o-weg kruisen in soja

plantenveredeling

Erfelijkheid schatting in de vroege generaties van twee-weg kruisen in soja

Estimativas de herdabilidade em gerações precoces de cruzamentos biparentais de soja

Marcelo Marchi CostaI, *; Antonio Orlando Di MauroII; Sandra Helena Unêda-TrevisoliIII; Nair Helena Castro ArrielIV; Ivana Marino BárbaroV; Gustavo Dias SilveiraI; Frando Romero Silva MunizI

ABSTRACTE

De schatting van genetische parameters, vooral in de eerste generaties, is zeer nuttig voor de leiding van de selectie in de fokkerij., Het huidige onderzoek werd uitgevoerd om erfenissen in de brede zin, enge zin te schatten en met behulp van ouder-Nakomelingen regressie in F3 soja populaties van zes twee-weg kruisen, afkomstig uit het soja fokprogramma van de Facultad de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal campus. Het werd gebruikt de familie ontwerp met gemeenschappelijke controles gelegen tien percelen uit elkaar. Er werden zeer significante verschillen tussen families waargenomen., De experimentele variatiecoëfficiënt (CVE), de CVg/CVe-verhouding en de erfelijkheid vertoonden een grote variatie tussen de eigenschappen, zijnde de hoogste waarden die werden gevonden voor het aantal peulen, het aantal zaden en de graanopbrengst, wat het bestaan van variantie duidelijk maakte die door het kweken moest worden benut. De schatting van de erfelijkheidscoëfficiënten in brede zin, in enge zin en door regressie was in de meeste situaties dichtbij, waaruit blijkt dat het grootste deel van de genetische variantie additief van aard is, waarbij eenvoudige selectiemethoden tot bevredigende genetische winsten kunnen leiden.,

sleutelwoorden: Glycine max, erfelijkheidscoëfficiënt, ouder-Nakomelingen regressie, kwantitatieve kenmerken.

samenvatting

Het schatten van genetische parameters, vooral in vroege generaties, is zeer nuttig voor het sturen van het selectieproces in fokprogramma ‘ s., Dus, deze studie gericht op herdabilities in de brede en beperkte zintuigen te schatten, evenals door Vader-Zoon regressie in F3 populaties van soja van zes twee-ouderlijke kruisen die behoren tot de soja verbetering programma van de Faculteit Landbouw – en diergeneeskunde (UNESP) – Jaboticabal campus. Het ontwerp dat werd gebruikt was dat van families met getuigen die om de tien percelen werden afgewisseld. Er werden zeer significante verschillen tussen families waargenomen., De experimentele variatiecoëfficiënt( CVE), de CVg/CVe-verhouding en de erfelijkheid varieerden sterk tussen de geëvalueerde karakters, zijnde de hoogste waarden die werden verkregen voor het aantal peulen, het aantal zaden en de graanproductiviteit, waaruit het bestaan van variabiliteit blijkt die door de kweek moet worden benut. De schattingen van erfelijkheidscoëfficiënten in brede, enge zin en door regressie waren in de meeste situaties dichtbij, hetgeen erop wijst dat de meerderheid van de genetische variantie van additieve aard waarvan eenvoudige selectiemethoden tot bevredigende winsten kunnen leiden.,

Palavras-chave: Glycine max, coeficiente de herdabilidade, regressão pai-filho, caracteres quantitativos.

1. Inleiding

Het hoofddoel van fokprogramma ‘ s is het identificeren van superieure genotypen in een talrijke en heterogene populatie. Meestal zijn de moeilijkheden om gewenste genotypen te verkrijgen te wijten aan het grote aantal genotypen, de moeilijkheid om fenotypische verschillen voor polygene eigenschappen te detecteren en de werking van omgevingsfactoren in fenotypische expressie (MONTALVÁN en BARBIN, 1999).,

volgens CRUZ and CARNEIRO (2003) vereist het succes van plantenveredeling voor elke eigenschap in de regel dat deze erfelijk is en ook de aanwezigheid van variatie in de populatie onder selectie. Daarom is erfelijkheid een zeer belangrijke parameter voor de fokker, waardoor de schatting van het erfelijke deel van fenotypische variatie, de schatting van genetische winst en de keuze van de selectiemethoden worden toegepast (REIS et al., 2002).,

erfelijkheid kan worden geschat als een parent-offs similarity measurement, en ook als een breed en eng zintuig genetisch gedeelte, gezien het feit dat erfelijkheid niet de eigenschap karakteriseert, maar de structuur van de bestudeerde populatie (JACQUARD, 1983).

