличается гибрид СПК 20*СПК 12. Несущественное превышение над лучшей родительской формой определено у гибрида СПК 21*СПК 15 (1,5 %).
Таблица 4
Истинный гетерозис гибридов кукурузы по высоте растений (%), 2019-2020 гг.
1* 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1* - 27,3 24,9 23,3 18,2 19,1 14,5 24,3 24,5 20,0 27,2
2 25,9 - 35,4 21,2 11,8 24,6 17,7 19,5 22,8 20,6 24,5
3 26,6 27,1 - 21,6 19,9 24,0 19,2 26,3 29,3 21,1 28,3
4 24,8 21,5 26,5 - 7,6 10,9 7,1 5,7 6,4 5,8 16,5
5 18,3 19,6 29,3 11,2 - 20,9 15,1 13,8 15,4 14,6 12,2
6 28,6 24,0 26,8 10,9 23,0 - 9,6 16,3 16,3 19,2 19,2
7 21,9 17,1 22,2 10,9 20,2 12,2 - 8,5 9,3 12,9 10,4
8 22,4 23,0 24,9 7,8 12,5 15,8 5,3 - 8,0 5,0 16,7
9 22,1 16,8 30,1 7,0 16,6 18,7 8,1 7,3 - 20,2 18,1
10 17,7 18,5 18,6 1,8 21,5 21,4 15,4 7,9 14,8 - 10,3
11 34,0 24,0 29,2 17,6 12,7 17,8 5,7 11,2 17,9 14,9 -
Примечание: треугольник справа - 2019 г., слева - 2020 г.; 1* - линия СПК 12, 2 - СПК 13, 3 - СПК 14, 4 - СПК 15, 5 - СПК 16, 6 - СПК 17, 7 - СПК 18, 8 - СПК 19, 9 - СПК 20, 10 - СПК 21, 11 - СПК 22.
Таблица 5
Гипотетический гетерозис гибридов кукурузы по высоте растений (%), 2019-2020 гг.
1* 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1* - 36,13 34,25 30,11 29,44 29,56 27,55 30,24 34,2 30,12 33,62
2 37,31 - 44,73 23,00 14,71 26,88 23,06 22,08 23,91 22,32 26,93
3 39,00 27,98 - 24,01 27,33 25,50 23,95 29,78 29,72 22,17 31,53
4 33,90 23,68 29,64 - 11,91 14,45 13,48 6,52 8,79 8,80 8,40
5 32,57 23,14 32,26 16,49 - 17,95 25,41 15,71 16,69 19,77 10,80
6 43,20 22,32 28,89 15,49 23,81 - 20,44 17,38 16,70 23,61 20,49
7 40,01 35,37 28,44 19,40 23,68 16,18 - 12,40 12,63 20,17 22,37
8 30,01 26,54 29,34 8,95 19,05 21,78 14,50 - 10,69 8,84 17,05
9 34,16 17,68 30,26 9,79 19,17 20,51 13,59 11,28 - 20,86 21,41
10 30,40 20,53 19,78 5,30 23,06 22,21 20,19 12,80 15,85 - 14,02
11 42,77 27,14 33,40 18,50 18,89 23,49 14,62 11,59 21,84 19,75 -
Примечание: треугольник справа - 2019 г., слева - 2020 г.; 1* - линия СПК 12, 2 - СПК 13, 3 - СПК 14, 4 - СПК 15, 5 - СПК 16, 6 - СПК 17, 7 - СПК 18, 8 - СПК 19, 9 - СПК 20, 10 - СПК 21, 11 - СПК 22.
При оценке гибридов кукурузы по величине гипотетического гетерозиса в 2019 г. выделено 9 гибридов со степенью проявления выше 30,0 %, 26 гибридов со степенью проявления более 20,0 %. В 2020 г. 12 гибридов характеризуются степенью проявления выше 30,0 % и 17 - выше 20,0 %. Высокая степень гипотетического гетерозиса выявлена у гибридов, где один из компонентов скрещивания линии СПК 12, СПК 13, СПК 14.
Степень доминирования гибридов кукурузы над родительскими линиями оценивали в соответствии с классификацией: при условии 1пр
Степень доминирования по
> 1 положительный гетерозис, 1пр = 0,5-1,0 - положительное доминирование, при 1пр в диапазоне от +0,5 до -0,5 - промежуточное наследование, при 1пр = -0,5 до -1,0 - отрицательное доминирование, при 1пр < -1,0 - отрицательный гетерозис.
