CC BY
45
УДК 614.14:575.222.6.
ОЦЕНКА КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ИНБРЕДНЫХ ЛИНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ В ТОПКРОССНЫХ СКРЕЩИВАНИЯХ
А.А. ГОНЧАРЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, главный научный сотрудник (e-mail: goncharenko05@mail.ru)
С.А. ЕРМАКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
A.В. МАКАРОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Т.В. СЕМЕНОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
B.Н. ТОЧИЛИН, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
О.А. КРАХМАЛЕВА, младший научный сотрудник
Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка», ул. Калинина, 1, пос. Новоивановское, Одинцовский р-н, Московская обл., 143026, Российская Федерация.
Резюме. В Московском НИИСХ «Немчиновка» в 2015 г. проведено изучение 20 межлинейных гибридов F1 озимой ржи (созданных на основе тестовых скрещиваний 10 гомозиготных инбредных линий ржи с двумя линиями-тестерами - Н- 842 и Н-1172 по схеме топкросса) с целью оценки общей и специфической комбинационной способности инбредных линий и отбора лучших родительских форм для использования в гетерозисной селекции. Опыт заложен в трех повторениях на делянках площадью 15 м2 при норме высева 500 зерен на 1 м2. Урожайность гибридов F1 с тестером Н-842 варьировала от 71,2 до 83,8 ц/га, с тестером Н-1172 - от81,1 до 97,1 ц/га. Методом дисперсионного анализа проведено разложение генотипической вариансы признака урожайности на три составные части (ОКС линий, ОКС тестеров, СКС отдельных сочетаний) с последующим вычислением эффектов общей и специфической комбинационной способности. Достоверно высокие оценки ОКС имели материнские линии Н-649 и Н-577, а также отцовская линия-тестер Н-1172. Достоверно высокие эффекты СКС продемонстрировали линии Н-649, Н-663 и Н-1078. Доля дисперсии признака урожайности, обусловленная эффектами ОКС, оказалась в 2 раза меньше (31,8%), чем обусловленная эффектами СКС (66,8%). Уизучае-мых гибридов преобладающая часть вариансы урожайности определяется эффектами неаддитивной генетической изменчивости. Двутестерный метод оценки комбинационной способности инбредных линий ржи позволяет выявить уровень ОКС не только материнских линий, но и отцовских линий-тестеров. Высокие эффекты СКС можно получить при скрещивании линий не только с высокой, но и низкой ОКС. Важным критерием при селекции инбредных линий на комбинационную способность может служить уровень их урожайности и экспрессия отдельных признаков структуры урожая.
Ключевые слова: озимая рожь, инбредные линии, цитоплаз-матическая мужская стерильность (ЦМС), тестер, гибрид, урожайность, общая и специфическая комбинационная способность.
Для цитирования: Оценка комбинационной способности инбредных линий озимой ржи в топкроссных скрещиваниях /
A.А. Гончаренко, С.А. Ермаков, А.В. Макаров, Т.В. Семенова,
B.Н. Точилин, О.А. Крахмалева//Достижения науки и техники АПК. 2016. Т. 30. № 9. С. 19-22.
Создание гетерозисных гибридов F1 взамен попу-ляционных сортов - одно из значительных достижений селекции растений ХХ века [1]. Рожь как перекрестно опыляемая культура весьма перспективна в плане гетерозисной селекции. Считается, что среди колосовых - это единственная культура, которая в будущем может послужить перспективной моделью для селекции гибридной пшеницы и тритикале [2].
Первые межлинейные гибриды F1 озимой ржи были созданы в Германии 30 лет назад. Формируя более высокую урожайность, чем популяционные сорта, они положительно зарекомендовали себя в производстве и за короткое время заняли почти 70% всех посевов ржи. На сегодня три немецкие селекционные компании создали 26 гибридов, которые сочетают высокую урожайность с другими ценными признаками (короткостебельность, устойчивость к полеганию, устойчивость к бурой ржавчине и спорынье), обладая при этом лучшими хлебопекарными качествами и пригодностью для производства кормов и биогаза [3]. Главное преимущество гибридных сортов, в сравнении с сортами-популяциями, проявляется в более высокой урожайности благодаря эффекту гетерозиса. У озимой ржи его средняя величина, в сравнении с родительскими линиями, составляет 40%. Это сопоставимо с кукурузой и намного выше, чем у пшеницы, риса и ячменя, у которых истинный гетерозис не превышает 5-10% [4]. В Германии гибриды F1 в среднем дают урожай зерна на 15-20% больше, чем популяционные сорта. По данным H.H. Geiger and Т. Miedaner [5] за период с 1982 по 2005 гг. средний годовой прирост урожайности для сортов-популяций составил 30 кг/га, а для гибридных сортов ржи - 51 кг/га, что на 70% больше. P.Wilde с коллегами [6] отмечают, что прогресс по урожайности у гибридов F1 достигается главным образом благодаря увеличению массы 1 колоса. Просматривается также положительный тренд по плотности колоса, продолжительности периода налива зерна, однако нет очевидного прогресса по устойчивости к полеганию и поражению листовыми болезнями. В Польше прибавка урожайности гибридных сортов над популяционными в системе госиспытания за 2004-2010 гг. варьировала от 9,8 до 14,5 ц/га, причем гибриды F1 имели лучшую устойчивость к полеганию и меньше поражались бурой ржавчиной и мучнистой росой [7].
