Wielowymiarowa analiza różnorodności genotypowej linii wsobnych żyta ozimego (Secale cereale L.) dla cech rolniczych i fenologicznych

• Autorzy: Kubicka H. , Madry W. , Sieczko L. , Komar A. , Puchalski J.

Warianty tytułu

EN

Multivariate analysis approach to evaluate genotypic diversity of winter rye (Secale cereale L.) inbred lines for agronomic and phenological characters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Odmiany żyta charakteryzują się niewielkim zróżnicowaniem fenotypowym. Spowodowane jest to tym, że efekty genów recesywnych występujących w stanie heterozygotycznym są niewidoczne fenotypowo. Ich ekspresja ujawnia się dopiero w liniach wsobnych, które są bardzo ważnym źródłem genetycznej zmienności. W latach 2000-2002 przebadano 72 linie wsobne żyta ozimego (Secale cereale L.), pokoleń S₁₀-S₂₂ pod względem cech rolniczych (wschody, przezimowanie, wysokość roślin, długość kłosa, liczba ziarniaków w kłosie, masa tysiąca ziarniaków, liczba źdźbeł produktywnych) i cech fenologicznych (długość okresu nalewania ziarna i okresu wegetacyjnego). Celem pracy była charakterystyka zmienności kolekcji badanych linii wsobnych pod względem 9 cech rolniczych oraz wyodrębnienie i opisanie grup linii, zawierających obiekty o dużym podobieństwie wielocechowym za pomocą hierarchicznej analizy skupień i analizy składowych głównych. Stwierdzono istotną zmienność genotypową dla badanych linii wsobnych pod względem każdej analizowanej cechy. Największą zmienność fenotypową i genotypową linii wsobnych stwierdzono dla liczby ziaren w kłosie, masy 1000 ziaren (MTZ) i liczby kłosów produktywnych. Obie cechy fenologiczne odznaczały się najmniejszą zmiennością fenotypową. Zastosowana metoda pozwoliła wydzielić 10 grup linii genotypowo podobnych pod względem 9 cech. Stwierdzono, że niektóre grupy jednorodne zawierały linie wsobne pochodzące z wielu odmian. Zaobserwowano także, że linie wsobne wyselekcjonowane z tych samych odmian należały do różnych grup jednorodnych. Wskazano te cechy, które miały największy udział w ogólnym wielocechowym zróżnicowaniu badanych linii.

EN

Rye varieties are characterized by a narrow phenotypic diversity. This is because of the effects of recessive genes found in a heterozygotic state do not express phenotypically. Their expression appears only in inbred lines which are a very important source of genetic variability. In the years 2000-2002 research on 72 inbred lines of winter rye of the S₁₀-S₂₂ generation (Secale cereale L.) was carried out. Agronomic (germination, hibernation, plant height, ear length, grain number per ear, weight of thousand grains, number of productive ears and phenological characters (grain filling period and vegetative period) were observed. The purpose of the paper was to characterize variability of the inbred lines collection for 9 characters as well separating and description of homogenous groups containing lines showing multivariate similarity using a hierarchical cluster analysis and principal component analysis. Genotypic variation of the inbred lines was significant for each of the studied character. A substantial genetic diversity was revealed for yield-related characters in the collection. Then the collection of in- bred lines constitutes valuable material for genetic research and breeding. The greatest phenotypic and genotypic variation of inbred lines was observed for grain number per spike, weight of thousand grains and number of productive spikes. The phenotypic coefficient of variation for those characters was between 31.7 to 45.1%. The smallest variation of lines was detected for both phenological characters, grain filling period and vegetative period. Inbred lines of rye characterized by extreme values of analyzed characters were identified. The used multivariate methods allowed to distinguish 10 genotypically homogenous groups of inbred lines as measured in terms of 9 characters. It was proved that some homogeneous groups contained inbred lines originating from different varieties. It was also noticed that inbred lines selected from the same varieties belonged to different homogeneous groups. Those characters which had the greatest contribution to multivariate diversity of the studied lines were identified.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2004
• Tom: 497
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.375-389,tab.,rys.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kubicka H.