Таким образом, практически у всех гибридов в 2019 г. наблюдается положительный гетерозис. Исключения составляют гибриды СПК 22 *СПК 14, СПК 22*СПК 15 СПК 16*СПК 15, характеризуются 1пр < -1,0. В 2020 г. гибридная депрессия определена у гибрида СПК 17*СПК 13.
Таблица 6
те растений, 2019-2020 гг.
1* 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1* - 5,22 4,57 5,45 3,09 3,38 2,41 6,34 4,36 3,58 6,69
2 4,10 - 6,47 16,42 5,72 14,87 5,08 10,06 26,20 15,38 14,11
3 3,99 40,40 - 12,13 4,44 20,76 6,04 10,73 89,36 25,41 12,68
4 4,65 13,08 11,85 - 3,00 4,50 2,27 8,20 3,80 3,09 -1,21
5 2,71 7,77 14,12 3,45 - -9,09 2,83 9,46 14,86 4,41 -8,72
6 3,79 -16,19 17,79 3,6 36,00 - 2,08 19,40 46,83 6,36 19,57
7 2,69 2,26 5,52 2,54 8,24 4,58 - 3,42 4,08 3,13 2,06
8 4,81 9,25 8,24 8,45 3,26 4,20 1,67 - 4,22 2,42 59,22
9 3,46 22,22 293,6 3,76 8,78 13,49 2,69 3,08 - 38,67 7,59
10 2,83 12,22 20,03 1,52 17,77 34,89 4,84 2,81 17,92 - 4,1
11 6,51 10,69 10,34 25,40 3,43 4,84 1,75 35,00 6,55 4,68 -
Примечание: треугольник справа - 2019 г., слева - 2020 г.; 1* - линия СПК 12, 2 - СПК 13, 3 - СПК 14, 4 - СПК 15, 5 - СПК 16, 6 - СПК 17, 7 - СПК 18, 8 - СПК 19, 9 - СПК 20, 10 - СПК 21, 11 - СПК 22.
Количественные признаки растений определяются полимерными генами и характеризуются широким спектром изменчивости под влиянием окружающей среды. В связи с этим важно знать как наследуются у гибридов хозяйственно-ценные признаки родительских форм.
Генетический компонент О, характеризующий вклад генов, проявляющих аддитивное действие в развитие признака «высота растений» кукурузы, положителен в годы изучения, однако существенен только в 2020 г. Под влиянием условий произрастания значение параметра изменяется. В исследованиях значение компонента О в 2020 г. выше в сравнении с 2019 г., 68,70 относительно 54,56.
Значение параметра Р в годы изучения различаются по абсолютной величине в 2019 г. положительное, в 2020 г. - отрицательное, но поскольку достоверность не подтверждена математически, то констатируется ситуация о равном соотношении доминантных и рецессивных генов.
Из расчета в 2019 г. исключены линии СПК 16, СП К 17, СП К 18, а в 2020 г. СПК 12 и СПК 14 с эпистатическим взаимодействием генов, это позволило рассматривать адекватность аддитивно-доминантной модели.
Компонент М^-М^ имеет высокое положительное значение, то есть доминирование направлено в сторону родительских линий с большим значением признака.
Положительными и существенными в годы исследований были компоненты доминирования Н1 и Н2, характеризующие наличие доминирования в некоторых локусах.
Абсолютные значения параметра Н1 под влиянием условий выращивания сильно варьирует и 2019 г., он в несколько раз выше, чем в 2020 г.
Показатель (Нц/О)05, который более 1,0, свидетельствует о сверхдоминировании.
Соотношение аллелей с положительными и отрицательными эффектами (Н2/4Н1) меньше максимального теоретического значения - 0,25. То есть распределение положительных и отрицательных аллелей у родительских форм неравномерно в 2019 г. и более равномерно в 2020 г. Па-ратипический компонент Е также имеет выраженное влияние на проявление признака «высота растений».
Таким образом, выраженность признака «высота растений» в условиях 2019 г. обусловливает пять генов (Н2/4Н1) или групп генов, а в 2020 г. шесть генов.