В ряде стран Европы благодаря появлению гибридов F1 озимую рожь стали возделывать на высокоплодородных почвах, где она дает больший урожай, чем другие культуры. Но и на низкоплодородных почвах гибриды F1 не уступают по урожайности популяцион-ным сортам: средняя 15%-ная прибавка сохраняется и в этих условиях [8]. Немаловажно и то, что на базе гибридных сортов ржи появляется возможность быстро реализовать многие специфические требования потребителя относительно различных направлений хозяйственного использования (для производства биогаза, крахмала, спирта, комбикормов). Популяционная селекция такой мобильностью не обладает.
Сейчас в Госреестре селекционных достижений РФ нет отечественных гибридов озимой ржи, созданных на линейном уровне, но в 2015 г. внесены 3 гибрида немецкой селекции (Пикассо, Магнифико, Палаццо) и 2 гибрида украинской селекции (Первисток и Юрьевец). Селекцию гибридных сортов ржи на основе ЦМС в се-лекцентрах РФ практически не ведут, главным образом, из-за недостаточного финансирования и отсутствия мощной материально-технической базы, которая необходима для гибридной селекции.
Селекция гетерозисных гибридов ржи базируется на получении гомозиготных инбредных линий путем самоопыления самофертильного материала, а также на цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС), которую используют как механизм для промышленного производства гибридных семян. В Московском НИИСХ «Немчиновка» работа по созданию гомозиготных линий для гибридной селекции ведется с 1991 г. Для этого начали применять метод инцухта самофертильных растений, а также многократные насыщающие скрещивания для получения стерильных аналогов на базе ЦМС Пампа типа. Чтобы решить вопрос, на основе каких инбредных линий можно получать высокогетерозисные гибриды, необходимо провести их испытание на комбинационную способность. В практической селекции для изучения этого свойства используют несколько генетических систем скрещивания (диаллельные, топкросс, поликросс). Применительно ко ржи особого внимания заслуживает метод топкросса, так как на первых этапах с его помощью можно эффективно забраковать около половины имеющихся у селекционера инбредных линий, а оставшиеся лучшие использовать для оценки на СКС и синтеза высокогетерозисных гибридов [9].
Цель наших исследований - оценить общую и специфическую комбинационную способность инбредных линий озимой ржи на основе тестовых скрещиваний по схеме полных топкроссов и выявить лучшие родительские формы для использования в селекции гибридной ржи.
Условия, материалы и методы. В предшествующие годы методом многократного (810-Б15) инцухта растений из гибридных популяций от скрещивания сортов ржи Восход 1, Восход 2, Валдай, Альфа, Саратовская 5, Безенчукская 87 и других образцов с различными донорами самофертильности мы получили около 2000 гомозиготных линий. В процессе их селекции главными признаками при отборе были: зимостойкость, короткий и прочный стебель, высокая озер-ненность колоса, масса 1000 зерен, устойчивость к грибным болезням и предуборочному прорастанию. В результате жесткой браковки для дальнейшей работы отобрали около 400 линий, отличающихся хорошей зимостойкостью, коротким и прочным стеблем, более озерненным колосом, крупным зерном, раннеспелостью, устойчивостью к грибным болезням, высоким числом падения и вязкостью водного экстракта. Из этой группы были выбраны 25 лучших короткостебельных линий, на базе которых создали стерильные аналоги, что позволило развернуть селекционный конвейер по синтезу межлинейных гибридов F1 на основе ЦМС Пампа типа. Для получения стерильных аналогов инбредных линий использовали метод возвратных скрещиваний (ВС), которые проводили зимой в условиях теплицы. Беккроссирование осуществляли методом парных скрещиваний, для чего под один пергаментный изолятор помещали колосья стерильного и фертильного растений. В качестве источника стерильности Пампа типа использовали одну из высокостерильных инбредных линий. Потомство от каждого беккросса (ВСо, ВС1, ВС2, ВС3 и так далее) визуально проверяли в теплице и в поле на степень удержания стерильности.