• Ogród Botaniczny-Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, ul.Prawdziwka 2, 02-973 Warszawa

autor

Madry W.

• Katedra Statystyki i Matematycznej i Doświadczalnictwa, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Sieczko L.

• Katedra Statystyki i Matematycznej i Doświadczalnictwa, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Komar A.

• Ogród Botaniczny-Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, ul.Prawdziwka 2, 02-973 Warszawa

autor

Puchalski J.

• Ogród Botaniczny-Centrum Zachowania Różnorodności Biologicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, ul.Prawdziwka 2, 02-973 Warszawa

Bibliografia

• Assefa K., Ketema S., Tefera H., Nguyen H., Blum A., Ayele M., Bai G., Simane B., Kefyalew T. 1999. Diversity among germplasm lines of the Ethiopian cereal tef [Eragrostis tef (Zucc.) Trotter]. Euphytica 106: 87-97.
• Badenes M.L., Martinez-Calvo J., Llacer G. 2000. Analysis of a germplasm collection of loqual (Eriobotrya japonka Lindi). Euphytica 114: 187-194.
• Betran F.J., Ribaut J.M., Beck D., Gonzalez de Leon D. 2003. Genetic diversity, specific combining ability, and heterosis in tropical maize under stress and nonstress environments. Crop Science 43: 797-806.
• Bujak H, Kaczmarek J., Kadłubiec W., Grochowski L. 2000. Interakcja genotypowo- środowiskowa żółtoziamistych linii żyta ozimego. Biuletyn IHAR 216: 55-60.
• Bujak H. 2000. Analiza dziedziczenia cech ilościowych żyta. Biuletyn IHAR 216: 47-54.
• Bulińska-Radomska Z. 2003. Zmienność genetyczna, struktura populacji oraz pokrewieństwo dzikich i uprawnych gatunków Trifolium. Monografie i Rozprawy Naukowe, IHAR, Radzików: 193 ss.
• Cantini C., Cimato A., Sani G. 1999. Morphological evaluation of olive germplasm present in Tuscany region. Euphytica 109: 173-181.
• Dillmann C., Bar-Hen A., Gurin D., Charcosset A., Murigneux A. 1997. Comparison of RFLP and morphological distances between maize Zea mays L. inbred lines. Consequences for germplasm protection purposes. Theor. Appl. Genet. 95: 92-102.
• Drzewiecki J., Warzecha R. 2000. Elektroforegramy zein i podobieństwo genetyczne komponentów rodzicielskich mieszańców kukurydzy a efekt heterozji. Biuletyn IHAR 216: 365-370.
• Dudnikov A.J. 2000. Multivariate analysis of genetic variation in Aegilops tauschii from the world germplasm collection. Gen. Res. Crop Evol. 47: 185-190.
• Elandt R. 1964. Statystyka matematyczna w zastosowaniu do doświadczalnictwa rolniczego. PWN Warszawa: 595 ss.
• Falconer D.S. 1991. Introduction to quantitative genetics. Oliver and Boyd, Edinburgh.
• Harch B.D., Basford K.E., DeLacy I.H., Lawrance P.K. 1997. The analysis of large scale data taken from the world groundnut (Arachis hypogaea L) germplasm collection. I. Two-way quantitative data. Euphytica 95: 27-38.
• Kadłubiec W., Karwowska C., Kurczych Z., Kuriata R., Walczowska-Kurczych S. 2000. Zdolność kombinacyjna linii wsobnych kukurydzy. Biuletyn IHAR 216: 371-378.
• Kaiser H.F. 1960. The application of electronic computers to factor analysis. Educational and Psychological Measurement 20: 141-151.
