Breeding and genetic peculiarities of modern spring barley varieties for grain number per main ear | Селекционно-генетические особенности современных сортов ячменя ярового по количеству зерен с главного колоса | Селекційно-генетичні особливості сучасних сортів ячменю ярого за кількістю зерен з головного колоса

English. Purpose. To reveal breeding and genetic peculiarities of modern spring barley varieties for the “number of grains per main ear” trait and identify genetic sources of increased combining ability for involving in hybridization.Methods. Investigations were carried out at the V. M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat of NAAS of Ukraine. Modern varieties of domestic (‘Virazh’, ‘Talisman Myronivskyi’, ‘Komandor’) and foreign (‘KWS Aliciana’, ‘KWS Bambina’, ‘Zhana’, ‘Explorer’) breeding were involved in crossing for a full (7´7) diallel scheme. Parents and F1 were studied in field conditions during 2014–2016.Results. The analysis of variance of combining ability has shown a significant advantage in varying of general combining ability (GCA) effects. The mean square of specific combining ability (SCA) was significantly less than the GCA, but reliable throughout the years. The reciprocal effect was reliable only in 2014. Stably high effects of GCA during all years of investigations were noted in the varieties ‘KWS Aliciana’ (1.18–1.62) and ‘Virazh’ (1.33–1.48). The variety ‘KWS Bambina’ was characterized by lower but reliable positive effects of GCA (0.43–0.99) as compared to mentioned above. Non-allelic gene interaction was not found, that allowed to calculate the basic parameters of genetic variation. During all years of investigations, dominant effects of genes (H1 and H2) prevailed over the additive (D) ones in phenotypic expression of grain number per main ear. Mean degree of dominance in the experiment (H1/D) has shown overdominance. The same pattern was also distinctive for the index of mean degree of dominance in the loci . The dominance was reliably directed. Dominant effects of genes increased grain content, and recessive ones reduced it. At least 3–4 genes (groups of genes) have been revealed which determined the effects of dominance. At the same time, recessive genes (F<0) or gene effects were prevailed quantitatively in the varieties investigated. A high coefficient of heritability in broad sense (H2 = 0.98) has shown a significant determination of phenotypic variability with genetic factors. The coefficient of heritability in narrow sense (h2 = 0.66–0.68) confirmed that despite the advantage of dominant effects over the additive ones, the contribution of the latter was also significant.Conclusions. The prevalence of dominant effects of genes in the phenotypic expression of the number of grains per main ear causes the need for sufficient sample size of hybrid material and points to the expediency of conducting a more “rigid” selection for phenotype in later generations. At the same time, the considerable contribution of additive effects and high values of heritability indices give reason to predict the efficiency of selections aimed at increasing the trait in created hybrid material. The varieties ‘Virazh’, ‘KWS Aliciana’, ‘KWS Bambina’ should be used as effective genetic sources to increase grain content in combination breeding.

Russian. Цель. Выявить селекционно-генетические особенности современных сортов ячменя ярового по признаку «количество зерен с главного колоса» и выделить генетические источники повышенной комбинационной способности для вовлечения в гибридизацию.Методы. Исследования проводили в Мироновском институте пшеницы имени В. Н.Ремесло НААН Украины. В скрещивании по полной диаллельной схеме (7´7) использовали современные сорта отечественной (‘Вираж’, ‘Талисман Мироновский’, ‘Командор’) и зарубежной (‘KWS Aliciana’, ‘KWS Bambina’, ‘Zhana’, ‘Explorer’) селекции. Отцовские компоненты и F1 исследовали в полевых условиях 2014–2016 гг.Результаты. Дисперсионный анализ комбинационной способности выявил значительное преимущество у варьировании эффектов общей комбинационной способности (ОКС). Средний квадрат специфической комбинационной способности (СКС) значительно уступал ОКС, но был достоверным во все годы. Достоверное значение реципрокного эффекта зафиксировано только в 2014 году. Стабильно высокие эффекты ОКС во все годы исследований отмечены у сортов ‘KWS Aliciana’ (1,18–1,62) и ‘Вираж’ (1,33–1,48). Меньшими по сравнению с назваными, но достоверными положительными эффектами ОКС характеризовался сорт ‘KWS Bambina’ (0,43–0,99). Неаллельного взаимодействия генов не установлено, что позволило рассчитать основные параметры генетической вариации. Во все годы исследований в фенотипическом проявлении количества зерен с главного колоса доминантные эффекты генов (H1 і H2) превалировали над аддитивными (D). Средняя степень доминирования в опыте (H1/D) засвидетельствовала сверхдоминирование. Такая же закономерность была характерна и для показателя средней степени доминирования в локусах . Доминирование было достоверно направленным. Доминантные эффекты генов увеличивали озернённость, рецессивные – уменьшали. Выявлены как минимум 3–4 гена (блоки генов), которые обусловливали эффекты доминирования. Наряду с этим, у исследованых сортов количественное преимущество имели рецессивные гены (F<0), или эффекты генов. Высокий коэффициент наследуемости в широком смысле      (H2 = 0,98) свидетельствуют о значительной обусловленности фенотипической изменчивости генетическими факторами. Коэффициент наследуемости в узком смысле (h2 = 0,66–0,68) подтвердил, что, несмотря на превалирование доминантных эффектов над аддитивными, вклад последних также был достаточно существенным.Выводы. Превалирование доминантных эффектов генов в фенотипическом проявлении количества зерен с главного колоса обусловливает необходимость достаточной выборки гиб­ридного материала и указывает на рациональность проведения более «жесткого» отбора по фенотипу в более поздних поколениях. В тоже время, значительный вклад аддитивных эффектов и высокие значения коэффициентов наследуемости дают основания прогнозировать эффективность отборов, направленных на увеличение признака в созданном гибридном материале. Как эффективные генетические источники для повышения озернённости колоса в комбинационной селекции следует использовать сорта ‘Вираж’, ‘KWS Aliciana’, ‘KWS Bambina’.

