Evaluation of adaptive capacity and stability of watermelon genotypes in the selection of new stress- tolerant varieties for the South of Ukraine
Abstract
High efficiency for evaluating genotypes for bio- and abiotic resistance is provided by the use of selections at the initial stages of plant development, which makes it possible to identify the most valuable donors for adaptive selection of melon crops. Goal. Our goal is to evaluate genotypes for adaptive capacity and stability in order to breed new stress-tolerant watermelon varieties for the South of Ukraine. Methods. The researches were based on complex use of field, calculated-comparative mathematical-statistical, methods and system analysis. Results. Plant-breeding work was conducted with the plants of the Ukrainian and foreign selection. In a period growing of seedlings the ultraviolet radiation of plants (at the range of 320–280 nm) is conducted and the reaction of plants is set on maintenance general chlorophyll in leafs to and after an irradiation. The research included determining the following: general adaptive capacity (GAC), specific adaptive capacity (SAC),relative genotype stability (Sgi), plasticity – the regression coefficient of the genotype response to changes in growing conditions (bi), and breeding value of the genotype (BVG) for the traits of drought resistance, heat resistance, plant productivity, and fruit quality.The genotypes were evaluated for adaptive capacity, stability and plasticity. The samples characterized by high indicators of adaptive potential were identified: in terms of drought resistance, these are L 54 (Tavriyskiy F4), L 57 (Favorit F4). In terms of heat resistance, the best were L 60 (Askold F4), L 61 (Alliance F4). In terms of fruit yield, L 57 (Favorit F4), L 61 (Alliance F4) were noted, and in terms of the content of dry soluble substances in the pulp of watermelon fruit – L 54 (Tavriysky F4). Based on the results of the study, breeding samples of watermelon with the highest stress resistance to negative environmental factors were selected. Conclusions. Watermelon samples were evaluated for adaptive capacity and genotypes with the highest adaptive capacity were identified to create new stress-resistant, highly productive watermelon varieties for the South of Ukraine.
References
2. Сергієнко О., Ліннік З. Адаптивний потенціал колекції гібридів кавуна за продуктивними показниками. Овочівництво і баштанництво. 2023. Вип. 72. С. 32–40 DOI: https://doi.org/10.32717/0131-0062-2022-72-32-40
3. Орлюк А. П., Діденко В. П. Теоретичні і практичні аспекти селекції баштанних культур : монографія. Херсон : «Айлант», 2009. 320 с.
4. Корнієнко С. І., Сергієнко О. В., Крутько Р. В. Методичні підходи добору та створення вихідного матеріалу кавуна у гетерозисній селекції : монографія. Вінниця : «ТОВ Твори», 2016. 106 с.
5. Feliciano D. Factors influencing the adoption of sustainable agricultural practices: the case of seven horticultural farms in the United Kingdom. Scottish Geographical Journal. 2022. V. 138(3-4). P. 291–320 https://doi.org/10.1080/14702541.2022.2151041
6. Кривохижа Є. М., Матвіїшин А. І., Бринь В. Т. Вплив зміни клімату на врожайність основних сільськогоспо- дарських культур. Подільський вісник: сільське гос- подарство, техніка, економіка. 2024. № 44. С. 33–37 DOI: https://doi.org/10.37406/2706-9052-2024-3.5
7. Interactive effects of changes in UV radiation and climate on terrestrial ecosystems, biogeochemical cycles, and feedbacks to the climate system / Barnes P. W., Robson T. M., Zepp R. G., Bornman J. F., Jansen M. A. K., Ossola R., Wang Q.-W., Paul N. D. Photochemical and Photobiological Sciences. 2023. V. 22 (5). P. 1049–1091 DOI: https://doi.org/10.1007/s43630-023-00376-7
8. Зміна клімату та аридизація Південного Степу України / Вожегова Р. А., Нетіс І. Т., Онуфран Л. І., Сахацький Д. І., Шарата Н. Г. Агарні інновації. 2021. Вип. 7. С. 16–20 DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2021.7.3
9. UV-A and UV-B combined with photosynthetically active radiation change plant growth, antioxidant capacity and essential oil composition of Pelargonium graveolens / Jadidi M., Mumivand H., Nia A. E. Shayganfar A., Maggi F. Plant Biology. 2023. 23. 555 DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-023-04556-6
10. Мусієнко М. М., Бацманова Л. М., Войцехівська О. В. Глобальні зміни клімату та концептуальні основи сталого розвитку агроекосистем. Агроекологічний журнал. 2017. № 2. C. 21–30.
