Transgressive variability of the number of grains of the main spike in F2 and F3 populations of soft winter wheat
Abstract
Purpose. To study the transgressive variability of the number of grains of the main spike in F2 and F3 populations of soft winter wheat obtained by hybridization of varieties of different ecotypes. Methods. At the experimental field of the Bila Tserkva NAU Research and Production Centre in 2022–2023, 10 cross combinations obtained by hybridization of soft winter wheat varieties belonging to the forest-steppe, steppe and western european ecotypes were studied: Varvik / Tsarivna, Varvik / Lybid, Bohemia / Lybid, Webster / Tsarivna, Kolos Myronivshchyny / Tsarivna, Myrlena / Tsarivna, Myrlena / Lybid, Dryada 1 / Perlyna Lisostepu, Sluzhnytsia odeska / Tsarivna, Sluzhnytsia odeska / Lybid. The biometric analysis of the studied material was carried out on an average sample of 25 plants in triplicate. Statistical processing of the obtained biometric data was carried out using Excel 2019 and Statistica, version 12.0. The degree and frequency of negative and positive transgressions in the number of grains of the main ear were determined by the conventional method. Results. In 2022 the overgrowth of transgressive forms by the number of grains of the main spike was found in 9 out of 10 studied F2 populations of soft winter wheat. The highest degree of positive transgression of the studied characteristic (46.6%) was observed in Sluzhnytsia odeska / Tsarivna, with the maximum frequency of recombinants – 17.4%. In 2023 positive transgressive splitting by the number of grains of the main spike was determined in 7 out of 10 studied F3 populations. The degree of transgression of the characteristic ranged from 6.7% – Varvik / Tsarivna to 22.4% – Sluzhnytsia odeska / Lybid, with the frequency of positive recombinants from 2.8% to 15.8%. Findings. The selection of parental pairs of different ecotypes for hybridisation favours the broad formation in F2 and F3 populations of soft winter wheat with the possibility of selecting positive transgressive recombinants for the number of grains in the main spike. The influence of annual conditions on the formation of the number of grains and the manifestation of extreme maximum and minimum values in the populations of the second and third generations of soft winter wheat was determined. Combinations of crosses with positive transgressions in the second and third generations (Bohemia / Lybid (lutescens), Dryada 1 / Perlyna Lisostepu (lutescens), Sluzhnytsia odeska / Tsarivna, Sluzhnytsia odeska / Lybid) were identified.
References
2. Tilman D., Balzer C., Hill J., Befort B.L. Global food demand and the sustainable intensification of agriculture. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2011. Vol. 108. P. 20260–20264.
3. Ray D. K., Mueller N. D., West P. C., Foley J. A. Yield Trends Are Insufficient to Double Global Crop Production by 2050. PLoS ONE. 2013. Vol. 8 No. 6. URL: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0066428
4. Tavares L., Carvalho C., Bassoi M. Adaptability and stability as selection criterion for wheat cultivars in Paraná State. Ciências Agrárias. 2015. Vol. 36. No. 5. P. 2933–2942.
5. Machold J., Honeremeier B. Impact of climate change on cultivar choice: adaptation strategies of farmers and advisors in German gereal production. Agronomy. 2016. Vol. 6 No. 3. URL: https://www.mdpi.com/2073-4395/6/3/40/htm
6. Моргун В. В., Гаврилюк М. М., Оксьом В. П., Моргун Б. В., Починок В. М. Впровадження у виробництво нових, стійких до стресових факторів, високопродуктивних сортів озимої пшениці, створених на основі використання хромосомної інженерії та маркер-допоміжної селекції. Наука та інновація. 2014. Т. 10. № 5. С. 40–48.
7. Моргун В. В. Внесок генетики і селекції рослин у забезпечення продовольчої безпеки України. Вісник НАН України. 2016. № 5. С. 20–23.
8. Грабовська Т. О., Грабовський М. Б., Мельник Г. Г. Урожайність та якість сортів пшениці озимої за органічного виробництва. Агробіологія. 2016. №2. С. 38–45.
9. Кочмарський В. С. Створення вихідного матеріалу та сортів пшениці м’якої озимої на підвищену адаптивність для Лісостепу України: автореф. дис. … дра с.-г. наук: 06.01.05. Дніпропетровськ, 2013. 36 с.
10. Орлюк А. П., Базалій В. В. Генетичний аналіз: навч. посіб. Херсон: ПП «Олді-плюс», 2013. 218 с.