Родительские линии А и В в формуле простого гибрида получали на базе одного или двух различных ге-нопулов, не имеющих родства с генопулом синтетика-опылителя С. Тестовые скрещивания для оценки линий на комбинационную способность проводили по схеме топкросса, где в качестве отцовской формы использовали две хорошо отселектированные фертильные
линии Н-842 и Н-1172, а в качестве материнских -10 мужски стерильных инбредных линий. Полевые испытания 20 межлинейных гибридов F1 проводили в 2015 г. по однофакторной схеме на делянках 15 м2 в 3-х кратной повторности при норме высева 500 зерен на 1 м2.
Погодные условия в период вегетации озимой ржи в целом можно определить как сильно изменчивые и контрастные. Осенью благодаря теплой и влажной погоде растения прошли закалку и хорошо раскустились. Перезимовка в целом прошла благоприятно. Высокий снеговой покров (до 30 см), неглубокое промерзание почвы (15-40 см), удовлетворительная температура на глубине узла кущения (от -0,5 до -1,0 оС) и ранний сход снега обеспечили высокую сохранность растений (на уровне 98-100%). Аномалии погоды начались в конце мая, когда за 2 дня выпало рекордное количество осадков (188,2 мм при норме 52,4 мм) и произошло сильное полегание растений, находившихся в фазе колошения. Еще больше оно усугубилось в июне, когда выпало 103,2 мм осадков при норме 75,9 мм. Из-за сильно влажной погоды в период налива зерна сортовые различия между изучаемыми гибридами по устойчивости к полеганию были почти полностью нивелированы. Высота растений варьировала на уровне 127-132 см, а устойчивость к полеганию - 3,5-4,0 балла. В июле также преобладала влажная погода, в результате чего растения не смогли поправиться от полегания и в таком состоянии дошли до уборки. Сильной эпифитотии грибных болезней не наблюдали, из-за чего поражение мучнистой росой, бурой и стеблевой ржавчиной было практически нулевым. Это положительно отразилось на наливе зерна, масса 1000 зерен находилась на уровне средней многолетней (28-30 г). Полная спелость ржи наступила 4-5 августа, уборка проходила при сухой и теплой погоде. Уборку делянок осуществляли малогабаритным комбайном Wintersteiger Classic.
Эффекты ОКС и СКС инбредных линий и тестеров оценивали по методическому руководству [10].
Результаты и обсуждение. Результаты полевого испытания 20 межлинейных гибридов F1 озимой ржи показали, что в сложных погодных условиях они продемонстрировали довольно высокий уровень урожайности. Максимальная величина этого показателя (97,1 ц/га) в условиях опыта отмечена у гибрида F1 Н-649 х Н-1172 (табл.1). Дисперсионный анализ продемонстрировал наличие достоверных различий между изучаемыми гибридами (табл. 2). Их урожайность варьировала от 71,2 до 83,8 ц/га при использовании тестера Н-842 и от 81,1 до 97,1 ц/га у линий с тестером Н-1172. В среднем сбор зерна у гибридов с участием тестера Н-1172 был на 11% выше, чем у образцов на базе тестера Н-842, что указывает на их различную
Таблица 1. Урожайность простых межлинейных гибридов F1, полученных на базе тестеров Н-842 и Н-1172, ц/га, 2015 г.
Линии Тестеры Среднее
Н-842 I Н-1172
Н-451 71,2 83,7 77,4
Н-577 83,8 94,6 89,2
Н-649 81,4 97,1 89,3
Н-663 78,7 81,1 79,9
Н-700 77,0 85,9 81,5
Н-1054 71,4 79,2 75,3
Н-1058 78,8 83,7 81,3
Н-1078 81,0 83,1 82,1
Н-1276 73,5 84,7 79,1
Н-1309 77,9 86,8 82,4
Среднее 77,5 86,0 81,7
НСР05 6,5
Таблица 2. Дисперсионный анализ данных урожайности 20 гибридов F1
Дисперсия SS df
Общая 1905,5 79
Повторения 153,9 3
Гибриды F1 775,8 19
Остаточная 1020,5 57
ms2
факт.
