Ідентифікація генетичних джерел підвищеного та стабільного рівня прояву маси 1000 зерен ячменю ярого (Hordeum vulgare L.)

Автор(и)

  • Володимир Миколайович Гудзенко Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла НААН, Україна https://orcid.org/0000-0002-9738-1203
  • Олена Сергіївна Дем’янюк Інститут агроекології і природокористування НААН, Україна https://orcid.org/0000-0002-4134-9853
  • Тетяна Петрівна Поліщук Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла НААН, Україна https://orcid.org/0000-0001-9358-9181
  • Ольга Олегівна Бабій Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла НААН, Україна https://orcid.org/0000-0003-3395-3732
  • Анна Анатоліївна Лисенко Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла НААН, Україна https://orcid.org/0000-0002-2575-5720

DOI:

https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2021.240325

Ключові слова:

Hordeum vulgare L., маса 1000 зерен, колекційний зразок, екологічні умови, гомеостатичність, селекційна цінність, AMMI, GGE biplot

Анотація

Дослідження проведено у 2018–2020 рр. в умовах Миронівського інституту пшениці імені В.М. Ремесла НААН. Мета — виділити нові генетичні джерела за поєднанням підвищеного та стабільного рівня прояву маси 1000 зерен ячменю ярого для створення нового вихідного матеріалу в екологічних умовах центральної частини Лісостепу України. Матеріалом для дослідження були 96 колекційних зразків ячменю ярого (Hordeum vulgare L.) різного екологічного походження. Для виявлення особливостей у межах різних підвидів (дворядного і шестирядного), груп різновидностей (плівчасті і голозерні), а також дворядних плівчастих зразків різного екологічного походження генотипи було розподілено на шість груп. У чотирьох групах зразків виділено генотипи, які поєднували максимальний рівень прояву ознаки та високі значення показників гомеостатичності (Hom) і селекційної цінності (Sc). У двох інших групах зразків генотипи, які в середньому за три роки мали вищу масу 1000 зерен, характеризувались не високими значеннями показників Hom і Sc унаслідок більшої варіабельності. Дисперсійним аналізом AMMI моделі встановлено практично однакову частку внеску в загальну дисперсію умов року (34,02%), генотипу (34,67) та їх взаємодії (31,32%). Виявлені особливості вказують, як на наявне у цій вибірці зразків ячменю ярого істотне генетичне різноманіття, так і значний вплив погодних умов року на формування маси 1000 зерен, а також різну реакцію генотипів за рівнем прояву ознаки на умови окремих років досліджень. Таким чином, із використанням статистичних параметрів та візуалізацій GGE biplot виді- лено нові генетичні джерела оптимального поєднання підвищеного та стабільного рівня прояву ознаки. Для поліпшення сортів ячменю дворядного плівчастого за масою 1000 зерен рекомендовано використовувати як батьківські компоненти схрещування зразки Святовіт (UKR), Дар Носівщини (UKR), Смарагд (UKR), Sunshine (DEU), Lilly (DEU), Владлен (KGZ), голозерного — NSGJ-1 (SRB), шестирядного — Yerong (AUS).

Біографії авторів

Володимир Миколайович Гудзенко, Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла НААН

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

Олена Сергіївна Дем’янюк, Інститут агроекології і природокористування НААН

доктор сільськогосподарських наук, професор, член-кореспондент НААН

Посилання

Govindaraj, M., Vetriventhan, M. & Srinivasan, M. (2015). Importance of genetic diversity assessment in crop plants and its recent advances: an overview of its analytical perspectives. Genetics Research International, Article ID 431487. DOI: https://doi.org/10.1155/2015/431487 [in English].

Linchevskyi, A.A. (2012). 95 rokiv selektsii yachmeniu v selektsiino-henetychnomu instytuti [95 years of barley breeding in plant breeding and genetics institute]. Zbirnyk naukovykh prats SHI–NTsNS — Collected Scientific Articles of PBGI–NCSCI, 20, 66–83 [in Ukrainian].

van de Wouw, M. et al. (2010). Genetic erosion in crops: concept, research results and challenges. Plant Genetic Resources, 8 (1), 1–15. DOI: https://doi.org/10.1017/S1479262109990062 [in English].

