Анализ эколого-генетических параметров в популяциях генотипов и совокупности сред.
Нами определены эколого-генетические параметры популяции сортов и совокупности сред при сортоиспытании овощных культур и картофеля в Беларуси на основе модели II метода А. В. Кильчевского, Л. В. Хотылевой (1985) (таблица). Исходными данными для вычисления параметров служили результаты дисперсионного анализа при изучении адаптивной способности и стабильности сортов.
Таблица. Эколого-генетические параметры популяции сортов и совокупности сред при сортоиспытании овощных культур и картофеля.
Культура |
σG2=σOAC2 |
σE2 |
σGxE2 |
σCAC2 |
α |
J |
Картофель |
1020,8 |
3842,5 |
3231,8 |
7074,3 |
0,144 |
0,457 |
Томат |
0 |
27395,2 |
6674,4 |
34069,6 |
0 |
0,196 |
Лук |
202,4 |
9725,9 |
1829,1 |
11555,0 |
0,018 |
0,158 |
Капуста |
1890,6 |
55556,8 |
3755,2 |
59313,0 |
0,032 |
0,063 |
Свёкла |
17,7 |
13848,3 |
1735,8 |
15584,1 |
0,001 |
0,111 |
Огурец |
3344,8 |
9891,9 |
5071,8 |
14963,7 |
0,224 |
0,339 |
Для всех культур установлена значительная доля средовых эффектов, что отражает специфику совокупности сред при государственном сортоиспытании (различный уровень продуктивности сортоучастков, связанный с разнообразием почвенных, гюгодно-климатических и агротехнических условий). Для всех культур варианса взаимодействия генотипа и среды σGxE2 превышала вариансу σOAC2, что указывает на смену рангов генотипов на сортоучастках в различные годы испытания. Эффекты специфической адаптивной способности преобладают над эффектами ОАС, о чем свидетельствует низкий коэффициент адаптивности (за исключением картофеля и огурца).
Малое генетическое разнообразие популяции сортов большинства овощных культур, вероятно, связано с ограниченной их выборкой, в то время как по культуре картофеля изучались 14 сортов, а по огурцу — 11.
Поскольку коэффициент адаптивности невелик, основное внимание будет уделено коэффициенту нелинейности ответа на среду.
Несмотря на относительно большие средовые вариансы, доля вариансы взаимодействия составляет почти половину вариансы САС для сортов картофеля и одну треть для сортов огурца. Сорта огурца изучались в течение одного года, т.е. средовая варианса показывает различия между местностями (предсказуемые условия). Можно сделать предварительный вывод о возможности отбора на специфическую адаптивную способность к группе областей.
Средовая варианса сортов картофеля отражает как изменчивость по местностям (предсказуемые условия), так и по годам (непредсказуемые условия). В этой ситуации целесообразно наряду с выделением сортов, специфически приспособленных к отдельным областям или их группе, вести отбор сортов, сочетающих продуктивность и стабильность.
По основным культурам нелинейность проявляется слабо и можно выделить образцы, сохраняющие высокую продуктивность в различных пунктах испытания.
Таким образом, анализ параметров популяции генотипов и совокупности сред может быть полезен при обосновании стратегии отбора в адаптивной селекции.
Анализ результатов изучения взаимодействия генотип х среда в государственном сортоиспытании овощных культур и картофеля показывает, что продуктивность и экологическая стабильность относительно независимы. Это говорит о возможности выделения сортов, сочетающих продуктивность и устойчивость, а также о необходимости контроля стабильности на разных этапах селекционного процесса.
Сопоставление методов отбора сортов овощных культур широкого ареала позволило установить, что отбор по средней продуктивности способствовал выделению сортов, специфически приспособленных к высокопродуктивным средам. Чем интенсивнее отбор по стабильности, тем больше выражена приспособленность сортов к низкопродуктивным средам.
Лучшими методами, обеспечивающими наибольший средний прирост во всех средах, являются методы P. S. Brennan, D. E. Byth и Н. А. Соболева.
Изучение основных параметров среды как фона для отбора сортов овощных культур показывает, что для каждой культуры выделяются свои лучшие пункты испытания.
В большинстве случаев лучшими для отбора сортов овощных культур и картофеля, обеспечивающих высокий урожай во всех пунктах испытания, являются непродуктивные среды. При отборе в этих средах, как правило, достигаются высокая типичность и предсказующая способность при среднем уровне дифференцирующей способности и не теряется относительная стабильность генотипов.
Результаты государственного сортоиспытания могут служить точкой отсчета для оценки параметров среды на различных этапах селекционного процесса с помощью сортов-тестеров.
К тестерам предъявляются следующие требования:
- сорта должны различаться по продуктивности;
- реагировать на изменения условий среды (быть нестабильными);
- обладать различной реакцией на среду.
Оценка среды на различных этапах селекционного процесса позволит выработать единую стратегию выбора фона для повышения эффективности отбора генотипов, сочетающих высокую продуктивность с устойчивостью.
Использование модели II для определения эколого-генетических параметров популяций и совокупности сред позволило сделать предположения о предпочтительных направлениях адаптивной селекции картофеля и овощных культур.