veel onderzoek naar sojabonen is uitgevoerd op basis van schattingen van de erfelijkheid in brede en enge zin (AZEVEDO FILHO et al., 1998; TOLEDO et al., 2000; FARIAS NETO and VELLO, 2001; ROSSMAN, 2001; REIS et al.,, 2002), hoewel weinig van hen zijn gedaan met behulp van ouder-Nakomelingen regressie, waaronder een haver en een sojaboon studie (CABRAL et al., 2001; MUNIZ et al., 2002).

De schattingen van genetische parameters in vroege generaties zijn zeer belangrijk om het fokprogramma te sturen in het proces van het selecteren van de meest veelbelovende genotypes. Daarom werd dit onderzoek uitgevoerd om erfenissen in brede en enge zin en door ouder-Nakomelingen regressie te schatten, in F2 en F3 sojapopulaties uit tweerichtingskruisen voor verschillende eigenschappen.

2., Materiaal en methoden

het huidige onderzoek werd uitgevoerd in het experimentele gebied van de afdeling Plantaardige Productie, aan de Faculteitsfaculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (UNESP), Jaboticabal Campus. De behandelingen bestonden uit 57 F2-en F3-families, afgeleid van 6 tweerichtingskruisen (Tabel 1). Het variabele aantal families per kruising is te wijten aan de selectie van de beste genotypen in de F2-generatie, waaruit families werden geopend in F3. Bijna negen planten per familie werden willekeurig geselecteerd en geëvalueerd voor de genetische parameters schattingen.,

Het experiment werd uitgevoerd met behulp van het familieontwerp met geïntercaleerde controles, waarbij de controlecultivars (Renascença en Liderança) zich tien percelen uit elkaar bevonden. De percelen bestonden uit 5 meter lijnen, 0,5 m uit elkaar en met 20 planten per meter., De volgende kenmerken werden geëvalueerd: aantal dagen tot rijpheid( NDM); planthoogte bij rijpheid (PHM), in centimeters; eerste pod insertie hoogte (FPI), in centimeters; onderdak (L), grade schaal variërend van 1 (rechtopstaande plant) tot 5 (ingediend ‘ zijn plant); agronomische waarde (AV), grade schaal variërend van 1 (slechte plant) tot 5 (uitstekende plant); aantal peulen per plant (NP); aantal zaden per plant (NS); graanopbrengst per plant (GY), in gram.,

statistische analyse

de varianties van de eigenschappen voor elke controle en voor de segregerende generatie werden geanalyseerd volgens het statistisch model van de follovleugel: Yij = µ + fi + ei + pij + dif, waarbij Yij een waarneming is van de JDE plant van de IDE familie; µ is een algemeen gemiddelde van de generatie (controle of familie); fi is het genetische effect toegeschreven aan de IDE familie, met i = 1,2…32; ei is het omgevingseffect tussen rijen (van de controle of Van families); pij is het genetische effect toegeschreven aan de JDE plant van de IDE familie, met j = 1,2…,293; dij is het milieu-effect tussen planten binnen rijen (van de controle of Van families).

de statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van de Genes software (CRUZ, 2001). De oorspronkelijke gegevens van L en AV en van NP en NS werden omgezet in respectievelijk en om de gegevens beter aan te passen aan de normale distributiecurve.