11. UV-B stress reshapes root-associated microbial communities and networks, driven by host plant resistance / Zhang Chuanji, Gao Na, Na Xiaofan, Li Kaile, Pu Meiyun, Sun Hao, Song Yanfang, Peng Tong, Fei Panshuai, Li Junjie, Cheng Zhenyu, He Xiaoqi. Soil Biology and Biochemistry. 2025. 205. 109767 DOI: https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2025.109767
12. Nassour R. and Ayash A. Effects of ultraviolet-B radiation in plant physiology. Agriculture (Poľnohospodárstvo). 2021. V. 67(1). P. 1–15.
13. Acclimation and hardness enhancement through ultraviolet-B irradiation of fruit vegetable seedlings grown in a plant factory with artificial light / Yang H., Kim Y., Bae Y., Hyeon S., Jang D. Horticulture Environment and Biotechnology. 2024. V. 65(5). P. 771–783 DOI: https://doi.org/10.1007/s13580-024-00605-7
14. Кравець Е. А., Гродзинський Д. М., Гуща Н. Вплив УФ-Б опромінення на репродуктивну функцію рослин. Цитологія і генетика. 2008. № 5. С. 9–15.
15. Зміни непігментних сполук у листках опромінених рослин (Arabidopsis thaliana L.) Heynh / Літвінов С. В., Кривохижа М. В., Кухарський В. М., Рашидов Н. М. Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету ім. В. Гнатюка. Серія : Біологія. 2018. Вип. 2(73). C. 157–163.
16. Mmbando G. S. The recent possible strategies for breeding ultraviolet-B-resistant crops. Heliyon. 2024. V. 10(6) DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024. e27806
17. Методичні підходи з використання ідентифікова- ного за морфологічними генами лінійного мате- ріалу у гетерозисній селекції кавуна : монографія / Сергієнко О. В., Могильна О. М., Ліннік З. П., Лук’янчикова О. А. Вінниця : ТОВ «Твори», 2020. 100 с.
18. Ефективні методи та способи селекції і насінництва овочевих і баштанних рослин / Кравченко В. А., Корнієнко С. І., Кондратенко С. І., Сергієнко О. В., Горова Т. К., Самовол О. П., Сайко О. Ю. Вісник аграрної науки. 2017. № 3. С. 39–46 DOI: https://doi.org/10.31073/agrovisnyk201703-06
19. Eberhart S. A., Russell W. A. Stability parameters for comparing varieties. Crop. Science. 1966. V. 6. № 1. P. 36.
20. Методика польових і лабораторних досліджень на зрошуваних землях / За ред. Р. А. Вожегової. Херсон : «Грінь Д.С.», 2014. 286 с.
21. Статистичний аналіз результатів польових дослідів в землеробстві / Ушкаренко В. О., Вожегова Р. А., Голобородько С. П., Коковіхін С. В. Херсон : «Айлант», 2013. 378 с.
22. The influence of exogenous growth regulators on the cannabinoid content and the main selection traits of hemp (Cannabis Sativa L. SSP. Sativa) / Mishchenko S. V., Laiko I. M., Tkachenko S. M., Lavrynenko Y. O., Marchenko T. Yu., Piliarska O. O. Journal of Agricultural Sciences (Belgrade). 2022. V. 67(3). P. 237–251 DOI: https://doi.org/10.2298/JAS2203237M
23. Оцінка зразків дині за стійкістю до УФ-В опромінення при створенні стресотолерантних сортів для Півдня України / Косенко Н. П., Книш В. І., Кокойко В. В., Шабля О. С., Бондаренко К. О. Аграрні інновації. Одеса: «Видавничий дім ГЕЛЬВЕТИКА», 2024. Вип. 24. С. 183–188 DOI: https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2024.24.26
24. Адаптивна здатність гібридів кукурудзи за різних способів поливу та вологозабезпеченості у Посушливому Степу України / Лавриненко Ю. О., Вожегова Р. А., Базалій В. В., Марченко Т. Ю., Іванів М. О. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2020. Т. 27. С. 125–131 DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO. v27.1314
25. Січняк О. Л. Генетика з основами селекції рослин: навч. посіб. Одеса : НАУ ім. І. І. Мечникова, 2022. 192 с.
