Transgressive variability of the main spike length in F2-4 populations under hybridization of winter bread wheat varieties of different ecotypes
Abstract
The purpose. Establishment of transgressive variabilityin the length of the main spikelet in F2-4 populationsobtained by crossing winter bread wheat varieties of differentecotypes.Methods. The experimental part of the research was carriedout in 2022–2024 in the experimental field of the educationaland production center of Bila Tserkva NAU. Varietiesof soft winter wheat of different ecotypes and populationsobtained by crossing the Western European ecotype withthe forest-steppe ecotype were studied: Varvik / Tsarivna,Varvik / Lybid, Bohemia / Lybid, Webster / Tsarivna; forest-steppe with forest-steppe: Kolos Myronivshchyny /Tsarivna, Myrlena / Tsarivna, Myrlena / Lybid; steppe withforest-steppe: Driada 1 / Perlyna Lisostepu, Sluzhnytsiaodeska / Tsarivna, Sluzhnytsia odeska / Lybid. The biometricanalysis of the studied material was carried out usingan average sample of 25 plants in triplicate. Statistical processingof the obtained biometric data was performed usingExcel 2019 and Statistica, version 12.0.The degree and frequency of positive transgressions ofthe length of the main spike was determined by the generallyaccepted method. To determine the correlation betweenthe features, the scale proposed by Y. L. Guzhov was used.Results. Under the conditions of 2022, the degree(Тс = 1.0–26.0 %) and frequency (Тч = 0.8–17.8 %) of positivetransgressions of the main spike length in F2 populationswere distinguished: Bohemia / Lybid (Tc = 26.0 %;Tч = 16.2 %), Myrlena / Lybid (Tc = 16.7 %; Tч = 17.8 %),Sluzhnytsia odeska / Tsarivna (Tc = 16.5 %; Tч = 17.4 %),Webster / Tsarivna (Tc = 11.6 %; Tч = 4.8 %) and Dryad 1 /Perlyna lisostepu (Tc = 10.6 %; Tч = 13.4 %). In 2023, positivetransgressive cleavage was found in nine out of 10 hybridpopulations with a degree (Тс = 1.9–22.2 %) and a frequencyof transgressive recombinants (Тч = 0.8–17.4 %).The high degree and frequency of transgressions wereobserved in Sluzhnytsia odeska / Tsarivna (Tc = 22.2 %;Tч = 16.2 %), Dryada 1 / Perlyna lisostepu (еrythrospermum)(Tc = 16.7 %; Tч = 17.4 %). In four out of 10 populations of the fourth generation, positive transgressionswere determined by the length of the main spike with adegree (Тс = 8.2–12.6 %) and the frequency of transgressiverecombinants – Тч = 20.0–36.0 %. Varvik / Tsarivna(lutescens) (Тс = 12.6 %; Тч = 28.0 %) and Webster /Tsarivna (Тс = 11.8 %; Тч = 20.0 %) stood out with the highestrates.Conclusions. 1. The influence of the selected parentalcomponents of hybridisation on the formation of the lengthof the main spike in F2-4 populations was determined. 2.The use of soft winter wheat varieties of forest-steppe,steppe and western European ecotypes in hybridisationextends the formation process in populations and promotesthe selection of positive transgressive recombinantsfor spike length. 3. The populations of Myrlena / Tsarivna,Dryada 1 / Perlyna lisostepu (lutescens) were identified inwhich positive transgressions were established over threeyears. The determined correlation between the degree andfrequency of transgressions in the second and third generationpopulations indicates a strong (r = 0.793; r = 0.826)relationship between these indicators. At the same time,a negative weak (r = -0.017) correlation was found in thefourth generation descendants.
References
2. Моргун В. В., Гаврилюк М. М., Оксьом В. П., Моргун Б. В., Починок В. М. Впровадження у виробництва нових, стійких до стресових факторів, високопродуктивних сортів озимої пшениці, створених на основі використання хромосомної інженерії та маркер-допоміжної селекції. Наука та інновації. 2014. Т. 10. № 5. С. 40–48.
3. Торяник В. М., Василенко М. О. Аналіз господарсько-цінних ознак вітчизняних сортів пшениці м’якої озимої як вихідного матеріалу для селекції нових високопродуктивних сортів в умовах іванівської дослідно-селекційної станції. Слобожанський науковий вісник. Серія. 2023. № 1. С. 39–43.
4. Базалій В. В. Принципи адаптивної селекції пшениці озимої в зоні південного степу. Херсон: Айлант, 2004. 244 с.
5. Базалій В. В., Домарацький Є. О., Ларченко О. В. Сучасний сортовий склад пшениці м’якої озимої та параметри його екологічної стійкості за різних умов вирощування. Таврійський науковий вісник. 2018. Вип. 104. С. 9–15.
6. Лозінський М. В., Бурденюк-Тарасевич Л. А., Дубова О. А. Типи успадкування кількості зерен з рослини у гібридів F1 і формотворчий процес в гібридних популяціях F2 пшениці м’якої озимої, отриманих від гібридизації 200 різних екотипів. Агробіологія. 2016. № 2(128). С. 45– 51.
7. Лозінський М. В., Устинова Г. Л. Успадкування в F1 і трансгресивна мінливість в F2 довжини головного колосу за схрещування різних за скоростиглістю сортів пшениці м’якої озимої. Агробіологія. 2020. № 2. С. 70–78.
