Глава 11

БИОМЕТРИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА В СЕЛЕКЦИИ МНОГОЛЕТНИХ КУЛЬТУР

11.1. Особенности количественного анализа многолетних культур

Многолетних культур имеет специфику, связанную с длительным жизненным циклом растений, а также особенностями размножения. Поэтому наряду с указанными ранее биометрико-генетическими методами анализа количественных признаков в селекционно-генетических исследованиях многолетних культур применяют и другие подходы.

Период от скрещивания до получения первого урожая гибридов и анализа признаков продуктивности у многолетних культур может занимать несколько лет. Поэтому родительские пары необходимо подбирать с учетом всей информации о сортах, используя различные методы (кластерный анализ, метод главных компонент и др.).

У многолетних растений в процессе онтогенеза происходит циклическое повторение отдельных его этапов по годам (возрастная изменчивость). Количественная оценка периодичности явлений (например, плодоношения) служит важной биологической характеристикой сорта и представляет большой интерес. Возрастная и паратипическая (средовая) повторяемость количественных признаков сортов также может быть критерием эффективности отбора генотипов в определенных условиях или на определенном этапе жизненного цикла.

Основной способ размножения культурных сортов многолетних растений — вегетативный, в том числе прививка. Взаимодействие подвоя и привоя носит сложный характер, а количественная оценка такого взаимодействия необходима для выявления лучших сортоподвойных комбинаций. В данной главе будут отражены специфические количественные методы, нашедшие применение в селекции и генетике многолетних растений.

11.2. Коэффициент повторяемости

Известно, что признаки генотипов различаются по степени изменчивости в онтогенезе и при изменении средовых условий. Повторяемость отражает способность группы генотипов изучаемой популяции сохранять соотношение (ранги) признака при изменении условий произрастания по годам или местам испытания (паратипическая повторяемость) или в процессе онтогенеза (возрастная повторяемость). Последняя играет важную роль в селекции многолетних растений, характеризующихся циклическим характером развития. Особенно важно знание повторяемости признаков на первых этапах онтогенеза (отбор по сеянцам, отбор по первому урожаю). Повторяемость позволяет ответить на вопрос, на каком году жизни, по какому признаку, в какие по метеорологическим условиям годы следует отбирать сеянцы с лучшими качествами, когда следует размножать новый сорт.

Существуют различные способы количественного определения повторяемости. Наиболее простой из них — определение коэффициента корреляции r_w между значениями или рангами признака у генотипов при изменении условий среды или в онтогенезе. Для этой цели, в частности, используют коэффициент ранговой корреляции Спирмена

, (58)

где — сумма квадратов разностей рангов признака у каждого генотипа при попарном сравнении в двух условиях среды; т — число изучаемых генотипов набора.

Нулевая гипотеза состоит в отсутствии повторяемости (истинное значение r_w=0). Проверка осуществляется по формуле:

, (59)

Если t_расч — расчетный критерий Стьюдента, больше табличного (приложение 2) при df=m-2, то нулевая гипотеза отклоняется: истинное значение r_w>0.

Пример. Изучено десять сортов яблони в течение двух лет. Сорта в результате ранжирования по продуктивности заняли следующие позиции (табл. 57).