Malysheva-Otto, L. et al. (2007). Temporal trends of genetic diversity in European barley cultivars (Hordeum vulgare L.). Molecular Breeding, 20 (4), 309–322. DOI: https://doi.org/10.1007/s11032-007-9093-y [in English].

Brantestam, A.K. et al. (2014). Characterisation of agronomic performance of Baltic spring barley material. Proceedings of Latvian Academy of Sciences. Section B, 68 (3/4), 119–132 [in English].

Nyska, I.M. (2015). Kharakterystyka zrazkiv svitovoho henofondu yachmeniu yaroho za osnovnymy hospodarskymy oznakamy [Characterization of spring barley accessions from the world gene pool in terms of major economic traits]. Genetičnì resursi roslin — Plant Genetic Resources, 17, 29–33 [in Ukrainian].

Petukhova, I.A., Riabchun, V.K. Muzafarova, V.A. & Padalka, O.I. (2016). Otsinka sortiv yachmeniu yaroho dlia krupianoho napriamu vykorystannia za kompleksom tsinnykh hospodarskykh oznak v umovakh Lisostepu Ukrainy [Evaluation of groat spring barley varieties for a set of valuable economic features in the Forest-steppe of Ukraine]. Genetičnì resursi roslin — Plant Genetic Resources, 18, 31–40 [in Ukrainian].

Hudzenko, V.M. & Demyanyuk, О.S. (2018). Henetychne polipshennia yachmeniu dvoriadnoho yaroho za kilkisnymy oznakamy u Lisostepi Ukrainy [Genetic improving of quantitative traits in two-rowed spring barley in the Forest-steppe of Ukraine]. Ahroekolohichnyi zhurnal — Agroecologycal Journal, 1, 81–86. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2018.160581 [in Ukrainian].

Xu, X. et al. (2018). Genome-wide association analysis of grain yield-associated traits in a Pan-European barley cultivar collection. The Plant Genome, 11 (1), Article ID 170073. DOI: https://doi.org/10.3835/plantgenome2017.08.0073 [in English].

Swati, S. et al. (2018). Genetic architecture of barley (Hordeum vulgare L.) genotypes for grain yield and yield attributing traits. Wheat and Barley Research, 10 (3), 179–184. DOI: https://doi.org/10.25174/2249-4065/2018/83148 [in English].

Rodrigues, O., Minella, E. & Costenaro, E.R. (2020). Genetic improvement of barley (Hordeum vulgare L.) in Brazil: yield increase and associated traits. Agricultural Sciences, 11, 425–438. DOI: https://doi.org/10.4236/as.2020.114025 [in English].

Wang, Q. et al. (2019). Dissecting the genetic basis of grain size and weight in barley (Hordeum vulgare L.) by QTL and comparative genetic analyses. Frontiers in Plant Science, 10. Article ID 469. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00469 [in English].

Wang, J. et al. (2021). Identification of QTL for barley grain size. Peer J, 9, Article ID e11287. DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.11287 [in English].

Tsige, T., Shiferaw, T., Gezahegn, S. & Taye, K. (2020). Assessment of malt barley genotypes for grain yield and malting quality traits in the central highlands of Ethiopia. Journal of Biology, Agriculture and Healthcare, 10 (20). DOI: https://doi.org/10.7176/JBAH/10-20-01 [in English].

Vazhenina, O.E, Vasko, N.I., Solonechnyi, P.M. & Solonechna, O.V. (2020). Minlyvist natury ta masy 1000 zeren pyvovarnykh sortiv yachmeniu v zalezhnosti vid henotypu ta pohodnykh umov [Variability of the test weight and 1000-kernel weight of brewing barley cultivars depending on the genotype and weather conditions]. Selektsіya i Nasіnnytstvo — Plant Breeding and Seed Production, 117, 16–25. DOI: https://doi.org/10.30835/2413-7510.2020.206935 [in Ukrainian].

Hadjichristodoulou, A. (1990). Stability of 1000-grain weight and its relation with other traits of barley in dry areas. Euphytica, 51 (1), 11–17. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00022887 [in English].

