Genetic analysis of the 1000 grain weight trait in interlinear hybrids of winter rye (secale cereale l.)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The aim of the study is to quantify the contribution of additive, dominant and epistatic dispersions to the overall genetic variation of the 1000 grain weight trait to increase the efficiency of breeding heterotic hybrids of winter rye. The experiments were carried out at the experimental base of the Federal Research Center «Nemchinovka» (Moscow region). The starting material was 10 male sterile homozygous inbred lines carrying the Pump-type cytoplasm. These lines were crossed with two male fertile test lines: mf H-842 and mf H-1247. Test crosses were carried out in 2019 on two isolated plots according to the topcross scheme. The resulting hybrids and their parent forms were tested in 2020 and 2021 on plots of 8 m2 in two-fold repetition. The test for epistasis and decomposition of the genetic varianсе into additive and dominant components was carried out by the method of Jinks J., Perkins L.M., Brees E.L. (1969). The data show that the additive interaction of genes, as well as incomplete dominance, plays the main role in determining the trait of granularity. A stable ratio of these interactions was established over the years: the proportion of additive effects varied at the level of 83.9-84.7%, and the proportion of dominant effects at the level of 15.3-16.1%. The indicator of the degree of dominance √(H1/D) was less than one and varied slightly over the years. It follows from this that dominant alleles affecting gross grain do not completely suppress the effect of their recessive alleles. For this reason, simple interlinear hybrids inherit an intermediate phenotype compared to the parent forms. The most coarse-grained hybrids were obtained by crossing lines ms H-1054, ms H-649 and ms H-1090 with the coarsegrained tester mf H-1247. It is concluded that, in the synthesis of commercial rye hybrids, it is necessary to strive to ensure that all parent forms are gross-grained. To obtain such lines it is advisable to use methods of recurrent selection as well as convergent and cumulative breeding.

About the authors

A. A Goncharenko

Federal Research Center «Немчиновка»

Email: goncharenko05@mail.ru
143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

A. V Makarov

Federal Research Center «Немчиновка»

143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

T. V Semenova

Federal Research Center «Немчиновка»

143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

V. N Tochilin

Federal Research Center «Немчиновка»

143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

N. A Clochko

Federal Research Center «Немчиновка»

143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

M. S Goncharenko

Federal Research Center «Немчиновка»

143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

P. A Plotnikov

Federal Research Center «Немчиновка»

143026, Moskovskaya obl., pos. Novoivanovskoe, ul. Agrokhimikov, 6

References

  1. Вавилов Н.И. О происхождении культурной ржи // Труды Бюро по прикладной ботанике. 1917. № 7/10. С. 561-590.
  2. Гончаренко А. А. Актуальные вопросы селекции озимой ржи. М.: ФГБНУ "Росинформагротех", 2014. 369 с.
  3. Пономарева М. Л., Пономарев С. Н. Научные основы селекции озимой ржи. Казань: Изд-во ФЭН, 2019. 351 с.
  4. Урбан Э. П., Гордей С. И. Селекция и проблемы возделывания гетерозисных гибридов F1 озимой ржи в Республике Беларусь // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. 2018. Т. 56. № 4. С. 448-455. doi: 10.29235/1817-7204-2018-56-4-448-455.
  5. Becker H. Pflanzenzuchtung. 2 uberarbeitete Auflage. Stuttgart. Verlag Eugen Ulmer. 2010. 368 p.
  6. Кобылянский В. Д. Рожь. Генетические основы селекции. М.: Колос, 1982. 271 с.
  7. Miedaner T., Laidig F. Hybrid Breeding in Rye (Secale cereale L.) // Advances in Plant Breeding Strategies: Cereals. 2019. Vol. 5. P. 343-372.
  8. Селекция инбредных линий озимой ржи на общую и специфическую комбинационную способность и ее связь с селекционными признаками / А. А. Гончаренко, С. А. Ермаков, А. В. Макаров и др. // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 1. С. 88-92.
  9. Wilde P., Miedaner T. Hybrid Rye Breeding. // In Rabanus- Wallace. M. T. Stein N. The Rye Genome.Compendium of Plant Genomes. Stuttgart: Springer, Cham. 2021. P. 13-41. doi: 10.1007/978-3-030-83383-12.
  10. Wolski T. Studies on the inbreeding of rye // Genetica Polonica. 1970. Vol. 11. No. 1. Р. 1-26
  11. Кедров-Зихман О. О., Шарепо Т. И., Белько Н. Б. Оценка наследуемости основных хозяйственных признаков ржи в системе диалельных скрещиваний // Доклады АН БССР. 1985. Т. 29. № 8. С. 750-754.
  12. Association between line per se and testcross performance for eight agronomic and quality traits in winter rye / T. Miedaner, D. D. Schwegler, P. Wilde, et al. // Theoretical and Applied Genetics. 2014. Vol. 127. No. 1. P. 33-41.
  13. Wegrzyn S., Grochowski L. Zmiennosc fenotypova I genotypova dla kilku cech w populacjach zyta diploidalnego // Hod. Rosl. aklimat. i nasienn. 1978. Vol. 22. No. 2-3. P. 165-178.
  14. Кобылянский В. Д., Лапиков Н. С., Катерова А. Г. Взаимосвязь, изменчивость и наследование селекционных признаков озимой ржи // Труды по прикладной ботанике генетике и селекции. 1975. Т. 55. С. 56-59.
  15. Wricke G. Inzuchtdepression und Genwirkung beim Roggen // Theor. and appl. Genet. 1973. Vol. 43. No. 2. P. 83-87.
  16. Geiger H. H., Wahle G. Struktur der Heterosis von complex Merkmalen bei Winterroggen - Einfachhybriden. // Z. Pflanzenzuchtung. 1978. Vol. 80. No. 3. P. 198-210.
  17. А. А. Гончаренко, С. В. Крахмалев, С. А. Ермаков и др. Генетический анализ признаков продуктивности озимой ржи в диаллельных скрещиваниях // Вестник Саратовского госагроуниверситета. 2012. № 10. С. 25-29.
  18. Jinks J. L., Perkins J. M., Brees E. L. A general method of detecting additive, dominance and epistatic variation for metrical traits. II. Application to inbred lines // Heredity. 1969. Vol. 24. No. 1. P. 45-57.
  19. Федин М. А., Силис Д. Я., Драгавцев В. А. Двутестерный метод в генетике количественных признаков // Cб. Генетический анализ количественных и качественных признаков с помощью математикостатистических методов. М.: ВНИИТЭИсельхоз, 1973. С. 97-101.
  20. Змiевська Е. А., Егоров Д. К. Успадкування цiнних ознак у гiбридiв F1 озимого жита // Селекцiя i насiнництво. Харкiв. 2015. Вип. 108. С. 92-98.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».