Классификация сред на основе коэффициентов корреляции урожайности сортов мягкой яровой пшеницы

Актуальность. Взаимодействие факторов «генотип – среда» затрудняет отбор селекционного материала. Для уменьшения его влияния исследователи разработали различные способы классификации сред. Ранее было предложено использовать коэффициенты корреляции между урожайностью одних и тех же сортов, выращенных в ряде сред, для классификации этих сред.

Цель работы заключалась в классификации лет на основе корреляции урожайности специально подобранного набора сортов яровой мягкой пшеницы и проверке применимости данной группировки для селекционного материала в питомниках.

Материалы и методы. Материалом исследования являлись сорта, линии и селекционные образцы коллекционного питомника, конкурсного испытания и гибридных популяций соответственно. Исследование проведено с 2010 по 2017 г. В качестве основы для классификации лет использован корреляционный анализ урожайности 19 маркерных сортов различного эколого-географического происхождения. Полученные коэффициенты корреляции для урожайности маркерных сортов и урожайности селекционных образцов в питомниках для тех же пар лет сравнивали с помощью U-критерия Манна – Уитни.

Результаты. Рассматриваемые годы классифицированы на три группы: 1) 2010, 2013 г.; 2) 2011, 2012 и 2014 г.; 3) 2015, 2016 и 2017 г. Коэффициенты корреляции урожайности маркерных сортов и урожайности образцов из остальных питомников для рассматриваемых лет достоверно не различались. Следовательно, типизация лет на основе реакций маркерных сортов может быть справедливо применена к остальному селекционному материалу.

Заключение. Предлагается формировать и использовать набор маркерных сортов в экологическом испытании для получения дополнительной информации о целевых средах и более надежного принятия решений о браковке селекционного материала. 

1. Abdolshahi R., Safarian A., Nazari M., Pourseyedi S., Mohamadi-Nejad G. Screening drought-tolerant genotypes in bread wheat (Triticum aestivum L.) using different multiva ri ate methods. Archives of Agronomy and Soil Science. 2013;59(5):685-704. DOI: 10.1080/03650340.2012.667080

2. Abou-El-Fittouh H.A., Rawlings J.O., Miller P.A. Classification of environments to control genotype by environment interactions with an application to cotton. Crop Science. 1969;9(2):135-140. DOI: 10.2135/cropsci1969.0011183X00 0900020006x

3. Allard R.W., Bradshaw A.D. Implications of genotype-environmental interactions in applied plant breeding. Crop Science. 1964;4:503-508.

4. Atlin G.N., Frey K.J. Selecting oat lines for yield in low-productivity environments. Crop Science. 1990;30(3):556- 561. DOI: 10.2135/cropsci1990.0011183X003000030017x

5. Bänziger M., Setimela P.S., Hodson D., Vivek B. Breeding for improved abiotic stress tolerance in maize adapted to southern Africa. Agricultural Water Management. 2006;80(1-3):212-224. DOI: 10.1016/j.agwat.2005.07.014

6. Blum A. Genetic improvement of drought resistance in crop plants: a case for sorghum. In: H. Mussell, R.C. Staple (eds). Stress Physiology in Crop Plants. New York: Wiley Interscience; 1979. p.429-445.

7. Ceccarelli S., Grando S., Hamblin J. Relationship between barley grain yield measured in low- and high-yielding environments. Euphytica. 1992;64(1-2):49-58. DOI: 10.1007/BF00023537

8. Cooper M., Byth D.E., DeLacy I.H. A procedure to assess the relative merit of classification strategies for grouping environments to assist selection in plant breeding regional evaluation trials. Field Crops Research. 1993;35(1):63-74. DOI: 10.1016/0378-4290(93)90137-C

9. Дьяков А.Б., Гронин В.В., Борсуков А.А. Параметры генотипической изменчивости оценок урожайности как критерии агроэкологической биоиндикации территорий. Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. 2011;1:3-15.

10. Ерошенко Л.М., Ромахин М.М., Ерошенко А.Н., Дедушев И.А., Ромахина В.В., Ерошенко Н.А. Селекция на повышение адаптивного потенциала ярового ячменя по устойчивости к листовым пятнистостям в Центральном регионе России. Аграрная наука. 2019;51:66-70. DOI: 10.32634/0869-8155-2019-326-1-66-70

11. Fakorede M.A.B. Selection of sites for preliminary maize yield trials in the rainforest zone of South-Western Nigeria. Euphytica. 1986;35(2):441-447. DOI: 10.1007/ BF00021852

12. Farshadfar E., Poursiahbidi M.M., Abooghadareh A.R.P. Repeatability of drought tolerance indices in bread wheat genotypes. International Journal of Agriculture and Crop Sciences. 2012;4(13):891-903.

