Performance inheritance and combining ability of spring barley accessions

Purpose and objectives. To establish the gene interaction types in the performance inheritance, to evaluate the combining abilities and effects of genes for this trait in spring barley accessions. Materials and methods. We investigated 75 F1 spring barley hybrid combinations derived from crossing 25 female forms with three male ones (chaffy and naked). Crossing was conducted in accordance with topcross design. F1 seeds and parents were sown with a cassette breeding planter SKS-6A. Grain pea was the forecrop. The plot area was 0.20 m2. The interrow distance was 0.20 m; the inter-plot tracks were of 0.50 m. Crossings were performed in two replications. Plants were harvested manually, with roots. For structural analysis, 20 typical plants were chosen from each F1 hybrid population, and the performance inheritance was determined by dominance degree (hp). The obtained data were grouped and gene interaction types were determined as per G.M. Beil and R.E. Atkins’s classification. Using two-factor analysis of variance in STATISTICA 10, we found significant differences between the GCA and SCA variances for the performance and evaluated the combining ability effects. Results and discussion. In 2019–2020, the features of 22 spring barley cultivars and three lines were described in terms of the gene interaction types in the performance inheritance and combining ability. On this basis, the prospects of biotype selections were evaluated. In the arid conditions of 2019, F1 only showed positive over dominance, while in favorable 2020 the inheritance types varied from positive to negative overdominance. In the two years, the general combining ability was high in female cultivars Khors and Troian. The male components did not show consistently high GCA for the both years. Hybrids between accessions with a high GCA and accessions with a lower or intermediate GCA may be promising in breeding due appearance of positive transgressions in the offspring. In 2019, the SCA effects were significantly strong in female forms Troian, Datcha, Gladys, Grace, Gatunok, Modern, and Herkules and in male forms Ahrarii and Scrabble. Conclusions. The study found that the gene interaction types in the spring barley performance inheritance depended on cross combinations and growing conditions. In unfavorable 2019, F1 only showed positive overdominance (heterosis), while in favorable 2020, positive overdominance, positive dominance and intermediate inheritance were observed. In 2019–2020, the high GCA was seen in female cultivars Khors and Troian. The strong SCA effects were noticed in female components Troian, Datcha, Gladys, Grace, Gatunok, Modern, and Herkules and male forms Agrarii and Scrabble. The hybrid combinations with the maximum probability of producing transgressive segregants have been selected
Цель и задачи исследования. Целью исследования было установление типа взаимодействия генов при наследовании продуктивности, комбинационной способности и эффектов действия генов по этому признаку у образцов ячменя ярового. Материалы и методы. Изучали 75 гибридных комбинаций F1 ячменя ярового, исходным материалом были 25 материнских и три отцовских компонента разных разновидностей (пленчатые и голозерные), скрещивания проведены по типу топкроссов. Посев семян первого поколения и родительских образцов проведен кассетной селекционной сеялкой СКС-6А. Предшественник – горох на зерно, площадь делянки – 0,20 м2, междурядие – 0,20 м, межделяночные дорожки – 0,50 м. Повторение – двухразовое. Растения собирали вручную с корнями. Для структурного анализа с каждой гибридной популяции F1 отбирали по 20 типичных растений, наследование продуктивности определяли по степени доминантности (hр). Группирование полученных данных и определение типов взаимодействия генов проводили по классификации G.M. Beil и R.E. Atkins. При помощи двухфакторного дисперсионного анализа по программе STATISTICA 10 установлены достоверные различия между вариансами ЗКЗ и СКЗ по признаку продуктивность и определены эффекты комбинационной способности. Обсуждение результатов. У 2019–2020 гг. установлены особенности 22 сортов и трех линий ячменю ярового по типу взаимодействия генов при наследовании продуктивности и комбинационной способности, на основании чего определены