Таблица 7
Генетические и средовые компоненты вариации, полученные на основе диаллельного анализа самоопыленных линий кукурузы по высоте растений
Показатели Значение компонента Ошибка T-критерий Значение компонента Ошибка T-критерий
2019 год 2020 год
D 54,56 57,46 0,95 68,70 23,19 2,91*
F 93,38 135,79 0,69 -64,55 54,10 1,10
Hi 1155,80 132,10 8,75* 467,71 51,18 9,08*
H2 899,45 114,93 7,83* 405,38 44,00 9,21
H 4188,04 77,08 54,34* 2363,67 29,48 80,20*
E 58,16 19,15 3,04* 36,76 7,33 5,01*
frcnK 12 -974,95 197,45 -2,91* эпистаз - -
frcnK 13 178,50 - 0,90 -93,92 79,80 -1,17
frcnK 14 127,07 - 0,64 эпистаз - -
frcnK 15 317,48 - 1,61 -114,91 79,80 -1,44
frcnK 16 эпистаз - -30,97 - -0,39
frcnK 17 эпистаз - 64,65 - 0,81
frcnK 18 эпистаз - 193,73 - 2,43*
frcnK 19 145,05 - 0,73 -166,85 - -2,09*
frcnK 20 150,41 - 0,76 -1,41 - -0,02
frcnK 21 286,71 - 1,45 -196,68 - -2,46*
frcnK 22 116,8 - 0,59 -234,80 - -2,94*
ML1-ML0 32,47 24,39
(Hi/D)05 4,60 2,60
H2/4H1 0,19 0,22
H/H2 4,65 5,83
df 45 51
Заключение
В результате исследований в период 20192020 гг. выявлено, что высота растений самоопыленных линий кукурузы варьировала в широком диапазоне. Значение признака в 2019 г. было выше, чем в 2020 г. Самоопыленная линия СПК 14 характеризуется достоверным превышением признака в сравнении с другими. Высота растений гибридов кукурузы и среднегрупповые значения также превалируют в 2019 г. Наибольшей высотой растений характеризуются гибриды, полученные в скрещиваниях с линией СПК 14.
Достоверно высокий эффект ОКС выявлен в 2019 г. у линии СПК 14, в 2020 г. у линии СПК 18. Высокая дисперсия СКС отмечена у линий СПК 12, СПК 13, СПК 14 в 2019 г. и у линий СПК 12, СПК 14 - в 2020 г. В результате определения эффектов ОКС и дисперсии СКС установлено, что линия СПК 14 представляет наибольший интерес для селекционной работы на высокорос-лость гибридов.
Высокие значения истинного гетерозиса (более 20,0 %) выявлены у 21 гибрида. Оосо-бенно высокорослостью характеризовались гибриды СПК 14*СПК 12 в 2019 г. и СПК 20*СПК 12 в 2020 г.
При оценке гибридов кукурузы по величине гипотетического гетерозиса в 2019 г. выделено 9 гибридов, а в 2020 г. 12 гибридов со степенью проявления выше 30,0 %. В оба года изучения высокая степень гипотетического гетерозиса выявлена в гибридных комбинациях с линиями СПК 12, СПК 13, СПК 14.
Исследованиями установлено положительное аддитивное действие генов, проявляющееся в развитии признака «высота растений» кукурузы, однако достоверность подтверждается только в 2020 г. В опыте установлено, что контроль высоты растений гибридов кукурузы в 2019 г. определяет пять генов или групп генов, а в 2020 г. шесть генов.
Литература.
1. Перевязка Д.С., Перевязка Н.И., Супрунов А.И. Изучение морфологических и биометрических характеристик новых раннеспелых и среднеранних дигаплоидных линий кукурузы и гибридов, созданных с их участием. Научный журнал КубГАУ, 2021, № 14 (10), с. 2-8.
2. Peiffer Jason A., Romay Maria C., Gore MichaeL A. [et aL]. Genetics, 2014, № 4 (196) Apr, p. 1337-1356.
3. Griffing B.I. A Generalized treatment of the use of diaLLeL crosses in quantitative inheritance. Heredity, 1956, № 10, p. 31-50.
4. Тарутина Л.А., Посканная С.И., Капуста Б.И. Характер проявления комбинационной способности самоопыленных линий кукурузы в онтогенезе. Сельскохозяйственная биология, 1991, № 1, с. 64-69.
5. Козубенко Л.В., Чупикова Н.М., Камышан Т.М. Генетико- селекционные аспекты гетерозисной селекции кукурузы. Труды по фундаментальной и прикладной генетике. Х.: Штрих, 2001, с. 193-196.
6. Цильке Р.А. Генетика: цитогенетика и селекция растений. Новосибирск: НГАУ, 2003, 620 с.
7. Новоселов С.Н. Комбинационная способность у сахарной кукурузы при проведении рекуррентного реципрокного отбора. Сельскохозяйственная биология, 2010, № 1, с. 33-39.
