doi: 10.15389/agrobiology.2022.5.965rus
УДК 635.656:631.52:575.167
Работа выполнена в рамках Государственного задания № 0431-2022-0004.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОТИП—СРЕДА И СТАБИЛЬНОСТЬ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ У САДОВОГО ГОРОХА
(Pisum sativum L.)
KALAPCHIEVA1, V. KOSEV2, V. VASILEVA3 ✉
Горох относится к наиболее распространенным и широко культивируемым однолетним бобовым растениям. Большинство современных сортов гороха обладают высоким потенциалом продуктивности, реализация которого ограничена их низкой гомеостатичностью и чувствительностью к абиотическому стрессу, у создаваемых сортов наблюдается тенденция к снижению адаптивности. Одна из основных задач современной селекции гороха — получение оптимального генотипа, способного реализовать биологический потенциал и адекватно реагировать на изменения условий выращивания. Поэтому проведение экологических испытаний остается реальной необходимостью. В настоящем сообщении впервые представлены результаты изучения способности формировать хозяйственно значимые количественные признаки у селекционных образцов рабочей коллекции гороха (Maritsa Vegetable Crop Research Institute, Пловдив, Болгария). Выявлены три статистически значимых источника изменчивости (генотип, окружающая среда и взаимодействие генотип—среда) общего числа стручков, числа продуктивных узлов с двумя стручками на растение, массы стручков и массы зерна. В 2018-2020 годах мы оценили фенотипическую стабильность 10 генотипов гороха (Pisum sativum L.), в том числе 4 перспективные линии (22/16-af, 22/16-n, В4/34-n и 1/17-n) и 6 сортов (Kazino-af, Plovdiv-n, Marsi-n, Echo-af, Shugar dwarf-n и Vecherniza-n), по основным количественным признакам (число стручков на растение, число продуктивных узлов с одним стручком на растение, число продуктивных узлов с двумя стручками на растение, длина стручка, ширина стручка, масса стручков с растения, масса зерен с растения). Влияние всех факторов вариации на число стручков на растение, число продуктивных узлов с двумя стручками на растение, массу стручков с растения, массу зерен с растения оказалось статистически значимым. Самым сильным было влияние фактора «окружающая среда» на число стручков на растение (52,20 %) и число продуктивных узлов с 2 стручками на растение (59,00 %). Генотип обусловливал наибольшую долю общей изменчивости массы стручков с растения (64,10 %) и массы зерен с растения (67,40 %). Поэтому эффективный отбор по этим признакам может вестись независимо от условий среды. По числу стручков на растение и длине стручка требуются более длительные испытания для получения объективной оценки из-за превышения дисперсии этих показателей для взаимодействия генотип—среда над дисперсией для генотипа. Для каждого признака мы рассчитывали несколько параметров стабильности. Сорта Marsi-n и Echo-af были идентифицированы как наиболее ценные генотипы по числу стручков на растение. Kazino-af, 1/17-ob и Plovdiv-n проявляют высокую изменчивость и имеют меньшее число стручков на растение. По массе стручков генотипы показали высокую экологическую пластичность, особенно сорт Plovdiv-n (bi = 2,68), 1/17-ob (bi = 2,63) и сорт Marsi-n (bi = 2,18), которые имеют более высокую массу стручка; сорт Echo-af наиболее стабилен (bi = 1,39; Si2 = 1,91). По массе зерна с растения высокопродуктивными были сорта и образцы Marsi-n (bi = 3,08), 1/17-ob (bi = 2,62) и Plovdiv-n (bi = 4,02), но они же оказались и самыми изменчивыми. 10-Vecherniza-n и 22/16-af проявляют значительную стабильность, но малоурожайны.
Ключевые слова: фенотипическая стабильность, фактор влияния, генотип, среда, урожайность, стабильность, экологическая пластичность.
Kalapchieva1, V. Kosev2, V. Vasileva3 ✉
Peas are among the most common and widely cultivated annual legumes. Productivity potential of most modern pea varieties is high but limited by their low homeostasis and sensitivity to abiotic stress, i.e., the varieties tend to reduce adaptability. Therefore, one of the main challenge in pea breeding is to create an optimal genotype capable of realizing the biological potential and adequately responding to changes in growing conditions. Therefore, environmental testing remains relevant. This paper is the first assessment of the breeding samples of the pea working collection (Maritsa Vegetable Crop Research Institute, Plovdiv, Bulgaria) with respect to their ability to form economically significant quantitative traits. Three sources of variability (genotype, environment, and genotype-environment interaction) were found to be statistically significant for the total number of pods, the number of productive nodes with two pods per plant, pod weight, and grain weight. In 2018-2020, the phenotypic stability of ten pea (Pisum sativum L.) genotypes was assessed, including four perspective lines (22/16-af, 22/16-n, B4/34-n, and 1/17-n) and six varieties (Kazino-af, Plovdiv-n, Marsy-n, Echo-af, Shugar dwarf-n, and Vecherniza-n). The main examined quantitative traits were the number of pods per plant, the number of fertile nodes with one pod per plant, the number of fertile nodes with two pods per plant, pod length, pod width, pod weight per plant, and grain weight per plant. The effect of all factors of variation on the number of pods per plant, number of fertile nodes with two pods per plant, weight of pods per plant, and grain weight per plant is statistically significant. The strongest was the effect of the environmental factor on the manifestation of the number of pods per plant (52.20 %) and the number of fertile nodes with two pods per plant (59.00 %). The genotype factor has the largest contribution to the total variability of the weight of pods per plant (64.10 %) and grain weight per plant (67.40 %). Therefore, an effective breeding should be focusing on these traits regardless of the environmental conditions. The number of pods per plant and pod length requires more trials to give a more accurate estimate due to the superiority of the genotype½environment interaction variance over the genotype variance. Our findings indicate that the varieties Marsy-n and Echo-af are the most valuable genotypes for the number of pods per plant. The varieties Kazino-af, Plovdiv-n and the line 1/17-ob are highly variable and form fewer pods. For pod weight, all genotypes showed good responsiveness, especially Plovdiv-n (bi = 2.68), 1/17-ob (bi = 2.63), and Marsy-n (bi = 2.18), all three having a higher pod weight, and the Echo-af variety shows better stability (bi = 1.39; Si2 = 1.91). For the grain weight per plant, the Marsy-n (bi = 3.08), 1/17-ob (bi = 2.62), and Plovdiv-n (bi = 4.02) are highly productive but also the most variable.
Keywords: phenotypic stability, genotype, environment, yield stability, ecological plasticity.
1Department of Breeding, Variety Maintenance and Introduction, Maritsa Vegetable Crops Research Institute, |
Поступила в редакцию |