40.8
17.9
2,28 1,75
селекционную ценность. Однако генотип материнских линий стал причиной еще более сильного варьирования урожайности. В наших опытах наиболее урожайными оказались гибриды с участием линий Н-577 и Н-649 (89,2 и 89,3 ц/га соответственно), а самая низкая величина этого показателя была характерна для образцов с участием линии Н-1054 (75,5 ц/га). Размах варьирования в этом случае составил 14,0 ц/га, или 18,6%, что указывает на различную способность испытуемых линий создавать в комбинации с другими родителями высокоурожайные простые гибриды.
Таблица 3. Дисперсионный анализ комбинационной способности инбред-ных линий, 2015 г.
Источник дисперсии SS df ms2 Fфакт. F05
ОКС материнских линий 366,2 9 40,7 2,27 1,96
ОКС линий-тестеров 363,0 1 363,0 20,27 4,00
СКС 7620,4 9 846,7 43,70 1,96
Остаточная 1020,5 57 17,9
Проведенный дисперсионный анализ позволил разложить генотипическую вариансу признака урожайности на три составные части: ОКС линий, ОКС тестеров и СКС отдельных сочетаний. В наших опытах все факторы оказали достоверное влияние на дисперсию урожайности (табл. 3). Достоверно высокую ОКС имели материнские линии Н-649 и Н-577, а также отцовская линия-тестер Н-1172 (табл. 4). Эффекты ОКС у них были положительно высокими и составили соответственно 7,52, 7,47 и 4,26. Анализ показывает, что эти линии оказали достоверно положительное влияние на уровень урожайности, полученных с их участием гибридов. Можно предположить, что в скрещиваниях с другими родительскими линиями они также будут давать высокоурожайные гибриды. Подтвердить этот прогноз могут сведения о продуктивности линий [11].
Таблица 4. Оценка эффектов ОКС и СКС материнских инбредных линий и отцовских линий-тестеров, 2015 г.
Линия Эффект ОКС Эффект СКС IS2 'I б2*
Н-842 Н-1172
Н-451 -4,28 -1,99 1,99 7,92 2,61
Н-577 7,47* -1,14 1,14 2,60 0,84
Н-649 7,52* -3,59 3,59 25,78* 8,56
Н-663 -1,83 3,06 -3,06 18,72* 6,21
Н-700 -0,28 -0,19 0,19 0,08 0
Н-1054 -6,43 0,36 -0,36 0,26 0,06
Н-1058 -0,48 1,81 -1,81 6,56 2,15
Н-1078 0,32 3,21 -3,21 20,60* 6,83
Н-1276 -2,63 -1,34 1,34 3,60 1,17
Н-1309 0,62 -0,19 0,19 0,08 0
Тестер Н-842 -4,26 - - -
Тестер Н-1172 4,26* - - - -
Ошибка Ed . 01 2,83
*достоверно на 5% уровне значимости.
Достоверно высокие эффекты по СКС отмечены лишь у трех генотипов - Н-649, Н-663 и Н-1078. Обращает на себя внимание, что среди них нет линии Н-577, имеющей высокую ОКС, но присутствует линия Н-1078 с относительно низкой ОКС. Следовательно, высокие эффекты СКС можно получать при скрещивании линий не только с высокой, но и с низкой ОКС. Это подтверждает извест-
ное правило гетерозисной селекции, в соответствии с которым наивысшую специфическую комбинационную способность обнаруживают скрещивания, в которых один родитель имеет высокую, а второй - низкую ОКС [12].
Важный ориентир в селекции на высокую урожайность - уровень продуктивности инбредных линий per se. О селекционной ценности изучаемых линий можно судить по результатам морфо-биологической оценки их отдельных признаков (табл. 5).
По высоте растений и структурным элементам продуктивности инбредные линии значительно уступали стандарту Валдай по причине инбредной депрессии. В то же время они значимо различались между собой как по морфотипу, так и по признакам качества - числу падения и вязкости водного экстракта. Однако с помощью корреляционного анализа не было выявлено достоверной связи между эффектами ОКС и представленными признаками. Обусловлено это, вероятно,
тем, что корреляция между продуктивностью линий per se и их преимуществом в скрещиваниях зависит от того, какая часть дисперсии обусловлена аддитивными эффектами. То есть, если дисперсия признака, обусловлена большей частью аддитивным (суммирующим) взаимодействием генов в локусе (на это указывает высокая ОКС), то тогда корреляция между собственной продуктивностью (per se) родительских линий и полученных с их участием гибридов будет высокой. Если дисперсия признака большей частью зависит от доминирования генов в локусе (на это указывает высокая СКС), то корреляция между линиями и их гибридами будет низкой).