8. Задорин А.М. Изучение комбинационной способности гетерофильной формы гороха. Зернобобовые и крупяные культуры, 2013, № 3 (7), с. 12-18.
9. Grebennikova I. G., ALeynikov A. F., Stepochkin P. I. DiaLLeL anaLysis of the number of spikeLets per spike in spring triticaLe. BuLgarian Journal of AgricuLturaL Science, 2011, № 17 (6), p. 755-759.
10. Жужукин В.И., Зайцев С.А., Волков Д.П., Гудова Л.А. Оценка комбинационной способности линий кукурузы в диаллельных скрещиваниях по высоте прикрепления початка. Успехи современного естествознания, 2018, № 10, с. 50-55.
11. Сотченко Ю.В. Оценка комбинационной способности белозерных линий кукурузы для создания белозерных гибридов в условиях предгорного района Ставропольского края. Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН, 2022, № 6 (110), с. 217-224.
12. Новочихин А.П. Оценка новых сортообразцов линий кукурузы и получение на их основе высо-когетерозисных раннеспелых гибридов: диссертация на соискание ученой степени кандидата с.-х. наук. Краснодар, 2022, 177 с.
13. Griffing B. I. Concept of generaL and specific combining abiLity in reLation to diaLLeL crossing systems. Austral. J. BioL. Sci, 1956, № 9, p. 463-493.
14. Hayman B.I. The anaLysis of variance of diaLLeL tabLes. Biometrics, 1954, № 10, p. 235-244.
15. Hayman B.I. The theory and anaLysis of diaLLeL crosses. Genetics, 1954, № 39, p. 789-809.
16. Смиряев А.В. Генетическая дивергенция родительских форм и наследственная изменчивость потомства: биометрико-генетический анализ. Издание 2-е исправленное и дополненное. Москва: РГАУ-МСХА, 2016, 134 с.
17. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат, 1985, 351 с.
18. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Госагропром СССР. Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Вып. 2, Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. Москва: [Б.и.], 1989, 194 с.
19. Омаров Д.С. К методике учёта и оценки гетерозиса у растений. Сельскохозяйственная биология, 1975, с. 123-127.
20. Варивода Е.А., Варивода Г.В., Вербитская О.Г. Оценка степени доминирования и гетерозисного эффекта арбуза столового по основным хозяйственным признакам. Breeding, Seed Production And PLant BiotechnoLogy: https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-4-23-27.
UDC 633.15:631.52+522+524.82 DOI 10.36461/NP.2023.68.4.009
INHERITANCE OF PLANT HEIGHT IN DIALLEL CROSSES OF SELF-POLLINATED CORN LINES
V. I. Zhuzhukin1, Doctor of Agricultural Sciences; L. A. Gudova2, Candidate of Agricultural Sciences;
M. S. Serebryakova1, Master; A. F. Sugrobov1, Candidate of Agricultural Sciences
1 Federal State Budgetary Educational. Institution of Higher Education "Saratov State University of Genetics,
Biotechnology and Engineering named after N.I. Vavilov", Saratov, Russia;
2 Federal State Budgetary Scientific Organization "Federal Center of Agriculture Research of the South-East
Region", Saratov, Russia, tel. 892171242886, e-mail: abelia77@mail.ru
The article deals with genetic components that control the inheritance of the trait "plant height" in corn hybrids. Eleven self-pollinated corn lines and 55 hybrids from diallel crosses (p(p-1)/2) were included in the study. The research took place in the period 2019-2020. It was found that the plant height of the corn hybrid lines and the group averages were higher in 2019 than in 2020. In the study years, the self-pollinated line SPK 14 was characterized by a reliable surplus of plant height compared to other lines. Hybrids produced with the SPK 14 line are also characterized by a high value of the trait. In 2019, the trait values in combinations with the SPK 14 line are
higher than 203.1 cm, in 2020 higher than 183.9 cm. The high effect of GCA and SCA variance in the SPK 14 Line indicates its high combining ability. High values of true heterosis (more than 20.0 %) were found in 21 hybrids regardless of the year of investigation. A high degree of hypothetical heterosis was found in hybrid combinations with the Lines SPK 12, SPK 13, SPK 14. When calculating the genetic components, Lines SPK 16, SPK 17, SPK 18 in 2019 and in 2020 - SPK 12 and SPK 14 with epistatic gene interaction were excluded, so that the model adequacy couLd be considered additive-dominant. In the experiment, the control of plant height in the model population was found to determine five genes or gene groups in 2019 and six genes in 2020.