перспективы эффективности отбора биотипов. У засушливых условиях 2019 г. у F1 проявилось только положительное сверхдоминирование, в благоприятном 2020 г. – от положительного до отрицательного сверхдоминирования. За два года изучения установлена высокая общая комбинационная способность материнских сортов Хорс и Троян. У отцовских компонентов стабильно высокой ОКС за оба года изучения не установлено. Гибриды между образцами с высоким уровнем ОКС и образцами с более низким или средним уровнем ОКС могут быть перспективными для селекции посредством появлении в потомстве положительных трансгрессий. Достоверно высокие эффекты специфической комбинационной способности были в 2019 р. у материнских компонентов Троян, Datcha, Gladys, Grace, Ґатунок, Модерн, Геркулес и у отцовских Аграрій та Scrabble. Выводы. В результате исследования установлено, что тип взаимодействия генов при наследовании продуктивности у ячменя ярового зависит от комбинации скрещивания и условий года выращивания. В неблагоприятном 2019 г. у F1 проявилось только положительное сверхдоминирование (гетерозис), в благоприятном 2020 г. – положительное сверхдоминирование, положительное доминирование и промежуточное наследование. В 2019–2020 гг. установлена высокая ОКС материнских сортов Хорс и Троян, высокие эффекты СКС материнских компонентов Троян, Datcha, Gladys, Grace, Ґатунок, Модерн, Геркулес и отцовских Аграрій и Scrabble. Выделены гибридные комбинации с наибольшей вероятностью появления трансгрессивных сегрегантов
Мета і задачі дослідження. Метою дослідження було встановлення типу взаємодії генів при успадкуванні продуктивності, комбінаційної здатності та ефектів дії генів за цією ознакою у зразків ячменю ярого. Матеріали та методи. Досліджували 75 гібридних комбінацій F1 ячменю ярого, вихідним матеріалом були 25 материнських та три батьківських компоненти різних різновидностей (плівчасті та голозерні), схрещування проведено за типом топкросів. Сівбу насіння першого покоління та батьківських зразків проведено касетною селекційною сівалкою СКС-6А. Попередник – горох на зерно, площа ділянки – 0,20 м2, міжряддя – 0,20 м, міжділянкові доріжки – 0,50 м. Повторення – дворазове. Рослини збирали вручну з корінням. Для структурного аналізу з кожної гібридної популяції F1 відбирали по 20 типових рослин, успадкування продуктивності визначали за ступенем домінантності (hр). Групування одержаних даних і визначення типів взаємодії генів проводили за класифікацією G.M. Beil і R.E. Atkins. За допомогою двофакторного дисперсійного аналізу по програмі STATISTICA 10 установлено достовірні відмінності між варіансами ЗКЗ і СКЗ за ознакою продуктивність та визначили ефекти комбінаційної здатності. Обговорення результатів. У 2019–2020 рр. установлено особливості 22 сортів і трьох ліній ячменю ярого за типом взаємодії генів при успадкуванні продуктивності та комбінаційною здатністю, на основі чого визначено перспективи ефективності добору біотипів. У посушливих умовах 2019 р. у F1 проявилося лише позитивне наддомінування, в сприятливому 2020 р. – від позитивного до негативного наддомінування. За два роки вивчення встановлено високу загальну комбінаційну здатність материнських сортів Хорс і Троян. У батьківських компонентів стабільно високої ЗКЗ за обидва роки вивчення не встановлено. Гібриди між зразками з високим рівнем ЗКЗ і зразками з більш низьким чи середнім рівнем ЗКЗ можуть бути перспективними для селекції через прояв у потомстві позитивних трансгресій. Достовірно високі ефекти специфічної комбінаційної здатності були в 2019 р. у материнських компонентів Троян, Datcha, Gladys, Grace, Ґатунок, Модерн, Геркулес та у батьківських Аграрій та Scrabble. Висновки. В результаті дослідження встановлено, що тип взаємодії генів при успадкуванні продуктивності у ячменю ярого залежать від комбінації схрещування та умов року вирощування. В несприятливому 2019 р. у F1 проявилось лише позитивне наддомінування (гетерозис), у сприятливому 2020 р. – позитивне наддомінування, позитивне домінування та проміжне успадкування. В 2019–2020 рр. установлено високу ЗКЗ материнських сортів Хорс і Троян, високі ефекти специфічної СКЗ материнських компонентів Троян, Datcha, Gladys, Grace, Ґатунок, Модерн, Геркулес та батьківських Аграрій і Scrabble. Виділено гібридні комбінації з найбільшою вірогідністю виділення трансгресивних сегрегантів