in Tabel 2 wordt een schema weergegeven van de variantieanalyse voor de segregerende generatie (Ft+1 = F3) en voor elke controle.,iv> waar: kf k1 e k2 zijn de gewogen gemiddelden van het aantal planten per perceel voor gezinnen, controle respectievelijk 1 en 2; is de fenotypische variantie tussen de planten binnen gezinnen; de genotypische variantie tussen de planten binnen gezinnen; is de milieu-variantie tussen de planten in het gezin; is de fenotypische variantie tussen gezinnen; de genotypische variantie tussen gezinnen; en is de milieu-variantie tussen gezinnen., cultivars gebruikt als controles wordt volledig homozygoot genotypen, zodat ze kunnen worden gebruikt voor de schatting van de milieu-afwijkingen, waarbij: = is de milieu-variantie tussen de planten in de controle 1; = is de milieu-variantie tussen perceel van controle 1; = is de milieu-variantie tussen de planten binnen 2; en = is de milieu-variantie tussen de percelen van 2.,d=”b0eabc2dbc”>

Genotypic Variance

= –

= –

Additive Genetic Variance and Variance due to the Dominance

Table 3 contains the total genotypic variance fractioning ( ) into additive variance ( ) and variance due to dominance deviations ( ), considering the endogamy coefficient in F3 generation of ½ (CRUZ, 2001)., Deze fractionering was mogelijk omdat zelfbevruchte families, afgeleid van populaties van een kruising tussen twee contrasterende ouders werden gebruikt.,ong gezinnen:

– Binnen gezinnen:

– Totaal:

Erfelijkheid gebaseerd op ouder-nakomelingen regressie

waar b is de regressie-coëfficiënt, met:, waar: Cov(YFt, Ft+1) verwijst naar de co-variantie tussen Ft personen waarden en de Ft+1 lijnen gemiddelde Ft; is de Ft gemiddelde bevolking; is de Ft populatievariantie; r is de Malecot endogamy coëfficiënt.,

3. Resultaten en discussie

Tabel 4 toont een samenvatting van de variantie-analyse waarbij 57 families betrokken waren van 6 kruisingen en geinterkaleerde controles (Renascença en Liderança) voor de acht onderzochte kenmerken. Significante verschillen werden opgemerkt tussen de families voor bijna alle kenmerken in alle 6 kruisen, waaruit de grote variabiliteit tussen de nakomelingen van verschillende families blijkt. Niettemin, onder de afstammelingen binnen de families en tussen en binnen de percelen van de controle, werden geen significante verschillen gevonden voor de meeste eigenschappen in kruisen.,

de experimentele variantiecoëfficiënten (CVe %) varieerden van 0,54% voor NDM in kruis 6 tot 22,47% voor GY in Kruis 4. De meest expressieve CVE-waarden ( % ) werden verkregen voor de FPI -, NP -, NS-en GY-eigenschappen; de laatste drie worden beschouwd als de primaire productiekenmerken, gecontroleerd door een groot aantal genen en sterk beïnvloed door het milieu.

De CVg/CVe-ratio was zeer hoog, variërend van 1,27 voor NDM in Kruis 2 tot 8,36 voor FPI in kruis 6., In het algemeen werden de hoogste waarden gevonden voor de primaire kenmerken (NP, NS en GY) in tegenstelling tot wat werd waargenomen door REIS et al. (2002), waar de secundaire karakters (NDM, PHM en FPI) hoger waren.

De Hoge CVg / CVe-waarden waargenomen voor NP, NS en GY weerspiegelen een zeer gunstige situatie voor de selectie gericht op deze kenmerken, met mogelijkheden tot winst met behulp van eenvoudige selectiemethoden, zoals waargenomen door CRUZ en REGAZZI (1997).,

Tabel 5 geeft een overzicht van de schattingen van de erfelijkheidscoëfficiënten in brede zin tussen en binnen de families, van de enge zin tussen de families, binnen de families en van het totaal en gebaseerd op de regressie van ouders en nakomelingen. De totale bekrompen zin erfelijkheid is gebaseerd op een individu, zijn familie informatie veracht.

in het algemeen werden de hoogste erfelijkheidscoëfficiënten verkregen voor de primaire productiekenmerken (NP, NS en GY), in de meeste kruisingen (Tabel 5)., Deze waarden zijn toe te schrijven aan de hoge genotypische variantie van deze eigenschappen, wegens de opvallende superioriteit van sommige individuen en sommige families in vergelijking met het bevolkingsgemiddelde. Dit kan worden bevestigd door de superioriteit van dezelfde eigenschappen in vergelijking met de genetische variantiecoëfficiënt (Tabel 4).

