CC BY
12ОЦЕНКА АДАПТИВНОСТИ
И СТАБИЛЬНОСТИ НОВЫХ СОРТОЛИНЕЙНЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ
ВЕСТНИК НАУКИ Г И ТВОРЧЕСТВА 1
Нижимбере Жилбер, Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар Супрунов Анатолий Иванович, Кубанский государственный аграрный университет, г. Краснодар
E-mail: [email protected]
Аннотация. Взаимодействие генотип-среда является важным аспектом программы селекции и внедрения новых гибридов. Таким образом, новые гибриды необходимо тестировать в различных средах, чтобы оценить их адаптивность, стабильность и урожайность зерна. В настоящем исследовании были проведены испытания 9 сортолинейных белозерных гибридов кукурузы в трех агроэкологических зонах Бурунди, и результаты показали, что влияние генотипов, среды и взаимодействия генотип-среда весьма значимо. AMMI и GGE биплот анализ позволил охарактеризовать сортолинейные гибриды на основе степени их адаптивности и стабильности..
Ключевые слова: генотип, среда, стабильность, AMMI и GGE biplot , сортолинейные гибриды кукурузы, Бурунди.
EVALUATION OF ADAPTABILITY AND STABILITY OF NEW HYBRIDS VARIETIES USING MULTIPLICATIVE MODELS
Nijimbere G., Kuban State Agrarian University, Krasnodar Suprunov A.I. Kuban State Agrarian University, Krasnodar
Abstract. Genotype-environment interaction is an important aspect of breeding program and introduction of new hybrids. Thus, new hybrids need to be tested in different environments to evaluate their adaptability and stability. In the present study,
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
9 of maize hybrids varieties were tested in three agroecological zones of Burundi, and the results showed that the influence of genotypes, environments and genotype-environment interactions are very significant. AMMI and GGE biplot analysis allowed the characterization of hybrids varieties on the basis of their degree of adaptability and stability.
Key words: genotype, environment, stability, AMMI and GGE biplot, maize varieties, Burundi.
Кукуруза - одно из наиболее экономических важных культурных растений в мире и играет важную роль для кормления животных. Урожайность зерна -один из важнейших показателей селекционных программ. Селекция гибридов кукурузы применяется к признакам, косвенно связанным с урожайностью; ближе к концу программы применяется более высокий индекс селекции для повышения эффективности получения высокоурожайных гибридов [5]. В селекции растений очень важны эффекты взаимодействия «генотип - среда», параметры адаптивности и стабильности,. Таким образом, при селекции кукурузы очень важно учитывать наличие сложных взаимодействий, которые могут влиять, в частности, на урожайность поскольку каждый сорт обладает присущей ему способностью реагировать на изменения окружающей среды [2]
Цель данного исследования является оценкой адаптабильности и стабильности девяти сортолинейных белозерных гибридов кукурузы в трех агроэкологических зонах в Бурунди.
Материал и методы. В качестве материала использовались сортолинейные гибриды кукурузы, получены в результате скрещивания сортов кукурузы из Восточной Африки (Уганда и Бурунди) и линий Всероссийского института растениеводства (ВИР) в 2018 г. Эти Сортолинейные познеспелые гибриды кукурузы были испытаны в 3 агроэкологических зонах в Бурунди в 2020-2021г где изучалась урожайность зерна.
Климат тропический, а почвы состоят из феррализолов, аллювиальных и тропических коричневых почв. Высота над уровнем моря в трех зонах колеблется от 1200 до 2500 м, среднегодовая температура от 14°C до 23°C. Среднегодовое количество осадков находится в диапазоне от 1100 до 2500 мм.
Для оценки адаптивности и стабильности гибридов в различных агроэкологических зонах использовались AMMI и GGE биплоты. Они были построены на основе урожайности зерна с использованием программного обеспечения Plant Breeding Tools Version 1.4 [3].
Результаты и обсуждение. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа показывают, что теоретический выше, чем практический (Рф > Fрасч.), что указывает на то, что доля влияния окружающей среды на урожайность гибридов составляет 5%, а доля влияния генотипа и окружающей среды - 34%.
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
УУЬлТ чуоп ууИ<мс В4р4о1 !ог VI
РС РСЗ-Л» _
■2 0 2 РС 1
Рис. 1. АММ1 biplot на основе масштабирования среды
Таблица 1
Урожайность зерна новых белозерных сортолинейных гибридов кукурузы, по трем пунктам, 2021 г.
