Combinational ability of varieties and self-pollinated lines of industrial hemp for seed and oil use in the topcross system | Комбінаційна здатність сортів і самозапилених ліній промислових конопель насіннєво-олійного напряму використання в системі топкросів

English. Purpose. To determine the peculiarities of total combining ability (TCA) and variances specific combining ability (SCA) effects of maternal components and test varieties of intervarietal and linear-varietal hybrids of monoecious hemp on the basis of seed productivity and oil content, to determine the predominance of additive or non-additive gene effects and to identify components with the highest breeding value, to give a forecast of the effectiveness of selection in hybrid populations. Methods. Combining ability was determined in the system of complete topcrosses. The varieties ‘YUSO 31’, ‘Demetra’, ‘Artemida’, ‘Aphrodita’, ‘Harmoniia’, ‘Hlesiia’, ‘Hlukhivski 33’, ‘Hlukhivski 51’ and their self-pollinated lines of the fourth generation were used as maternal forms, which were crossed with three test varieties ‘Hliana’, ‘Aphina’ and ‘Mykolaichyk’ (48 hybrid variants in total). The results of measurements were interpreted by arithmetic mean, F-test (R. A. Fisher), least significant difference and ranked. Results. The study of hemp varieties and their self-pollinated lines by the parameters of combining ability as maternal components of crosses showed significant differentiation by the effects of TCA (from −22.60 to 21.40 by inflorescence length, from −10.35 to 15.15 by seed weight, from −3.91 to 3.23 by thousand seed weight, from −2.40 to 3.76 by oil content) and SCA variances (6.72–233.23; 3.25–78.29; 0.01–0.10 and 0.01–2.10, respectively). The highest SCA was observed in the maternal forms of ‘Aphrodita’, I4 ‘Aphrodita’, I4 ‘Demetra’ and I4 ’Hlukhivski 51’ and the tester variety ‘Aphina’. A comparison of the effects of TCA and SCA variances revealed that the ‘Aphrodita’ variety and its self-pollinated line I4 were the best crossing components. Conclusions. In the analysed crosses, the additive effects of genes prevail in terms of thousand-seed weight and oil content, indicating the feasibility of selecting for phenotype. In contrast, non-additive effects prevail in terms of inflorescence length and seed weight, indicating the need for genotype selection. To increase seed productivity and oil content through combination breeding, it is advisable to use linear-varietal crosses where the maternal components have either high TCA and high SCA or medium TCA and high SCA.

Ukrainian. Мета. Установити особливості ефектів загальної комбінаційної здатності (ЗКЗ) та варіанс специфічної комбінаційної здатності (СКЗ) материнських компонентів і сортів-тестерів міжсортових та лінійносортових гібридів однодомних конопель за ознаками насіннєвої продуктивності й олійності; визначити адитивні чи неадитивні ефекти генів і виділити компоненти, які мають найвищу селекційну цінність для прогнозування ефективності доборів у гібридних популяціях. Методи. Комбінаційну здатність визначали в системі повних топкросів. Материнськими формами слугували сорти ‘ЮСО 31’, ‘Деметра’, ‘Артеміда’, ‘Афродіта’, ‘Гармонія’, ‘Глесія’, ‘Глухівські 33’, ‘Глухівські 51’ та їхні самозапилені лінії четвертого покоління, які схрещували з сортами-тестерами ‘Гляна’, ‘Афіна’ та ‘Миколайчик’ (загалом 48 варіантів гібридів). Результати інтерпретували за середнім арифметичним, F-критерієм (Р.  А. Фішера), найменшою істотною різницею та ранжували. Результати. Дослідження сортів конопель та їхніх самозапилених ліній як материнських компонентів схрещувань за параметрами комбінаційної здатності показало значну диференціацію за ефектами ЗКЗ (від −22,60 до 21,40 за ознакою довжини суцвіття, від −10,35 до 15,15 за масою насіння, від −3,91 до 3,23 за масою тисячі насінин та від −2,40 до 3,76 за ознакою вмісту олії) та варіансами СКЗ (6,72–233,23; 3,25–78,29; 0,01–0,10 і 0,01–2,10 відповідно). Найвищу ЗКЗ мали материнські форми ‘Афродіта’, І4 ‘Афродіта’, І4 ‘Деметра’ й І4 ‘Глухівські 51’, а також сорт-тестер ‘Афіна’. На основі порівняння ефектів ЗКЗ і варіанс СКЗ встановлено, що найліпшими компонентами для схрещувань є сорт ‘Афродіта’ та його самозапилена лінія І4. Висновки. У проаналізованих схрещуваннях адитивні ефекти генів переважають за ознаками маси тисячі насінин і вмісту олії (що свідчить про доцільність проведення доборів за фенотипом), а неадитивні – за довжиною суцвіття та масою насіння (це доводить необхідність доборів за генотипом). Для комбінаційної селекції на підвищення насіннєвої продуктивності й олійності доцільно використовувати лінійносортові схрещування, водночас материнські компоненти повинні мати високі ЗКЗ та СКЗ або середню ЗКЗ і високу СКЗ.