afzonderlijk kan worden waargenomen in Kruis 4, dat sommige waarden overwon de eenheid voor NP, NS en GY, wat volgens REIS et al., (2002), is een teken van een overschatte additieve genetische variantie of een onderschatte omgevingsvariantie, die een ontoereikendheid van de schattingsmethoden voor deze varianties kan kenmerken. Dit feit kan zijn veroorzaakt door het lage aantal vertegenwoordigers voor sommige gezinnen, die hun ontwikkeling hebben geprofiteerd van de lage stand in de lijn die overeenkomt met de familie.

alle zes erfelijkheidscoëfficiënten vertoonden een grote variatie. Brede zintuiglijke erfelijkheid onder families varieerde van 0,34 (L in kruis 1) tot 0,95 (FPI in kruis 6). Soortgelijke schattingen werden gevonden door REIS et al., (2002), voor de NDM, PHM, NP, NS en GY. MAURO et al. (1995) behaalde ook vergelijkbare resultaten voor PHM en FPI, maar lager voor NP, NS en GY, met hetzelfde plottype. Breed gevoel erfelijkheid binnen families, die varieerde van 0,11 (L in kruis 1) tot 0,89 (GY in Kruis 4) was ook vergelijkbaar met de resultaten verkregen door REIS et al (2002) voor NDM en PHM, hoewel het werd overwonnen door die verkregen voor NP, NS en GY.

Narrow sense erfelijkheid onder families varieerde van 0,27 (L in kruis 1) tot 1,00( GY in Kruis 4), met overeenkomsten met wat werd gevonden door REIS et al. (2002) voor NDM, NP, NS en GY., Lagere schattingen werden gevonden voor PHM. ROSSMANN (2001) behaalde vergelijkbare amplitude niveaus als die van NDM en GY, met iets betere resultaten voor PHM en L. Narrow sense erfelijkheid binnen families vertoonde een hogere variantie, van 0,06 (L in kruis 1 en FPI in kruis 5) tot 1,25 (GY in Kruis 4), met hogere resultaten dan die gevonden door REIS et al. (2002) voor NDM en PHM en iets lager voor NP, NS en GY. De totale narrow sense erfelijkheid varieerde van 0,12 (L in kruis 1) tot 1,07 (GY in Kruis 4), met resultaten die lager zijn dan die verkregen door REIS et al., (2002) voor NDM en PHM en soortgelijke voor NP, NS en GY.

de geschatte erfelijkheid door de ouder-Nakomelingen regressie gelegen tussen 0,14 (PHM in kruis 1) en 1,33 (NS in Kruis 4), vertoonde amplitudeniveaus die vergelijkbaar waren met die verkregen door MUNIZ et al. (2002) voor PHM en FPI en hoger voor NS en GY. FARIAS NETO en VELLO (2001) behaalden vergelijkbare resultaten voor NDM, PHM, L, AV en GY.

Op Tabel 5 kunnen ook de erfelijkheidsgemiddelden van de zes kruisen worden opgemerkt voor alle schattingen en eigenschappen., In het algemeen gaf kruis 1 lagere schattingen dan het gemiddelde voor bijna alle situaties, kenmerken en manieren om erfelijkheid te schatten, met uitzondering van de FPI-eigenschap. Voor het kruis 2, de meeste van de schattingen waren hoger dan het gemiddelde, met uitzondering van GY eigenschap waar alle erfelijkheid coëfficiënten lager waren. De kruis 3 toonde een licht voordeel in vergelijking met gemiddelde schattingen, vooral voor AV, NP en NS eigenschappen. Voor het Kruis 4 waren de meeste schattingen hoger dan gemiddeld voor alle kenmerken., Anders, op het kruis 5, kan worden opgemerkt dat de meeste van de coëfficiënten lager waren dan gemiddeld, met uitzondering van de l eigenschap. Tenslotte liet kruis 6 hogere en lagere schattingen zien dan het gemiddelde in een vergelijkbaar aantal.

de resultaten toonden aan dat de erfelijkheidscoëfficiënten in brede en enge zin vaak dichterbij waren, wat erop wijst dat de meeste genetische variantie waarschijnlijk te wijten is aan het additieve karakter., Dit feit wordt versterkt door de verkregen hoge CVg/CVe-verhouding, met waarden die duidelijk hoger zijn dan de eenheid, waaruit blijkt dat vrij eenvoudige selectiemethoden tot bevredigende resultaten kunnen leiden, vooral voor de primaire kenmerken (NP, NS en GY), die zelfs in vroege generaties economisch belangrijker zijn.