В литературе имеются сведения [13] о том, что для большинства признаков озимой ржи варианса ОКС более важна, чем СКС, что указывает на сильное проявление аддитивных генетических эффектов. В наших исследованиях для признака урожайности доля дисперсии для ОКС оказалась в 2 раза меньше (31,8%), чем для СКС (66,8%). Из этого следует, что большая часть ее вариансы зависела от неаддитивной генетической дисперсии, то есть была обусловлена эффектами доминирования. Другими словами, эффект гетерозиса по урожайности у изучаемых гибридов сильно зависит от степени доминирования в локусах. Поэтому при отборе лучших линий очень важно знать не только уровень их ОКС, но и СКС.
Высокая собственная продуктивность инбредных линий играет немаловажную роль в экономике семеноводства, что делает достижение этой цели важной задачей селекции. По сообщению P.Wilde et al. [6] в Германии продуктивность самоопыленных линий ржи per se, в сравнении с линиями первых экспериментальных гибридов, выросла в 5-8 раз в результате селекционного улучшения и применения адаптивной агротехнологии. Это сократило время, необходимое для внедрение гибридов в производство. Поэтому
05
Таблица 5. Морфо-биологическая характеристика инбредных линий ози мой ржи, 2005-2015 гг.
Линия Высота растения, см Продуктивная кустистость, шт. стеблей кустистость Число зерен в колосе, шт Масса 100 зерен, г Масса зерна с колоса, г Число падения, с Вязкость экс-тракта, сП
Валдай St 128 9,7 48,1 3,78 1,97 207 6,3
Н-451 87 6,9 30,9 2,26 0,73 265 3,6
Н-577 78 9,3 28,7 2,15 0,62 261 10,3
Н-649 80 7,2 26,4 2,43 0,68 112 8,3
Н-663 82 7,9 23,4 2,23 0,57 233 6,6
Н-700 79 8,8 27,0 2,93 0,82 196 5,2
Н-1054 80 7,6 26,7 1,97 0,56 197 4,8
Н-1058 92 6,9 35,1 2,51 0,90 126 3,8
Н-1078 91 8,9 28,6 2,30 0,73 159 7,7
Н-1276 84 8,9 25,7 2,86 0,74 135 4,2
Н-1309 81 9,1 35,3 2,38 0,85 68 3,8
Н-842 90,2 8,3 38,3 2,29 0,93 5,5 228
Н-1172 64,0 7,4 20,4 2,49 0,50 9,7 274
требуется интенсивная селекция инбредных линий ржи на высокую собственную продуктивность в сочетании с короткостебельностью.
Выводы. Испытание 20 межлинейных гибридов F1 озимой ржи, полученных от скрещивания 10 инбредных линий по двутестерной схеме, выявило значительные различия между ними по комбинационной способ-
ности. Достоверно высокие оценки ОКС получили материнские линии Н-649 и Н-577, а также отцовская линия-тестер Н-1172. Достоверно высокие эффекты СКС продемонстрировали линии Н-649, Н-663 и Н-1078, которые целесообразно использовать в качестве родительских форм при селекции гетерозисных гибридов. Двутестерный метод оценки комбинационной способности инбредных линий ржи - эффективный метод оценки их пригодности для гетерозисной селекции. Он позволяет выявить уровень ОКС не только материнских линий, но и отцовских линий-тестеров. Высокие эффекты СКС можно получить при скрещивании линий не только с высокой, но и с низкой ОКС. Важным критерием при селекции инбредных линий на комбинационную способность может служить уровень их урожайности и экспрессия отдельных признаков структуры урожая.
Литература.
1. Duvick D.N. Biotechnology in the 1930s: the development of hybrid maize // Nat. Rev. Genet. 2001. 2. Рр. 69-74.
2. Geiger H.H. Strategies of Hybrid Rye Breeding // Vort. Pflanzenzucht. 2007. 41. Pp.1-5.
3. Miedaner T. From phenotypes to genomics and back-breeding research in the last three decades// Intern. Confer.on Rye Breeding and Genetics. Poland: Copyright by Universytet Przyrodniczy we Wroclawiu, 2015. Pp.18-19.
4. Miedaner T. Zuchtung//Roggen-Getreide mitZukunft. DLG-Verlag-GmbH. 2007. Pp.27-51.
5. Geiger H.H., Miedaner T. Rye Breeding // In Handbook Cereals. By Editor Marcelo J. Carena, Springer Science + Business Media. LLC. 2009. Рр.157-182.
