Генетический контроль компонентов урожайности овощной фасоли (Phaseolus vulgaris L.)

Актуальность. Цель данной работы – изучение с помощью методологии Хаймана наследования некоторых количественных признаков, таких как количество бобов на растение, длина боба, средний вес боба и урожай бобов с растения у 15 диаллельных гибридов шести сортов овощной фасоли.

Материалы и методы. Исследования проводились в Экспериментальном центре Национального университета Колумбии – Пальмира (CEUNP). Использовалась рандомизированная полноблочная экспериментальная схема с четырьмя повторностями.

Результаты. Для большинства признаков, за исключением урожайности с одного растения, адекватной была аддитивно-доминантная модель. В контроле количества бобов на растение, длины боба и средней массы боба преобладали аддитивные эффекты (наследование по типу сверхдоминирования). Для большинства признаков наблюдалось неодинаковое соотношение генов с положительными и отрицательными эффектами в локусах (H₁ < H₂). Неравномерное распределение генов у родителей (H₂/4H₁) было ниже максимального значения (0,25), за исключением признака «количество бобов на растение». Отношение K_D/K_R указывало на преобладание рецессивных аллелей над доминантными для большинства признаков. Эффекты доминирования (h²) для большинства признаков свидетельствуют о том, что существенный вклад доминирования не был обусловлен гетерогенностью локусов по этим признакам. Наследуемость в узком смысле была умеренной или низкой. Значения коэффициента корреляции r (Yr; Wr + Vr) свидетельствовали о том, что доминантные гены отвечают за увеличение количества числа бобов на растение, а рецессивные гены – за увеличение длины боба и его средней массы.

Выводы. Традиционные методы селекции, такие как метод педигри, могут быть использованы для улучшения признаков длины бобов и среднего веса бобов, а для числа бобов на растение в работе с расщепляющимися популяциями необходимо использовать метод отбора единичных семян.

1. Agronet. Estadísticas agrícolas nacionales. 2020. [in Spanish] Available from: www.agronet.gov.co [accessed Dec. 11, 2022].

2. Arunga E.E., Van Rheenen H.A., Owuoche J.O. Diallel analysis of Snap bean (Phaseolus vulgaris L.) varieties for important traits. African Journal of Agricultural Research. 2010;5(15):1951-1957.

3. Barelli M.A.A., Vidigal M.C.G., do Amaral Júnior A.T., Vidigal Filho P.S., Silvério L. Genetic control on number of days to flowering and yield components in common bean (Phaseolus vulgaris L.). Acta Scientiarum. Agronomy. 1999;21(3):423-427. DOI: 10.4025/actasciagron.v21i0.4252

4. Chung J.H., Stevenson E. Diallel analysis of the genetic variation in some quantitative traits in dry beans. New Zealand Journal of Agricultural Research. 1973;16(2):223-231. DOI: 10.1080/00288233.1973.10421139

5. Cruz C.D. Programa GENES. Aplicativo Computacional em Genética e Estatística. Universidade Federal de Viçosa; 2020. [in Portuguese] Available from: www.ufv.br/dbg/genes/genes.htm [accessed Feb. 05, 2021].

6. Cruz C.D., Regazzi A.J., Carneiro P.C.S. Modelos Biométricos Aplicados ao Melhoramento Genético. 3rd ed. Viçosa: UFV; 2004. [in Portuguese] Cruz C.D., Regazzi A.J., Carneiro P.C.S. Modelos Biométricos Aplicados ao Melhoramento Genético. 4th ed. Viçosa: UFV; 2012. [in Portuguese]

7. Da Silva M.P., do Amaral Júnior A.T., Rodrigues R., Pereira M.G., Viana A.P. Genetic control on morphoagronomic traits in snap bean. Brazilian Archives of Biology and Technology. 2004;47(6):855-862. DOI: 10.1590/S1516-89132004000600004

8. Fabbri A.D.T., Crosby G.A. A review of the impact of preparation and cooking on the nutritional quality of vegetables and legumes. International Journal of Gastronomy and Food Science. 2016;3:2-11. DOI: 10.1016/j.ijgfs.2015.11.001

9. Gangadhara K., Yadav L.P., Kumar R., Apparao V.V., Selvakumar R. Genetic analysis for growth and yield parameters in common bean (Phaseolus vulgaris L.). International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2019;8(6):1550-1555. DOI: 10.20546/ijcmas.2019.806.186

