10.6. Сравнение сортообразцов по комплексу признаков

Объективное сравнение сортообразцов по комплексу хозяйственно ценных признаков на основании результатов сравнительных испытаний — наиболее сложная проблема в биометрической генетике для селекции растений.

Чаще других используют различные модификации фенотипических индексов, простейший из которых имеет следующую структуру:

где a_l — относительный экономический вес l-го признака, входящего в комплекс (l=1..L); у_li — усредненное по повторениям (или по годам, местам испытания) фенотипическое значение l-го признака у i-го соргообразца. Лучшими считают сортообразцы с максимальными значениями фенотипического индекса .

Другой подход — сравнение значений y_li каждого сортообразца с заданными уровнями признаков комплекса Y_l у идеального сорта. Если каждый y_li близок соответствующему значению Y_l, то сортообразец считают максимально соответствующим требованиям, предъявляемым к идеальному сорту. Используют также методы, объединяющие этот подход с взвешиванием признаков типа фенотипического индекса. Рассмотрим один из таких методов.

Взвешенное отклонение от параметров идеального сорта. В основе метода С.П. Мартынова, предназначенного для сравнительной оценки сортообразцов по комплексу признаков, лежит показатель

здесь a_l — вес, характеризующий степень нежелательности отклонения l-го признака от Y_l, т.е. от уровня l-го признака у идеального сорта; — фенотипическая дисперсия сортообразцов по l-му признаку. Нормировка т.е. деление на позволяет избавиться от влияния разных размерностей учитываемых признаков – их вклады в SD_i становятся безразмерными.

Чем меньше значение SD_i, тем ближе i-й сортообразец к идеальному сорту. Рассмотрим метод на примере.

Пять линий яровой пшеницы изучали в течение двух лет в общей сложности по 11 признакам, условно разделенным на три группы (табл. 56).

56 Характеристика линий в двухлетнем конкурсном испытании

1. Поскольку первый год можно считать благоприятным, а второй — нет, то есть смысл не усреднять урожайность (УР) по годам, а рассматривать как два признака. Ведь и урожайность идеального сорта может быть задана как два параметра — для хороших и неблагоприятных условий выращивания.

2. Качество (семь признаков) — содержание клейковины в муке (СК) и качество клейковины (КК) за два года по отдельности, валориметрическое число (ВЧ), объемный выход хлеба (ОВХ) и процент белка, содержащегося в зерне (СБ).

1. Признаки, коррелирующие с устойчивостью к полеганию и болезням, — высота растения (ВР) и период всходы — колошение (ВК).

Принцип задания весов a_l следующий. Пусть вклады различных групп признаков в комплексную оценку линий SD должны быть следующими: урожайность — 60%, качество — 30%, устойчивость — 10%. При этом вклад наиболее значимых признаков (ВЧ, ОВХ, СБ) должен составлять 60% от общего вклада признаков качества. Подставляя в формулу (43) заданные вклады и число признаков, получаем:

для урожайности веса а_l= 0,611/2=3,3;

для ВЧ, ОВХ, СБ а_l=(0,311/7)(0,67/3)=0,7;

для СК, КК а_l=(0,311/7)(0,47/4)=0,3;

для ВР, ВК а_l=0,111/2=0,6.

a_l для признаков, к снижению которых следует стремиться (высота растения и период всходы — колошение), отрицательны. Это сделано, чтобы превышение линии над идеальным сортом по каждому из этих признаков вызывало отрицательный эффект — увеличение SD, т.е. снижало комплексную оценку линии.

Теперь можно вычислить комплексный показатель для первой линии:

SD₁ =3,3(35-25)/5,1-0,6(90-80)/16-0,6(40-35)/4,4+

+0,3(30-29)/2,3+0,3(0)/12,9+3,3(21-20)/2,6+

+0,3(40-36)/3,9+ 0,3(0)/8,2+0,7(70-60)/12+

+0,7(800-500)/178,2+0,7(16-15)/0,8=8,41.

Параметры идеального сорта для признака КК заданы в виде интервала допустимых значений. Поэтому для линии № 1 отклонения от идеала по этому признаку считают равным нулю (60 и 70 — внутри диапазона 55...75).

Для всех линий SD_i приведены в табл. 56. В этом примере линия № 3 имеет лучшую интегральную оценку; линия № 4 — при наивысшей урожайности в благоприятный год показала минимальную урожайность во второй год, а также низкое качество. Поэтому у линии № 4, как и у низкоурожайной № 2, наихудшая комплексная оценка.

В описанном выше несложном методе, во-первых, не учитываются остаточные ошибки оценок у_li, полученных на основании малой выборки результатов испытания. Во-вторых, не принимаются во внимание корреляционные отношения между признаками, которые можно использовать для уточнения комплексных оценок сравниваемых сортообразцов. Эти недостатки компенсирует метод индексов по Смиту (раздел 9.5). Однако он предназначен для повышения надежности отбора форм в расщепляющейся популяции, а не для сравнительной оценки предварительно отселектированных константных сортообразцов. Поэтому были проведены исследования по модификации метода с целью приблизить его к задачам сравнительной оценки сортообразцов [9].

Установлено, что теория метода допускает учет не только аддитивных эффектов генов, но также доминирования (важно для сравнения образцов перекрестников) и эпистатических эффектов в детерминации признаков сравниваемых сортообразцов. Удалось учесть в моделях, используемых в методе индексов, влияние лет или мест испытания, а также взаимодействие (GE). В результате появилась возможность строить индексные оценки сортообразцов по комплексу количественных признаков не только на основе одного опыта с повторностью, но также по данным совместного испытания из разных мест или за несколько лет .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Как влияет взаимодействие генотип-среда на сравнительные оценки урожайности сортообразцов?

2. В чем опасность систематического сдвига условий испытаний на сортоучастках относительно условий производства?

3. Почему чувствительность многофакторного дисперсионного анализа часто недостаточна для сравнения сортообразцов по данным экологического и госсортоиспытания?

4. Как проверяют адекватность модели регрессии на средние?

5. Сравните урожайности восьми сортов из табл. 53 на госсортоучастках Тернопольской области за два года испытания и их среднемноголетние урожайности при = 37,45 [параметры регрессий на средние (54) для восьми сортов даны в табл. 53].

6. Какие параметры используют для сравнения сортообразцов по стабильности количественного признака?

7. Определите дисперсии урожайности по средам испытания для каждого из восьми сортов из табл. 53. Сравните дисперсии между собой и с коэффициентами b_i этих сортов из той же таблицы.

8. В чем сложность сравнения сортообразцов одновременно по величине и стабильности признака?

9. Назовите основные методы подбора сред как фонов для отбора.

10. Почему различаются сравнительные оценки сортообразцов с помощью простого фенотипического индекса и индекса по Смиту?