6. Genetic gain from hybrid rye breeding: achievements and challenges/P. Wilde, P. Bajgain, P. Dopierala, A. Gordillo, V. Korzun, J. Menzel, B. Schmiedchen, P. Steffan // Intern. Confer. on Rye Breeding and Genetics. Poland: Copyright by Universytet Przyrodniczy we Wroclawiu, 2015. Pp.20-21.
7. Banaszak Z., Banaszak K., Kaczmarek K. Rye varieties in Poland // Intern. Confer. on Rye Breeding and Genetics. Poland: Copyright by Universytet Przyrodniczy we Wroclawiu, 2015. Pp. 26.
8. Machan F. Productivity and quality of rye hybrids and possibilities of their further spreading in the Czech Republic // Vortr. Pflanzenzuchtung. 1996. 35. Рр.146-147.
9. Бриггс Ф., Ноулз П. Научные основы селекции растений. М.: Колос. 1972. 399 с.
10. Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комбинационной способности/В.Г. Вольф, П.П. Литун, А.В. Хавелова, Р.И. Кузьменко. Харьков: Типография № 16. 1980. 75 с.
11. Reif J.C., Hahn V., Melchinger A.E. Genetic basis of heterosis and prediction of hybrid performance // Helia. 2012. v. 35. № 57. Pp.1-8.
12. Бороевич С. Принципы и методы селекции растений. М.: Колос, 1984. 343 с.
13. Combining ability of genotypes in the breeding program of rye hybrids / I. Kolasinska, J. Jagodzinski, W. Brukwinski, K. Banaszak, B. Kozber, R. Krysztofik//Intern. Confer. on Rye Breeding and Genetics. Poland: Copyright by Universytet Przyrodniczy we Wroclawiu. 2015. Pp.73.
ESTIMATION OF COMBINING ABILITY OF INBRED LINES OF WINTER RYE IN TOPCROSSES
A.A. Goncharenko, S.A. Ermakov, A.V. Makarov, T.V. Semenova, V.N. Tochilin, O.A. Krahmaleva
Moscow Research Institute of Agriculture «Nemchinovka», ul. Kalinina, 1, pos. Novoivanovskoe, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl., 143026, Russian Federation
Summary. Winter rye is a promising culture in the way of heterosis breeding. The important stage in its realization is the examination of homozygous inbred lines on combining ability. The purpose of our research is to estimate the general and specific combining ability of inbred lines of winter rye on the basis of test crossings according to the topcross scheme and to reveal the best parental forms for usage in heterosis breeding. According to the topcross scheme, we crossed ten homozygous inbred lines of rye with two line-testers: H-842 and H-1172. We obtained 20 interline hybrids F1, which were studied in 2015 in a field experiment on plots with the area of 15 m2 in three replications with seeding rate 500 grains per 1 m2. The yielding ability of hybrids F1 varied from 7.12 to 8.38 t/ha (tester H-842) and from 8.11 to 9.71 t/ha (tester H-1172). We analyzed the genotypic variance of yield on three components (GCA of lines, GCA of testers, SCA of separate combinations) with the subsequent calculation of effects of the general and specific combining ability. Maternal lines H-649 and H-577, as well as paternal line-tester H-1172, had essentially high estimations of GCA. The lines H-649, H-663, and H-1078 showed reliably high effects of SCA. The fraction of yield variance caused by the effects of GCA was 2 times less (31.8%) than the fraction of variance caused by the effects of SCA (66.8%). The inference is made, that in the investigated hybrids the prevailing part of yield variance is determined by effects of nonadditive genetic variability.
Key words: winter rye, inbred lines, cytoplasmic male sterility (CMS), tester, hybrid, productivity, general and specific combining ability. Author Detalis: A.A. Goncharenko, D. Sc. (Agr.), member of the RAS, chief research fellow; S.A. Ermakov, Cand. Sc. (Agr.), head of laboratory; A.V. Makarov, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; T.V. Semenova, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; V.N. Tochilin, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; O.A. Krahmaleva, junior research fellow.
For citation: Goncharenko A.A., Ermakov S.A., Makarov A.V., Semenova T.V., Tochilin V.N., Krahmaleva O.A. Estimation of Combining Ability of Inbred Lines of Winter Rye in Topcrosses. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2016. Vol. 30. No. 9. Pp. 19-22 (in Russ.).