8. Васильківський С. П., Гудзенко В. М. Комбінаційна здатність, успадкування та трансгресивна мінливість у гібридів ячменю ярого за масою зерна з рослини. Агробіологія. 2013. № 10. С. 166–170.
9. Базалій В. В., Бойчук І. В. Трансгресивна мінливість гібридів пшениці м’якої озимої і її використання в селекції. Таврійський науковий вісник. 2012. № 78. С. 3–7. http://hdl.handle.net/123456789/1938.
10. Самойлик М. О., Лозінський М. В. Особливості успадкування в F1 і трансгресивна мінливість в популяцій F2 маси зерна з головного колоса за схрещування пшениці м’якої озимої різних екотипів. Аграрні інновації. 2023. № 22. С. 154–161.
11. Хоменко С. О., Федоренко М. В. Трансгресивна мінливість ознак продуктивності гібридів другого покоління пшениці твердої ярої. Селекція і насінництво. 2015. № 107. С. 97– 104.
12. Базалій В., Домарацький Е., Бойчук І., Тетерук О., Козлова О., Базалій Г. Генетичний контроль і рекомбінація ознак стійкості до вилягання у гібридів пшениці озимої за різних умов вирощування. Аграрні інновації. 2020. С. 87–93. DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2020.4.13.
13. 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. Вип. 7. С. 26–38. https://doi.org/10.31073/mvis201807-03.
14. Vakhnyi S., Khakhula V., Lozinska T., Fedoruk Y., Lozinskyi M., Obrazhyy S., Fedoruk N., Panchenko O., Yakovenko O. Variation and transgressive variability of the stem length in F1 and F2 soft spring wheat under conditions of foreststeppe of Ukraine. EurAsian Journal of BioSciences. Eurasia J Biosci 13. 2019. Р. 1187–1193. http://rep.btsau.edu.ua/handle/BNAU/3321.
15. Кириченко В. В., Рябчун В. К., Богуславський Р. Л. Роль генетичних ресурсів рослин у виконанні державних програм. Генетичні ресурси рослин. 2008. № 5. С. 7–13.
16. Рябовол Я. С., Рябовол Л. О. Характеристика зразків пшениці м’якої озимої за зимостійкістю. Збірник наукових праць УНУС. Умань, 2016. № 89. С. 29–37.
17. Longin C. F. H., Ziegler J., Schweiggert R., Koehler P., Carle T. Comparative study of hulled (einkorn, emmer, and spelt) and naked wheats (durum and bread wheat): agronomic performance and quality traits. Crop Science. 2016. № 56.
18. Самойлик М. О., Лозінський М. В. Успадкування довжини головного колоса гібридами пшениці м’якої озимої отриманих за схрещування різних екотипів. Аграрні інновації. 2023. № 21. С. 188–195. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.21.28
19. Ryabovol I. S., Riabovol L. O., Diordieva I. P. Creation of initial material using embryoculture and remote hybridization in the breeding of winter bread wheat. Agriculture and plant sciences: theory and practice. 2023. № 1. С. 116–122.
20. Власенко В. А., Бакуменко O. M. Генетична оцінка елементів продуктивності гібридів F1, F2 пшениці м’якої озимої, створених за участі носіїв інтрогресованих компонентів. Миронівський вісник. 2017. № 4. С. 88–101.
21. Лозінський М. В., Устинова Г. Л., Філіцька О. О. Особливості успадкування довжини головного колосу в F1 і формотворення у популяціях F2 пшениці м’якої озимої за гібридизації сортів різних груп стиглості. Генетика і селекція в сучасному агрокомплексі: матеріали V всеукраїнської науково-практичної конференції, 15 жовтня, 2020. Умань. С. 101–103.
22. Кузьменко Є. А. Оцінювання та створення вихідного матеріалу пшениці твердої ярої за кількісними ознаками і селекційними індексами: дис. … канд. с.-г. наук: 06.01.05. с. Центральне, 2021. 159 с.
23. Лифенко С. П., Єриняк М. І., Наконечний М. Ю., Подуст Ю. І., Шпикуляк Є. А. Пшениця м’яка озима: особливості вирощування та сортового контролю добазового і базового насіння. Насінництво. 2012. № 10. С. 2–5.
24. Lozinskiy M., Burdenyuk-Tarasevych L., Grabovskyi M., Lozinska T., Sabadyn V., Sidorova I., Panchenko T., Fedoruk Y., Kumanska Y. Evaluation of selected soft winter wheat lines for main ear grain weight. Agronomy Research. 2021. № 19(2). P. 540–551. DOI: https://doi.org/10.15159/AR.21.071
25. Ткачик С. О., Лещук Н. В., Присяжнюк О. І. Методика проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин на придатність до поширення в Україні. Загальна частина. Український інститут експертизи сортів рослин. 4-те вид. Вінниця, 2016. 120 с.
26. Опря А. Т., Дорогань-Писаренко Л. О., Єгорова О. В., Кононенко Ж. А. Статистика: навчальний посібник. К.: Центр учбової літератури, 2014. 536 с.
27. Васильківський С. П., Кочмарський В. С. Селекція і насінництво польових культур. Миронівка: ПрАТ «Миронівська друкарня», 2016. 376 с.