10. Gardner C.O., Eberhart S.A. Analysis and interpretation of the variety cross diallel and related populations. Biometrics. 1966;22(3):439-452. DOI: 10.2307/2528181

11. Griffing B. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems. Australian Journal of Biological Sciences. 1956;9(4):463-493. DOI: 10.1071/BI9560463

12. Hayman B.I. The analysis of variance of diallel tables. Biometrics. 1954a;10(2):235-244. DOI: 10.2307/3001877

13. Hayman B.I. The theory and analysis of diallel crosses. Genetics. 1954b;39(6):789-809. DOI: 10.1093/genetics/39.6.789

14. Hayman B.I. The theory and analysis of diallel crosses. III. Genetics. 1960;45(2):155-172. DOI: 10.1093/genetics/45.2.155

15. Iqbal A.M., Nehvi F.A., Wani S.A., Henna Q., Dar Z.A., Lone A.A. Genetic studies in relation to yield and quality traits in rajmash (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Plant Breeding and Crop Science. 2011;3(1):8-13. DOI: 10.5897/JPBCS.9000064

16. Islam A.K., Jahan M.M., Newaz M.A. Diallel analysis for gene action in dry bean (Phaseolus vulgaris L.). Bangladesh Journal of Plant Breeding and Genetics. 2006;19(2):07-14.

17. Krause W., Rodrigues R., Leal N.R. Capacidade combinatória para características agronômicas em feijão-de- -vagem. Revista Ciência Agronômica. 2012;43(3):522-531. [in Portuguese] DOI: 10.1590/S1806-66902012000300015

18. Mather K., Jinks J.L. Biometrical genetics, the study of continuous variation. 3rd ed. London; New York, NY: Chapman and Hall; 1982.

19. Nayak N.J., Maurya P.K., Maji A., Mandal A.R., Chattopadhyay A. Combining ability and genetic control of pod yield and component traits in dolichos bean. International Journal of Vegetable Science. 2018;24(4):390-403. DOI: 10.1080/19315260.2018.1423598

20. Ortiz S., Valdés-Restrepo M.P., Vallejo F.A. Efecto de la endocría sobre habilidad combinatoria del rendimiento y calidad en zapallo (Cucurbita moschata Duchesne). Revista U.D.C.A. Actualidad & Divulgación Científica. 2020;23(1):1-10. [in Spanish] DOI: 10.31910/rudca.v23.n1.2020.1176

21. Owusu E.Y., Mohammed H., Manigben K.A., AdjebengDanquah J., Kusi F., Karikari B. et al. Diallel analysis and heritability of grain yield, yield components, and maturity traits in cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.). The Scientific World Journal. 2020;2020:9390287. DOI: 10.1155/2020/9390287

22. Rocha F.D., Stinghen J.C., Gemeli M.S., Coimbra J.L.M., Guidolin A.F. Diallel analysis as a tool when selecting parents for beans. Revista Ciência Agronômica. 2014;45(1):74-81. DOI: 10.1590/S1806-66902014000100010

23. Rodrigues E.V., Damasceno-Silva K.J., Rocha M., Bastos E.A., Dos Santos A. Diallel analysis of tolerance to drought in cowpea genotypes. Revista Caatinga. 2018;31(1):40-47. DOI: 10.1590/1983-21252018v31n105rc

24. Rodrigues E.V., Damasceno-Silva K.J., Rocha M.M., Bastos E.A. Diallelic analysis to obtain cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) populations tolerant to water deficit. Genetics and Molecular Research. 2016;15(2):15027996. DOI: 10.4238/gmr.15027996

25. Rodrigues R., Leal N.R., Pereira M.G. Análise dialélica de seis características agronômicas em Phaseolus vulgaris L. Bragantia. 1998;57(2):241-250. [in Portuguese] DOI: 10.1590/S0006-87051998000200005

26. Singh R.K., Chaudhary B.D. Biometrical methods in quantitative genetic analysis. New Delhi; 1999.

27. Vallejo F.A., Estrada E.I. Mejoramiento genético de plantas. 2nd ed. Santiago de Cali: Universidad Nacional de Colombia, Sede Palmira; 2013. [in Spanish]

28. Vencovsky R., Barriga P. Genética biométrica no fitomelhoramento. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética; 1992. [in Portuguese]