Geum.ru

Повышение устойчивости ячменя к стрессовым биотическим и абиотическим факторам в сибири (генетико-биотехнологические аспекты) 03. 00. 16 экология 06. 01. 05 селекция и семеноводство

Вид материалаЛекция

Содержание


Глава 8 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДОНОРНЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

Глава 8

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ДОНОРНЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

8.1. Задачи информационных технологий в адаптивной селекции. Отличительной особенностью селекционных данных является большое разнообразие привлеченного в скрещивания исходного материала разного географического происхождения, многообразие направлений отбора и сопутствующих оценок, многолетний характер наблюдений, что делает практически невозможным их интегральный анализ без использования средств автоматизации и информационных технологий. В Красноярском НИИСХ создано две версии баз данных селекционных питомников ячменя, в первую версию в основу положены таблицы реляционной БД Paradox, во вторую – FoxPro. Созданная на основе СУБД Visual FoxPro 5.0. ИПС «Селекция» включает в себя программу для ЭВМ «Sela» и базу данных «Селекция растений». Обе версии имеют общую структуру и отличаются от других информационных баз данных ретроспективным и практическим направления использования. Формирование баз данных проводили по результатам селекции ячменя, проведенной в Красноярском НИИСХ под руководством академика Сурина Н.А. Структурно схема баз данных соответствует всем этапам селекционного процесса, поля файлов включают вводимые при этом обозначения и изучаемые характеристики создаваемых форм. Для отражения объектов и направлений анализа данных в ИПС «Sela» предусмотрены девять форм отчётов и производить на их основе различные статистические расчеты.

8.2. Анализ разнообразия селекционного материала ячменя с использованием баз данных. Адаптивность определяется сочетанием в одной форме таких свойств как продуктивность, устойчивость к стрессовым факторам, пластичность, широкий ареал распространения. В исследуемый период гибридизации и анализа селекционных данных (1980-1994 гг.) в базу включены сведения о 300 родительских формах, 470 гибридных комбинациях и более 7 тысячах их потомков. В скрещивания привлекались исходные формы из 14 эколого-географических групп (ЭГГ): 1 – Эфиопская, 2 – Западная Европа, 3 – Северная Европа, 4 – Центральная и Восточная Европа, 5 – Украина, 6 – Нечерноземная зона РФ, 7 – Северный Кавказ 8 – Средняя Азия, 9 – Западная Сибирь, 10 – Красноярский край, 11 – Восточная Сибирь, 12 – Дальний Восток РФ, 13 – Японская, 14 – Северная Америка.


Вклад родительских форм каждой ЭГГ среди исходного материала значительно варьировал. Больше всего в скрещивания привлечены родительские формы Красноярского края (23%), Северной Европы (18%), Западной Европы (9%), Нечерноземной зон (8%). Менее 8% от общего числа составляет вклад родительских форм остальных зон. Если динамика привлечения в селекцию исходного материала связана с осуществленным исследователями объемом гибридизации (а не с экологическими факторами), что в значительной мере определяет наполнение селекционных питомников в последующие годы, то выбраковка в питомниках в большей степени отражает влияние экологических факторов.

Разработанный сервис по составлению основных отчетов позволил проанализировать профили движения потомков гибридных комбинаций, а в их составе отдельных родительских форм и ЭГГ по селекционным питомникам, и оценить эффективность скрещиваний по достижению этими объектами конкурсного сортоиспытания. Сравнение ЭГГ по коэффициенту, отражающему среднее количество комбинаций, образованных от одной родительской формы (рис. 8), показывает, что Красноярский край, оставаясь в лидерах по величине этого коэффициента на всех рассмотренных этапах селекции (гибридизация, отбор в СП-1 и в КСИ), демонстрирует невысокую эффективность своих комбинаций по попаданию в КСИ (падение коэффициента от этапа гибридизации до КСИ в 2 раза). Комбинации с участием родительских форм Северной, Центральной и Восточной Европы, Украины и Северного Кавказа в большинстве доходят до конкурсного испытания, что может свидетельствовать о предпочтительности их использования для гибридизации в Красноярском крае по сравнению с формами других ЭГГ.

Рис. 8 – Частота участия в гибридизации (журн. скр.– журнал скрещиваний) и перспективных комбинациях (СП-1 и КСИ) родительских форм разных эколого-географических групп

Подобные профили отражены для успешных гибридных комбинаций, осуществленных за весь период времени, включенный в базу данных, и для отдельных родительских форм, наиболее часто используемых в гибридизации (табл. 15). Неоднородность представленности исходных форм из-за их неравномерного привлечения в гибридизацию определяет необходимость введения относительных показателей для анализа эффективности их использования. Сравнение наиболее часто используемых в гибридизации родительских форм проведено по вкладу в образование перспективного селекционного материала (Зобова, 2008), и предложен коэффициент (КЭФО), равный количеству линий (потомков), отобранных в СП-1 от одной гибридной комбинации, созданной с участием конкретной родительской формы (табл. 15). Коэффициент имеет значимую положительную корреляцию с отбором в СП-2 (r = 0,368), в ПСИ (r = 0,453), в КСИ (r = 0,512) (пороги достоверности на уровне 1% – r = 0,4179, 5% – r = 0,3180), что позволяет использовать показатель при определении успешности включения исходной формы в гибридизацию уже на раннем этапе (отбор в СП-1) (Зобова, 2008).

Таблица 15 – Характеристика потомства родительских форм гибридных комбинаций, с самыми многочисленными отборами в СП-1

Родительская форма
Количество гибридных комбинаций
КЭФО
Количество линий в питомнике

СП-1
КП
КСИ-1
КСИ-3

Красноярский 80
82
8,32
682
260
7
2

Кедр
45
17,8
803
373
22
3

Баджей
29
8,13
173
43
2
-

Баган
24
5,97
195
72
1
1

ТАН-1
21
5,57
117
49
5
1

Дина
20
16,9
338
203
5
1

Г-15910
15
10,2
153
44
6
-

К-27058
19
10,6
201
90
1
-

Г-15910
15
10,2
153
44
6
1

У-53-851
7
26,9
188
80
5
1

С-69-9083
7
32,9
230
115
21
8

Сравнение успешности прохождения наиболее представленных в гибридизации родительских форм по этапам селекции также осуществляли по относительному показателю, равному количеству потомков (линий), сформированных одной гибридной комбинацией и дошедших до определенного этапа селекции (рис. 9).






Рис. 9 – Сравнение родительских форм по успешности прохождения их потомства по этапам селекции, в том числе с применением кластеризации

ТАН 1, Кедр и Дина, имеют самые высокие уровни попадания их потомков в КСИ по этому показателю, и у них самый большой КЭФО из представленных здесь сортов. Таким образом, два подхода в анализе сходства сортов по прохождению этапов селекции свидетельствуют о наличие такового у сортов Кедр и Дина.

Таким образом, разработаны методические подходы для использования информационных технологий и ретроспективного анализа в области селекции растений для поиска доноров адаптивности в конкретных экологических условиях.