11. Гречишкіна Т. А. Наукове обґрунтування напрямів оптимізації елементів технології вирощування пшениці озимої в умовах півдня України. Таврійський науковий вісник. 2017. № 97. С. 30–35.
12. Філіцька О. О. Особливості успадкування довжини головного колоса за гібридизації різних за висотою сортів пшениці м'якої озимої. Аграрні інновації. 2022. № 16. С. 143–149. DOI: 10.32848/agrar.innov.2022.16.22.
13. Лозінський М. В., Устинова Г. Л., Федорук Ю. В. Вплив генотипу і умов року на трансгресивну мінливість за довжиною стебла у популяцій другого покоління пшениці м’якої озимої. Агробіологія. 2022. № 2. С. 56–67. DOI: 10.33245/2310-9270-2022-174-2-56-6
14. Васильківський С. П., Гудзенко В. М., Кочмарський В. С., Кириленко В. В. Реалізація потенціалу сортів зернових культур – шлях вирішення продовольчої проблеми. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2017. Т. 21. С.47– 51.
15. Уліч О. Л., Терещенко Ю. Ф. Адаптивні сорти пшениці озимої для підзони переходу Лісостепу в Степ. Агроном. К.: ТОВ «АгроМедіа», 2018. С. 96–102.
16. Литвиненко М. А. Селекція і насінництво: двоєдине ціле. Насінництво. 2012. № 7. С. 1–4.
17. Базалій В. В. Оптимізація сортового складу озимої пшениці за параметрами екологічної стійкості в умовах Південного степу України. Селекція і насінництво. 2008. № 96. С. 361–369.
18. Іващенко О. О., Рудник-Іващенко О. І. Напрями адаптації аграрного виробництва до змін клімату. Вісник аграрної науки. 2011. № 8. С. 52–56.
19. Бурденюк-Тарасевич Л. А., Лозінський М. В., Дубова О. А. Особливості формування довжини стебла у селекційних номерів пшениці озимої залежно від їх генотипів та умов вирощування. Агробіологія. 2015. № 1. С. 11–15.
20. Дубовик Н. С., Сабадин В. Я., Кириленко В. В., Гуменюк О. В., Лобачов В. О. Селекційно-генетичні особливості прояву кількості зерен у головному колосі у гібридів з пшенично-житніми транслокаціями 1BL.1RS і 1AL.1RS в умовах Лісостепу України. Агробіологія. 2022. № 1. С. 85–94. DOI: 10.33245/2310-9270-2022-171-1-85-94
21. Лозінський М. В., Устинова Г. Л., Ображій С. В. Успадкування і формотворення за кількістю колосків від гібридизації різних за тривалістю вегетаційного періоду сортів пшениці. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Агрономія і біологія». 2020. № 4 (42). С. 9–16.
22. Власенко В. А., Кочмарський В. С., Колючий В. Т., Коломієць Л. А., Хоменко С. О., Солона В. Й. Селекційна еволюція миронівських пшениць. Миронівка, 2012. 330 с.
23. Орлюк А. П. Трансгресивна мінливість господарсько-цінних ознак і властивостей у озимої пшениці. Збірник наукових праць СГІ – НЦНС. 2004. № 6 (46). С. 20–31.
24. Дубовик Н. С., Гуменюк О. В., Кириленко В. В., Вологдіна Г. Б. Успадкування елементів продуктивності та їх трансгресивна мінливість у гібридів пшениці м’якої озимої, створених схрещуванням сортів-носіїв пшенично-житніх транслокацій. Миронівський вісник. 2018. № 7. С. 26–38.
25. Дубовик Н. С., Гуменюк О. В., Кириленко В. В., Місюра І. І., Хоменко Т. М. Успадкування елементів продуктивності колоса в гібридів F1 Triticum aestivum L., створених за участі сортів-носіїв пшенично-житніх транслокацій. Plant Varieties Studying and Protection. 2019. Т. 15. № 1. С. 5–12
26. Волкодав В. В. Методика державного випробування сортів рослин на придатність до поширення в Україні: Заг. част. Охорона прав на сорти рослин: Офіційний бюлетень. Київ: Алефа, 2003. Вип.1, ч. 3. 106 с
27. Опря А. Т., Дорогань-Писаренко Л. О., Єгорова О. В., Кононенко Ж. А. Статистика: навчальний посібник. К. : Центр учбової літератури, 2014. 536 с.
28. Васильківський С. П., Кочмарський В. С. Селекція і насінництво польових культур. Миронівка : ПрАТ «Миронівська друкарня», 2016. 376 с.