Keywords: corn, seLf-poLLinated Lines, hybrids, plant height, heterosis, genetic components.
References
1. Perevyazka D.S., Perevyazka N.I., Suprunov A.I. Study of morphogicaL and biometric characteristics of new earLy and medium-earLy digapLoid Lines of corn and hybrids created with their participation. Scientific JournaL of KubSAU, 2021, No. 14 (10), pp. 2-8.
2. Peiffer Jason A., Romay Maria C., Gore MichaeL A. [et aL]. Genetics, 2014, № 4 (196) Apr, p. 1337-1356.
3. Griffing B.I. A GeneraLized treatment of the use of diaLLeL crosses in quantitative inheritance. Heredity, 1956, № 10, p. 31-50.
4. Tarutina L.A., Poskannaya S.I., Kapusta B.I. Character of manifestation of combinationaL abiLity of seLf-poLLinated maize Lines in ontogenesis. AgricuLturaL BioLogy, 1991, No. 1, pp. 64-69.
5. Kozubenko L.V., Chupikova N.M., Kamyshan T.M. Genetic and breeding aspects of heterosis corn breeding. Works on fundamentaL and appLied genetics. Kh.: Shtrikh, 2001, pp. 193-196.
6. TsiLke R.A. Genetics: cytogenetics and pLant breeding. Novosibirsk: NSAU, 2003, 620 p.
7. NovoseLov S.N. Combining abiLity in a sweet corn at carring out recurrent reciprocaL seLection. AgricuLturaL BioLogy, 2010, No. 1, pp. 33-39.
8. Zadorin A.M. The study of combining abiLity of heterophiLe form of pea. Legumes and Groat Crops, 2013, No. 3 (7), pp. 12-18.
9. Grebennikova I. G., ALeynikov A. F., Stepochkin P. I. DiaLLeL anaLysis of the number of spikeLets per spike in spring triticaLe. Bulgarian Journal of AgricuLturaL Science, 2011, № 17 (6), p. 755-759.
10. Zhuzhukin V.I., Zaitsev S.A., VoLkov D.P., Gudova L.A. EvaLuation combining abiLity of maize Lines in diaLLeL crossbreeding by height attaching the cob. Advances In Current NaturaL Sciences, 2018, No. 10, pp. 50-55.
11. Sotchenko Yu.V. EvaLuation of combinationaL abiLity of white-grain corn Lines for creation of white-grain hybrids in the conditions of the foothiLL district of the StavropoL Krai. News of the Kabardino-BaLkarian Scientific Center of the RAS, 2022, No. 6 (110), pp. 217-224.
12. Novochikhin A.P. EvaLuation of new varietaL sampLes of corn Lines and obtaining highLy-heterosis earLy maturing hybrids on their basis: dissertation for the degree of Candidate of AgricuLturaL Sciences. Krasnodar, 2022, 177 p.
13. Griffing B. I. Concept of generaL and specific combining abiLity in reLation to diaLLeL crossing systems. Austral. J. BioL. Sci, 1956, № 9, p. 463-493.
14. Hayman B.I. The anaLysis of variance of diaLLeL tabLes. Biometrics, 1954, № 10, p. 235-244.
15. Hayman B.I. The theory and anaLysis of diaLLeL crosses. Genetics, 1954, № 39, p. 789-809.
16. Smiryaev A.V. Genetic divergence of parentaL forms and genetic variation of offspring: a biometric-genetic anaLysis. 2nd edition, revised and enLarged . Moscow: RGAU-MSKhA, 2016, 134 p.
17. Dospekhov B.A. The methodoLogy of fieLd experience. Moscow: Agropromizdat, 1985, 351 p.
18. MethodoLogy of the state variety testing of agricuLturaL crops. Gosagroprom of the USSR. The State Commission for Variety Testing of agricuLturaL crops. Issue 2, CereaLs, groats, Legumes, corn and forage crops. Moscow: [B.i.], 1989, 194 p.
19. Omarov D.S. On the methodoLogy of accounting and evaLuation of heterosis in pLants. AgricuLturaL BioLogy, 1975, pp. 123-127.
20. Varivoda E.A., Varivoda G.V., Verbitskaya O.G. EvaLuation of the degree of dominance and heterosis effect of tabLe watermeLon according to the main economic characteristics. Breeding, Seed Production And PLant BiotechnoLogy: https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-4-23-27.