Название или формула сортолинейного гибрида Пункты изучения, урожай зерна, ц/га Среднее
Код ги-бри да Конго-Нильский хребет Центральные лотки Впадина Кумосо
ISEGA(st.) G1 48,7 41,6 41,7 44,0
Бурунди 2 X п. Белая G2 58,1 67,9 62,7 62,9
ММЬ 97/543 © Х п. Белая G3 57,1 57,8 56,6 57,1
Ст 3/2/СМ 2 395 ® Х п. Белая G4 50,6 52,6 64,6 55,9
П. Белая Х Бурунди 1 G5 58,9 56,8 49,0 54,9
П. Белая Х К01403/1368-7-1/СМЬ 444® G6 54,0 45,3 60,8 53,3
П. Белая Х 100/99 СМЬ 444/543 ® G7 50,6 35,8 62,3 49,6
П. Белая Х 313/318 312 сМь/88 ® G8 42,5 41,4 52,4 45,4
П. Белая Х МЬ/4/5/ Ж/2136 @ G9 41,2 34,9 57,9 44,7
НСР05 - 7,2 7,6 16,2 -
»
15
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
Из таблицы видно, что урожайности зерна кукурузы были использованы для построения GGE Ыр^ в виде многоугольника «кто победил - где». Действительно, GGE Ыр^ является лучшим способом визуализации взаимодействия генотип-среда (рис. 1).
Многоугольник на рисунке 1 образован соединением маркеров сортов кукурузы, наиболее удаленных от исходной точки графика, так что все другие сорта кукурузы содержатся внутри многоугольника. С точки зрения вклада во взаимодействие « генотипа-среда », сортолинейные гибриды G6, G4, G8, G3 и G2 попадали в средах с высоким урожаем зерна.
Перпендикулярно к сторонам многоугольника делят график на несколько секторов. Сортолинейные гибриды кукурузы на вершине многоугольника в каждом секторе представляет собой наиболее урожайный сорт в средах, подпадающих под этот конкретный сектор.
Вершинами углов многоугольника в наших исследованиях были генотипы G1, G2, G3, G4, G5, G7 и G5. Три среды были сокращены до двух мега-сред.
Среды Е1 и Е3 находятся в секторе, представленном гибридами G3, G8 и G4 с сортами G3 и G4 в верхней части многоугольника.
ОСЕ Вф1о1 Ссло1ур(* \Zii-w (ог VI
Рис. 2 GGE ЫрЫ для урожайности зерна и стабильности сортолинейных гибридов
Сектор, в котором находится среда Е1, характеризуется сортами G3 и G4. Сорт G4 находится наверху и на границе с предыдущим сектором, а G3 - на периферии среды Е1. Сортолинейные гибриды G1, G9, G7 и G5 попадают в зоны, не представленные средой. Это означает, что эти гибриды не подходят для окружающей среды, которая была предметом данного исследования.
В данном исследовании изучаемые агроэкологические зоны могут быть распределены в двух различных мега-средах. Первая мега-среда содержит среды Е3 и Е2, а вторая - среду Е1.
На рисунке 2, вертикальная линия разделяет сортолинейные гибриды с урожайностью зерна ниже среднего и сорта с урожайностью выше среднего. Стабильность сортолинейных гибридов определяется их проекцией на
ВЕСТНИК НАУКИ И ТВОРЧЕСТВА
срединную горизонтальную линию. Чем больше абсолютная длина выступа у сорта кукурузы, тем менее стабильна. Хорошие генотипы должны сочетать хорошую урожайность и стабильность в различных производственных средах. Местный сорт G1, использованный в качестве тестера в этом исследовании, показал большую стабильность, но меньшую урожайность зерна. Сорта G4 и G6 являются более продуктивными и стабильными. Сортолинейный гибрид G4 считается лучшим генотипом из всех по урожайности и стабильности.
Вывод
AMMI и GGE biplot позволили оценить влияние взаимодействия генотипов, среды и генотипа среды на урожайность зерна изучаемых сортолинейных гибридов кукурузы. Они также позволили сгруппировать похожие среды и выявить сортолинейные гибриды кукурузы с хорошей стабильностью урожайности зерна.
Литература:
1. A.P. Mijone, A.P.O. Nogueira, O.T. Hamawakil, M.L. Maes and J.S. Pinsetta Junior (2019). Adaptability and stability of corn hybrids in the off season across various agricultural regions in Brazil. Genetics and Molecular Research 18 (3): gmr18193.
2. Scapim C.A., Pacheco C.A.P., Amaral Júnior A.T., Vieira R.A., Pinto R.J.B., & Conrado T.V. (2010). Correlations between the stability and adaptability statistics of
popcorn cultivars. Euphytica, 174, 209-218. https://doi.org/10.1007/s10681-010-0118-
y
3. PBTools, version 1.4. 2014. Biometrics and Breeding Informatics, PBGB Division, International Rice Research Institute, Los Baños, Laguna.