De erfelijkheidsschattingen berekend door regressie van ouder-nakomelingen waren vergelijkbaar met de narrow sense erfelijkheid, met dezelfde overschattingen in Kruis 4 voor NP, NS en GY, met waarden hoger dan de eenheid., Het is echter belangrijk om te benadrukken dat BORÉM (1997) van mening is dat de schattingen verkregen door de ouder-Nakomelingen regressie, vooral in F2 en F3 generaties, van brede aard zijn, vanwege het feit dat ouder-Nakomelingen covariantie componenten van additieve, dominantie en epistatische variantie omvat., Aangezien het grootste deel van de genetische variantie in het huidige experiment additief van aard was, met geminimaliseerde dominantie en epistatische effecten, werd opgemerkt dat de drie erfelijkheidscoëfficiënten (breed, smal en regressie) voor de meeste situaties dicht bij elkaar lagen, vooral in de schattingen die onder families werden verkregen.

De hoge erfelijkheidscoëfficiënten die specifiek voor de NP, NS en GY werden waargenomen, wijzen erop dat de selectie van de vroege generatie, zelfs in de F3-generatie, succesvol zou kunnen zijn door het selectieproces voor de meest veelbelovende genotypes te sturen., De erfelijkheidsschattingen voor de GY, voornamelijk in kruisen 4, 3 en 6, gaven hogere mogelijkheden van winst, rekening houdend met de brede en smalle betekenis coëfficiënten als de ouder-Nakomelingen regressie. De minst veelbelovende kruisen, gezien alle drie de schattingsmethoden, waren de kruisen 1 en 2.

rekening houdend met het feit dat de erfelijkheidscoëfficiënt de differentiële verhouding tussen de selectie bepaalt die naar de volgende generatie zal worden overgedragen, kan worden afgeleid dat de selectie tussen families veelbelovend zal zijn dan de selectie binnen families., Bovendien, de eigenschappen en kruisen die de beste erfelijkheidscoëfficiënten schattingen gepresenteerd ook hogere winst mogelijkheden door middel van eenvoudige selectiemethoden, zelfs in vroege generaties.

4. Conclusies

1. De erfelijkheid schatting in de brede zin, enge zin en door regressie waren dicht in de experimentomstandigheden, waaruit blijkt dat additieve aard vertegenwoordigt het hoogste deel van de genetische variantie.

2. Selectie onder gezinnen bleek het meest veelbelovend dan selectie binnen gezinnen.,

dankbetuigingen

aan CAPES en FAPESP voor de toegekende beurzen en financiële steun aan het onderzoek. Aan de technici Geraldo Mangela de Assis en Amanda Roberta Corrado voor de hulp bij het uitvoeren van de experimenten.

BORÉM, A.; MIRANDA, G. V. Melhoramento de plantas. 4 ed. Viçosa: Editora UFV, Imprensa Universitária, 2005. 525P.

CRUZ, C. D. programa Genes: versão Windows; aplicativo computacional em genética e estatística. Viçosa: Editora UFV, Imprensa Universitária, 2001. 648p.

JACQUARD, A. erfelijkheid: één woord, drie begrippen., Biometrics, Arlington, V. 39, n. 2, 465-477, 1983.

ROSSMANN, H. estimates of genetic and fenotypic parameters of a soybean population evaluated in four years. 2001. 80p. proefschrift (Master in Agronomie) – ESALQ / USP, Piracicaba.

UNÊDA-TREVISOLI, S. H. fenotypische stabiliteit en nageslacht potentieel verkregen door octuple kruisingen in sojabonen. 1999. 228p. proefschrift (PhD in Agronomie) – ESALQ / USP, Piracicaba.

---