10.5. Совокупности сред (фонов) для сравнительного испытания сортообразцов.

Эффективность оценки и отбора форм на различных этапах селекционного процесса во многом зависит от правильного подбора фонов, на которых ведут селекцию. Существуют два основных подхода к анализу среды как фона для отбора.

Первый основан на кластерном анализе и обеспечивает классификацию различных сред по реакции генотипов. Исходные данные – это, например, урожайности сортов одного набора конкретной культуры, который был испытан в течение нескольких лет в разных средах (например, на многих сортоучастках). Среды естественно группировать по принципу минимальной дисперсии взаимодействия генотип-среда ( ) в кластерах и максимальной — между кластерами. В результате внутри каждого кластера объединятся среды, которые при испытании обеспечивают близкую реакцию сортообразцов (рис. 34 а).

Затем от каждого кластера выбирают любую среду-представителя всего кластера сред. Считается, что ее достаточно для проведения будущих испытаний генотипов. В остальных средах кластера новые испытания можно не проводить, т.к. результаты сравнения генотипов (ранги по признаку) будут аналогичны. Такой подход позволяет значительно сократить число сред испытания сортов. Таким способом, например, при оценке сортов овса Т.Хорнер и К.Фрей подразделили штат Айова (США) всего на четыре субрайона с одной точкой испытания в каждом.

Основной недостаток кластерного анализа в том, что его рекомендации обычно меняются в зависимости от культуры, изучаемого признака и, возможно, от набора генотипов, условий года.

Второй подход к анализу среды как фона для отбора генотипов — параметрический. В этом случае среды (фоны) оценивают и выбирают по количественным параметрам.

С целью комплексной оценки среды как фона для отбора А.В.Кильчевским и Л.В.Хотылевой [11] предложен метод в основе которого — данные испытания п генотипов в т средах и с повторениях. Тогда обычная модель изменчивости признака:

y_ijk=μ+g_i+E_j+V_ij+e_ijk.

y_ijk — фенотипическое значение i-го генотипа, выращенного в j-й среде в k-м повторении;  — общая средняя всей совокупности фенотипов; g_i — эффект i-го генотипа; E_j — эффект j-й среды; V_ij —взаимодействие генотип-среда; е_ijk —ошибки опытов. Проверку достоверности их влияния на изменчивость признака проводят с помощью обычного двухфакторного дисперсионного анализа (см., например, табл. 38).

Эффекты генотипов, сред и взаимодействия оценивают по следующим формулам:

В этом методе несколько основных параметров, характеризующие пригодность среды как фона для отбора при анализе сред в экологическом или государственном сортоиспытании. Это типичность; способность выявлять генотипические различия сортообразцов в изучаемом наборе (дифференцирующая способность); продуктивность среды; повторяемость вышеперечисленных параметров по годам и при изменении набора сортообразцов.

Типичность конкретной среды — это ее способность сохранять ранги признака у сортообразцов, полученные при их усредненной оценке во всей совокупности сред, для которых ведут селекцию. Количественной мерой типичности среды может служить t_j —коэффициент типичности j-й среды т.е. корреляции между значениями признака у сортообразцов в j-й среде (y_ij) и средними значениями сортообразцов при их изучении в ряде сред (y_i.).

Для определения дифференцирующей способности j-й среды используют дисперсию:

Чем больше j-й среды, тем сильнее генотипические различия сортообразцов по данному признаку. Относительная дифференцирующая способность среды % позволяет сопоставлять результаты исследования с разным набором культур, сортообразцов, сред и признаков.

Продуктивность j-й среды равна отклонению среднего значения признака у всех сортообразцов от среднего популяционного (эффект среды E_j).

Повторяемость можно оценить по коэффициентам корреляции r между параметрами в разных пунктах испытания в различные годы или при изменении набора сортообразцов.

При выборе среды как фона для отбора может возникнуть ситуация, когда не ясно, какому из параметров следует отдать предпочтение (нетипичный фон может способствовать выявлению различий, типичный — нивелировать их и пр.). В качестве комплексного показателя для ранжирования сред по их пригодности как фона отбора в этом методе использован т.н. коэффициент предсказуемости

где t_j - коэффициент типичности j-й среды; - относительная дифференцирующая способность j-й среды.

Этот показатель имеет высокое значение только при одновременно больших величинах t_j и .

Метод оценки основных параметров среды по реакции сортообразцов можно использовать в различных селекционно-генетических и биологических экспериментах, где генотипы изучают с повторениями в нескольких средах.

Рассмотрим в качестве примера результаты применения этого метода к данным регионального испытания восьми образцов картофеля в трех провинциях Канады (Нью-Брунсвик, Нова-Скотиа, Принс-Эдвард-Айленд) в течение двух лет, полученные американским селекционером Г.Тайем. Учитывался один признак — товарный урожай клубней с делянки (табл. 55).