31 анализ изменчивости и стабильности генотипов

V международная конференция молодых ученых и специал истов, ВНИИМК, 2009 г.
АНАЛИЗ ИЗМЕНЧИВОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ ГЕНОТИПОВ
ЛЬНА МАСЛИЧНОГО (LINUM USITATISSIMUM L.)
В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ВЫРАЩИВАНИЯ
Богдан Т.М., Полонецкая Л.М., Богдан В.З.
211003, Республика Беларусь, Витебская область, Оршанский район, д. Устье
РУП «Институт льна»
[email protected], [email protected]
Сравнительный анализ фенотипической, генотипической изменчивости и параметров линейной и нелинейной функции генотипически средовых
взаимодействий позволил идентифицировать и отобрать как стабильные
генотипы льна масличного, показывающие лучшие результаты в благоприятных (по признаку «урожайность семян»: AcMcDuff*, Bolley Golden, Al-340,
Dakota, К-1210, Atlas, Vitagold; по признаку «масса 1000 семян»: Vitagold,
Kenya, Atlas, Deep pink, AcMcDuff, K-1210, ЛМ 98) и в неблагоприятных условиях выращивания (по признаку «урожайность семян»: Лирина, Bombay sel,
Ottawa, White Fleurs, Np-55, Rio, Bison, Koto, Gold Flax, Solido, La Plata, L-43,
Небесный, AC.MC. Duff, Linola; по признаку «масса 1000 семян»: Ручеек, Лирина, Ottawa, White Dakota,Спартак, AL-340, Su-6-15, Querandi, Koto, Bolley
Golden, Solido, La Plata, L-43, Giza purle, AC.MC. Duff*, Небесный, Antares, Liflora, Maroccan sel, 3839).
Изменчивость является фундаментальным свойством всех живых существ.
Успех селекционных программ, ориентированных на использование методов отбора, в значительной степени зависит от изменчивости исходного материала. Фенотип зависит от двух основных факторов: генотипа и окружающей среды, в которой находится организм и с которой генотип взаимодействует [1, 2].
Стабильность хозяйственно-ценных признаков, таких как урожайность представляет большой интерес в селекции растений. Отобранные превосходные генотипы
могут показывать низкие генотипические взаимодействия по ряду признаков, т.е. способны сохранять свою изменчивость в определенных границах, что делает их полезными в различных условиях среды.
Лен масличный – скороспелая яровая маличная культура, нетипичная для
почвенно-климатических условий Республики Беларусь. Однако в связи с глобальным
потеплением климата, благодаря высокой экологической пластичности лен масличный стал продвигаться на север, расширяя свой ареал возделывания.
Отсутствие сортов льна масличного белорусской селекции, все возрастающие потребности в масле для различных отраслей промышленности указывают на
необходимость создания сортов собственной селекции, адаптивных к условиям нашего региона.
Сведения о реализации генотипического потенциала культуры льна масличного в условиях выращивания в Республике Беларусь, действии и взаимодействии
генов, контролирующих признаки продуктивности крайне ограничены [3, 4]. Столь же
ограниченными представляются данные о таких факторах отбора перспективных генотипов как фенотипическая изменчивость, наследуемость, стабильность признаков
семенной продуктивности [5].
Цель исследований – анализ изменчивости и стабильности генотипов льна
масличного (Linum usitatissimum L.) в различных условиях выращивания.
Материал и методы. В течение четырех лет (2003-2006 гг.) изучали влияние
условий выращивания на реализацию генотипического потенциала 41 генотипа
льна по признакам семенной продуктивности и продолжительности вегетационного
31
V международная конференция молодых ученых и специал истов, ВНИИМК, 2009 г.
периода. Статистическая обработка данных (многофакторный дисперсионный анализ,
параметры стабильности и изменчивости признаков семенной продуктивности в соответствии с методом Eberhart S. A., Russell W.A. [6]) выполнена по программам, разработанным в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси.
Результаты и обсуждение. С целью выяснения общей картины вариации признаков у коллекционных генотипов льна в различных условиях выращивания и установления роли фенотипической и генотипической изменчивости в детерминации элементов семенной продуктивности и длительности вегетационного периода проведен
дисперсионный анализ (табл.).
Таблица – Анализ фенотипической (2p), генотипической изменчивости (2g)
и наследуемости (H2) признаков продолжительности вегетационного
периода и семенной продуктивности у коллекционных генотипов льна в
различные годы выращивания
2003-2006 гг.
Источник
изменчивости
Общая
Генотипы
Повторности
Случайные
отклонения
2p
2g
H2
Степень
Средний квадрат
свободы
2003 г.
2004 г.
2005 г.
Продолжительность вегетационного периода
122
40
88,06**
83,93**
57,96**
2
12,96
8,35*
2,77
80
-
Общая
Генотипы
Повторности
Случайные
отклонения
2p
2g
H2
122
40
2
Общая
Генотипы
Повторности
Случайные
отклонения
2p
2g
H2
122
40
2
80
-
3,00
1,22
2006 г.
45,16
0,33
1,10
3,24
20,05
18,95
94,51
17,21
13,97
81,17
16630,35**
494,77
3611,81**
196,42
1243,91
1070,10
854,05
4911,20
3973,96
4717,65
2739,05
96,05
68,92
Масса 1000 семян
1,69**
1,27**
0,05
0,15*
6256,85
5186,75
82,89
1773,30
919,25
51,84
1,33**
0,01
1,26**
0,01
31,35
28,79
28,35
27,57
90,43
95,76
Урожайность семян
14346,5**
9452,08**
347,03
245,29
193,55
80
0,02
0,03
0,01
0,02
-
5,77
5,57
96,5
0,44
0,41
93,18
0,45
0,44
97,78
0,43
0,41
95,35
Примечание - * Достоверно при Р <0,05** Достоверно при Р <0,01
Доказаны достоверные генотипические различия между изучаемыми
генотипами льна по всем исследуемым признакам при высоком уровне значимости. На основании ожидаемого среднего квадрата подсчитаны компоненты
генотипической (2g), фенотипической (2p) варианс и коэффициенты наследуемости в широком смысле (H2). Установлено, что генотипам льна свойствен-
32
V международная конференция молодых ученых и специал истов, ВНИИМК, 2009 г.