• Karoński M., Caliński T. 1973. Grupowanie obiektów wielocechowych na podstawie odległości euklidesowych. Algorytmy Biometryczne i Statystyczne, Roczn. AR w Poznaniu 2: 117-125.
• Kolasińska I., Osiński R., Osińska A. 1998. Zmienność cech związanych z wartością żywieniową w liniach wsobnych żyta. Biuletyn IHAR 205-206: 59-69.
• Kubicka H., Kubicki B. 1989. Współzależności pomiędzy cechami związanymi z typem wzrostu w liniach wsobnych żyta ozimego (Secale cereale L.). Biuletyn IHAR 170: 12-22.
• Madej L., Raczyńska-Bojanowska K., Rybka K. 1990. Variability of the content of suluble non-digestible polysaccharides in rye inbred lines. Plant Breeding 104: 334-339.
• Mayo O.1980. The theory of plant breeding. Clarendon Press, Oxford: 293 ss.
• Mądry W. 1993. Studia statystyczne nad wielowymiarową oceną zróżnicowania cech ilościowych w kolekcjach zasobów genowych zbóż. Monografie i Rozprawy, Wydaw. SGGW: 108 ss.
• Mądry W. 1997. A statistical approach to multivariate evaluation of diversity with respect to quantitative characteristics in cereal germplasm collections. J. Applied Statistics 24: 573-58.
• Mądry W., Kubicka H. 1988. Wielocechowa ocena zróżnicowania linii wsobnych wyselekcjonowanych z odmian uprawnych żyta ozimego (Secale cereale L.). Hodowla Roślin, Aklimatyzacja i Nasiennictwo 32: 15-26.
• Michaelson-Yeates T.P.T., Marshall A., Abberton M.T., Rhodes I. 1997. Self-compatibility and heterosis in white clover (Trifolium repens L.). Euphytica 94: 341-348.
• Mohammadi S.A., Prasanna B.M. 2003. Analysis of genetic diversity in crop plants-Salient statistical tools and considerations. Crop Science 43: 1235-1248.
• Morrison D.F. 1990. Wielowymiarowa analiza statystyczna. PWN Warszawa: 589 ss.
• Muszyński S., Mądry W. Tomaszewski M., Sowa A., Zimny. J. 2000. Genetyka dla rolników. Fundacja „Rozwój SGGW”, Warszawa: 204 ss.
• Pietrzykowski R., Rakoczy-Trojanowska M., Zieliński W. 1997. Wykorzystanie wielowymiarowych metod statystycznych do oceny zmienności somaklonalnej u żyta ozimego (Secale cereale L.). Mat. I Kraj. Konf. „Hodowla roślin 19—20 XI Poznań. 171-174.
• Podyma W. 1998. Zbiór zasobów genowych roślin użytkowych i ich dzikich przodków oraz stan kolekcji w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 463: 31-50.
• Popov V.N., Urbanovich O.Yu., Kirichenko V.V. 2002. Studying genetic diversity in inbred sunflower lines by RAPD and isozyme analyses. Russian Journal of Genetics 38: 785-790.
• Rotondi A., Magli M., Ricciolini C., Baldoni L. 2003. Morphological and molecular analyses for the characterization of a group of Italian olive cultivars. Euphytica 132: 129-137.
• Tikhenko N.D., Tsvetkova N.V, Voylokov A.Y 2003. The effect of parental genotypes of rye lines on the development of quantitative traits in primary octoploid triticale: spike fertility. Russian Journal of Genetics 39: 295-299.
• Węgrzyn S., Śmiałowski T., Grochowski L. 1996. Zmienność i współzależność cech oraz ocena zjawisk genetycznych w kolekcji roboczej żyta ozimego 1977-1992. Biuletyn IHAR 200: 69-84.
• Zeven A.C., Waninge J., van Hintum Th., Singh S.P. 1999. Phenotypic variation in a core collection of common bean (Phaseolus vulgaris L.) in the Netherlands Euphytica 109: 93-106.