13. Fox P.N., Rathjen A.J. Relationships between sites used in the interstate wheat variety trials. Australian Journal of Agricultural Research. 1981;32(5):691-702. DOI: 10.1071/AR9810691

14. Fox P.N., Rosielle A.A. Reducing the influence of environmental main-effects on pattern analysis of plant breeding environments. Euphytica. 1982а;31(3):645-656. DOI: 10.1007/BF00039203

15. Fox P.N., Rosielle A.A. Reference sets of genotypes and selection for yield in unpredictable environments. Crop Science. 1982b;22(6):1171-1175. DOI: 10.2135/cropsci1982.0 011183X002200060020x

16. Ghaderi A., Adams M.W., Saettler A.W. Environmental response patterns in commercial classes of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Theoretical and Applied Genetics. 1982;63(1):17-22. DOI: 10.1007/BF00303484

17. Gusmāo L., Mexia J.T., Gomes M.L. Mapping of Equipotential Zones for Cultivar Yield Pattern Evaluation. Plant Breeding. 1989;103(4):293-298. DOI: 10.1111/j.1439-0523.1989.tb00388.x

18. Hamblin J., Fisher H.M., Ridings H.I. The choice of locality for plant breeding when selecting for high yield and general adaptation. Euphytica. 1980;29(1):161-168. DOI: 10.1007/BF00037262

19. Hill J. Genotype-environment interactions – a challenge for plant breeding. The Journal of Agricultural Science. 1975;85(3):477-493. DOI: 10.1017/S0021859600062365

20. Huhn M., Truberg B. Contributions to the analysis of genotype × environment interactions: Theoretical results of the application and comparison of clustering techniques for the stratification of field test sites. Journal of Agronomy and Crop Science. 2002;188(2):65-72. DOI: 10.1046/j.1439-037X.2002.00549.x

21. Кильчевский А.В. Комплексная оценка среды как фона для отбора в селекционном процессе. Доклады АН БССР. 1986;30(9):846-849.

22. Knott D.R. The use of bulk F2 and F3 yield tests to predict the performance of durum wheat crosses. Canadian Journal of Plant Science. 1994;74(2):241-245. DOI: 10.4141/cjps94-049

23. Lalić A., Kovačević J., Novoselović D., Drezner G., Babić D. Comparison of pedigree and single seed descent method (SSD) in early generation of barley. Poljoprivreda. 2003;9(2):33-37.

24. Lawrence P.K., DeLacy I.H. Classification of locations in regional cotton variety trials where trial entries change over years. Field Crops Research. 1993;34(2):195-207. DOI: 10.1016/0378-4290(93)90007-A

25. Löffler C.M., Wei J., Fast T., Gogerty J., Langton S., Bergman M. et al. Classification of maize environments using crop simulation and geographic information systems. Crop Science. 2005;45(5):1708-1716. DOI: 10.2135/cropsci2004.0370

26. Malhotra R.S., Singh K.B. Classification of chickpea growing environments to control genotype by environment interaction. Euphytica. 1991;58(1):5-12. DOI: 10.1007/BF00035334

27. Miŝević D., Dumanović J. Examination of methods for choosing locations for preliminary maize yield testing. Euphytica. 1989;44(1-2):173-180. DOI: 10.1007/BF00022614

28. Ortiz R., Trethowan R., Ferrara G.O., Iwanaga M., Dodds J.H., Crouch J.H. et al. High yield potential, shuttle breeding, genetic diversity, and a new international wheat improvement strategy. Euphytica. 2007;157(3):365-384. DOI: 10.1007/s10681-007-9375-9

29. Ouyang Z., Mowers R.P., Jensen A., Wang S., Zheng S. Cluster analysis for genotype × environment interaction with unbalanced data. Crop Science. 1995;35(5):1300-1305. DOI: 10.2135/cropsci1995.0011183X003500050008x

30. Sio-Se Mardeh A., Ahmadi A., Poustini K., Mohammadi V. Evaluation of drought resistance indices under various environmental conditions. Field Crops Research. 2006;98(2-3):222-229. DOI: 10.1016/j.fcr.2006.02.001

31. Ud-Din N., Carver B.F., Clutter A.C. Genetic analysis and selection for wheat yield in drought-stressed and irrigated environments. Euphytica. 1992;62(2):89-96. DOI: 10.1007/BF00037933

32. Westcott B. Some methods of analysing genotype–environment interaction. Heredity. 1986;56:243-253. DOI: 10.1038/hdy.1986.37

33. Yasir T.A., Chen X., Tian L., Condon A.G., Hu Y.-G. Screening of Chinese bread wheat genotypes under two water regimes by various drought tolerance indices. Australian Journal of Crop Science. 2013;7(13):2005-2013.

34. Zebarjadi A., Mirany T., Kahrizi D., Ghobadi M., Niko seresht R. Assessment of drought tolerance in some bread wheat genotypes using drought resistance indices. Biharean Biologist. 2012;6(2):94-98.