на высокая фенотипическая изменчивость по признакам урожайность семян,
масса 1000 семян и продолжительность вегетационного периода. По сравн ению с фенотипической изменчивостью несколько ниже показатели генотипической изменчивости. В наших экспериментах у данного набора генотипов льна,
вариансы, зависящие от генотипических различий (2g), по анализируемым признакам, составляют большую часть в общей фенотипической изменчивости, соответственно и коэффициенты наследуемости по вышеперечисленным признакам
относительно высокие – «урожайность семян»: H2=96,05 – 2003 г.; 68,92 – 2004 г.;
82,89 – 2005 г.; 51,84 – 2006 г.; «масса 1000 семян»: H2=96,5 – 2003 г.; 93,18 – 2004 г.;
97,78 – 2005 г.; 95,35 – 2006 г.; «продолжительность вегетационного периода»:
H2=90,43 – 2003 г.; 95,76 – 2004 г.; 94,51 – 2005 г.; 81,17 – 2006 г.), что свидетельствует о возможности эффективного отбора фенотипов с максимальным выражением
данных признаков.
На основании оценки многолетних данных средних значений изучаемых
признаков у коллекционных генотипов льна выделены как раннеспелые: Спартак,
Rio, Al–340, Deep pink; с высокими показателями урожая семян: Rio, Ac.Mc.Duff,
Ottawa White, Спартак Antares, Лирина, ЛМ-98 и массой 1000 семян: Linda, Np-55,
Liflora, Maroccan sel, Bison, ЦСОНАИ.
В результате проведенных исследований в соответствии с методом Eberhart S.A.,
Russell W.A. [6] получена информация о стабильности и отзывчивости к условиям
среды каждого из анализируемых генотипов льна. Определены линейная (через
коэффициент линейной регрессии – bi) и нелинейная (через средний квадрат отклонений от регрессии – s2di) функции генотипически средовых взаимодействий.
Установлена достоверность фактора «генотипы».
Рисунок – Индекс среды (2003-2006 гг.)
33
V международная конференция молодых ученых и специал истов, ВНИИМК, 2009 г.
Индексы условий среды наглядно дают характеристику разнообразию условий испытания генотипов льна масличного (рис.). Числовое выражение индексов условий среды д. Устье Оршанский район Витебская область по признаку
продолжительность вегетационного периода следующее: I (2003 г.)=0,572;
I (2004 г.)=1,501; I (2005 г.)=-1,435; I (2006 г.)=-0,638; по урожайности семян:
I (2003 г.)=4,829; I (2004 г.)=83,646; I (2005 г.)=-48,817; I (2006 г.)=-39,659; по
массе 1000 семян: I (2003 г.)=0,309; I (2004 г.)=0,163; I (2005 г.)=-0,416;
I (2006 г.)=-0,056.
Сопоставление параметров изменчивости (bi) и стабильности (s2di) позволило выделить стабильные генотипы, показывающие лучшие результаты по признакам семенной продуктивности в благоприятных (по признаку «урожайность семян»: AcMcDuff*, Bolley Golden, Al-340, Dakota, k-1210, Atlas, Vitagold; по признаку
«масса 1000 семян»: Vitagold, Kenya, Atlas, Deep pink, AcMcDuff, K-1210, ЛМ 98) и в
неблагоприятных условиях выращивания (по признаку «урожайность семян»: Лирина, Bombay sel, Ottawa, White Fleurs, Np-55, Rio, Bison, Koto, Gold Flax, Solido, La
Plata, L-43, Небесный, AC.MC. Duff, Linola; по признаку «масса 1000 семян»: Ручеек, Лирина, Ottawa, White Dakota,Спартак, AL-340, Su-6-15, Querandi, Koto, Bolley
Golden, Solido, ЦСОНАИ, La Plata, L-43, Giza purle, AC.MC. Duff*, Небесный,
Antares, Liflora, Maroccan sel, 3839).
Литература
1. Хотылева Л.В., Палилова А. Н., Троицкий Н.А., Савченко В.К., Сень Л.А.
Изменчивость и отбор. - Мн., Наука и техника. – 1980. – 272 с.
2. Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. Взаимодействие генотипа и среды: Методы оценки.- Мн.: Наука и техника. – 1982. – 109 с.
3. Полонецкая Л.М., Хотылева Л.В., Давыденко О.Г., Сакович В.И., Трус
Н.К. Потенциал генетической изменчивости у сортов масличного льна (Linum usitatissimum L.) // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2004. – №1. – С. 58–63.
4. Богдан Т.М. Анализ генетико-селекционных параметров изменчивости
признаков семенной продуктивности у сортов льна масличного (Linum usitatissimum L.) // Весцi НАН Беларусi. Сер. бiял. навук. – 2007. – №.2. – С. 45-48.
5. Полонецкая Л.М., Давыденко О.Г., Хотылева Л.В., Сакович В.И. Анализ
параметров стабильности у образцов и сортов масличного льна различного эколого-географического происхождения // Доклады НАН Беларуси. – 2004. – Т.48. –
№5. – С. 73- 75.
6. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties // Crop
Sci. – 1966. – Vol.6. – P. 36-40.
34