Istanbuli, T., Baum, M., Touchan, H. & Hamwieh, A. (2020). Evaluation of morpho-physiological traits under drought stress conditions in barley (Hordeum vulgare L.). Photosynthetica, 58 (4), 1059–1067. DOI: https://doi.org/10.32615/ps.2020.041 [in English].

Mikołajczak, K. et al. (2020). Image phenotyping of spring barley (Hordeum vulgare L.) RIL population under drought: selection of traits and biological interpretation. Frontiers in Plant Science, 11, Article ID 743. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00743 [in English].

Bleidere, M. et al. (2012). Variation of spring barley agronomic traits significant for adaption to climate change in Latvian breeding programmes. Proceedings of Latvian Academy of Sciences. Section B, 66 (1/2), 30–35. DOI: https://doi.org/10.2478/v10046-011-0043-z [in English].

Tamm, Y., Jansone, I., Zute, S. & Jakobsone, I. (2015). Genetic and environmental variation of barley characteristics and the potential of local origin genotypes for food production. Proceedings of Latvian Academy of Sciences. Section B, 69 (4), 163–169 [in English].

Hudzenko, V.M. et al. (2021). Stabilnist urozhainosti kolektsiinykh zrazkiv yachmeniu yaroho (Hordeum vulgare L.) v umovakh tsentralnoi chastyny Lisostepu Ukrainy [Assessment of yield and stability in spring barley (Hordeum vulgare L.) genotypes of different ecological origin under conditions of the central part of Ukrainian Forest-steppe]. Ahroekolohichnyi zhurnal — Agroecologycal Journal, 1, 140–149. DOI: https://doi.org/10.33730/2077-4893.1.2021.227252 [in Ukrainian].

Hangil’din, V.V. & Litvinenko, N.A. (1981). Gomeostatichnost’ i adaptivnost’ sortov ozimoj pshenicy [Homeostatic and adaptability of winter wheat varieties]. Nauchno-tehnicheskij bjulleten’ VSGI — Scientific and Technical Bulletin of PBGI, 1 (39), 8–14 [in Russian].

Yan, W. & Tinker, N.A. (2006). Biplot analysis of multi-environment trial data: principles and applications. Canadian Journal of Plant Science, 86 (3), 623–645. DOI: https://doi.org/10.4141/P05-169 [in English].

Hongyu, K., Garcia-Pena, M., de Araujo, L.B. & dos Santos Dias C.T. (2014). Statistical analysis of yield trials by AMMI analysis of genotype x environment interaction. Biometrical Letters, 51 (2), 89–102. DOI: https://doi.org/10.2478/bile-2014-0007 [in English].

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-16

Номер

№ 3 (2021)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право і ліцензування

Умови ліцензії: автори зберігають авторські права і надають журналу право першої публікації з роботою, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи і початкової публікації в цьому журналі.

Якщо стаття прийнята до публікації в «Агроекологічний журнал», автор повинен підписати угоду про передачу авторських прав. Угода відправляється на поштову (оригінал) або адресу електронної пошти (відсканована копія) редакції журналу.

Цією угодою автор підтверджує, що представлені матеріали:

  • не порушують авторських прав інших осіб або організацій;
  • раніше не публікувались в інших видавництвах і не були представлені для публікації в інших виданнях.

Автор передає редакції «Агроекологічного журналу» права на:

  • публікації статті українською (англійською та російською) мовою і поширення її друкованої копії;
  • поширення електронної копії статті, а також електронної копії перекладу статті на англійську мову (для статей українською та російською мовами), будь-якими електронними засобами (розміщення на офіційному сайті журналу, електронних баз даних, сховищ тощо) друкована копія перекладу.

Автор залишає за собою право без згоди редакції та засновників:

  1. Використовувати матеріали статті повністю або частково в ознайомлювальних цілях.
  2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
  3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез доповідей, доповідей конференцій, а також усних доповідей.
  4. Додати електронні копії статті (включаючи остаточну електронну копію, завантажену з офіційного сайту журналу) за адресою:
    • персональні веб-ресурси всіх авторів (веб-сайти, веб-сторінки, блоги тощо);
    • веб-ресурси установ, в яких працюють автори;
    • некомерційні веб-ресурси відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).

У всіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов'язковим.