7.5. Варианты использования показателей дивергенции

Двухкомпонентный метод. Общий недостаток всех походов к оценке генетической дивергентности потенциальных родительских форм при подборе пар - отсутствие учета близости средних ожидаемого потомства к модели идеального сорта (см. раздел 7.2). Ни дивергентность родителей, ни хорошая выраженность гибридной популяции в отдельности не гарантируют получение перспективного селекционного материала. Рекомендации, т.е. варианты скрещиваний, обычно различаются.

Желательно объединить оба подхода в единой оценке. Простейший вариант такого объединения – двухкомпонентный метод планирования скрещиваний, предложенный С.П. Мартыновым.

Суть метода в использовании отношения — объединенной меры качества любого скрещивания двух родителей

FQ_ij=d_ij/SD_ij,

где d_ij, —расстояние между i-м и j-м родителями [например, показатель (32)], SD_ij — между потомством и идеалом [например, показатель (29)].

Целесообразно организовать на ЭВМ сплошной перебор всевозможных комбинаций простых и сложных скрещиваний и выбрать варианты с максимальными значениями показателя FQ.

Для иллюстрации использованы данные из табл. 28: средние значения пяти признаков за два года для четырех сортов, среднеквадратические отклонения, идеальные уровни и веса десяти годо-признаков. Использованы также коэффициенты родства четырех сортов. Результаты оценок-прогнозов FQ для вариантов скрещивания некоторых из этих сортов, полученные двухкомпонентным методом, представлены в табл. 30.

30. Параметры комбинаций простого скрещивания

Из табл. 30 видно, что лучшей комбинацией является Саратовская-54  Альбидум-1800. У нее высокая дивергентность родителей сочетается с достаточно малым отклонением признаков потомства от заданного идеала. У комбинации Саратовская-42Альбидум-1800 показатель SD невелик и даже ниже, чем у комбинаций Саратовская-42Саратовская-54 и Саратовская-52Альбидум-1800, получивших ранги 2 и 3 по величине FQ. За счет меньшей дивергентности родительских сортов комбинация Саратовская-42Альбидум-1800 получила меньшее значение функции качества.

Концепция стержневой (core) коллекции. Селекционно-генетические исследования и, в частности, подбор пар сопряжен с проблемами формирования и поддержания больших коллекций формообразцов культуры – потенциальных родителей. Для сокращения числа образцов коллекции без существенного снижения общего генетического разнообразия А. Браун сформулировал концепцию сохранения т.н. стержневой коллекции. Суть метода – выбор и поддержание лишь небольшой доли образцов коллекции, максимально генетически несходных в совокупности.

Вначале для каждой пары образцов исходной большой коллекции оценивается какой-либо показатель генетического различия (сходства) – например, евклидово расстояние. Вычисляется дисперсия этого показателя относительно «общего центра» коллекции – гипотетического образца со средними значениями всех признаков, участвующих в оценке евклидова расстояния. Эта дисперсия характеризует общее генетическое разнообразие коллекции.

На основе парных евклидовых расстояний проводится кластерный анализ всех образцов коллекции: в пределах каждого кластера оказываются генетически сходные образцы, а в разных – несходные (см. раздел 3.2). Затем из каждого кластера случайным образом отбирается малая доля его образцов. Оценивается общая дисперсия евклидовых расстояний всех отобранных образцов относительно их нового «общего центра». Проверяется насколько уменьшилась дисперсия для отобранной части образцов по сравнению с исходной большой коллекцией. В случае недопустимо большого снижения дисперсии можно несколько увеличить долю отобранных образцов или “переместиться” по дендрограмме образцов к более позднему шагу кластеризации, где выделено большее число кластеров и повторить процедуру случайного отбора образцов из них. Оставшийся набор называется стержневой коллекцией, которую и следует поддерживать, а также пополнять, ориентируясь на максимальное увеличение генетического разнообразия.

Попытки применения подобного метода для больших коллекций образцов культурных растений позволяли в некоторых случаях сокращать объем коллекции в 5-7 и более раз при снижении исходного генетического разнообразия всего на 5-10%. Реализация этой концепции, естественно, возможна лишь при наличии компьютерного банка данных об исходной коллекции и программ, реализующих описанный алгоритм формирования стержня коллекции.