Ukrainian. Мета. Виявити селекційно-генетичні особливості сучасних сортів ячменю ярого за ознакою «кількість зерен з головного колоса» та виділити генетичні джерела підвищеної комбінаційної здатності для залучення в гібридизацію.Методи. Дослідження проводили в Миронівському інституті пшениці імені В. М. Ремесла НААН України. До схрещувань за повною діалельною схемою (7´7) залучили сучасні сорти вітчизняної (‘Віраж’, ‘Талісман Миронівський’, ‘Командор’) та зарубіжної (‘KWS Aliciana’, ‘KWS Bambina’, ‘Zhana’, ‘Explorer’) селекції. Батьківські компоненти та F1 досліджували в польових умовах 2014–2016 рр.Результати. Дисперсійний аналіз комбінаційної здатності виявив значну перевагу у варіюванні ефектів загальної комбінаційної здатності (ЗКЗ). Середній квадрат специфічної комбінаційної здатності (СКЗ) значно поступався ЗКЗ, але був достовірним у всі роки. Достовірне значення реципрокного ефекту зафіксовано лише в 2014 р. Стабільно високі ефекти ЗКЗ в усі роки досліджень зазначено в сортів ‘KWS Aliciana’ (1,18–1,62) та ‘Віраж’ (1,33–1,48). Нижчими, порівняно з названими, але достовірними позитивними ефектами ЗКЗ характеризувався сорт ‘KWS Bambina’ (0,43–0,99). Неалельної взаємодії генів не виявлено, що дало змогу провести розрахунок основних параметрів генетичної варіації. В усі роки досліджень у фенотиповому прояві кількості зерен з головного колоса домінантні ефекти генів (H1 і H2) переважали над адитивними (D). Середній ступінь домінування в досліді (H1/D) засвідчив наддомінування. Така ж закономірність була характерною і для показника середнього ступеня домінування в локусах . Домінування було достовірно спрямованим. Домінантні ефекти генів збільшували озерненість, рецесивні – зменшували. Виявлено щонайменше 3–4 гени (групи генів), які зумовлювали ефекти домінування. Загалом у досліджених сортів кількісно переважали рецесивні гени (F<0), або ефекти генів. Високий коефіцієнт успадковуваності в широкому розумінні (H2 = 0,98) свідчить про значну обумовленість фенотипової мінливості генетичними чинниками. Коефіцієнт успадковуваності у вузькому розумінні (h2 = 0,66–0,68) підтвердив, що, незважаючи на переважання домінантних ефектів над адитивними, внесок останніх також був досить істотним.Висновки. Переважання домінантних ефектів генів у фенотиповому прояві кількості зерен з головного колоса зумовлює необхідність достатньої вибірки гібридного матеріалу і вказує на доцільність проведення «жорсткішого» добору за фенотипом у пізніших поколіннях. Водночас значний внесок адитивних ефектів та високі значення коефіцієнтів успадковуваності дають підстави прогнозувати ефективність доборів, спрямованих на збільшення ознаки у створеному гібридному матеріалі. Як ефективні генетичні джерела для підвищення озерненості колоса в комбінаційній селекції необхідно використовувати сорти ‘Віраж’, ‘KWS Aliciana’, ‘KWS Bambina’.