Генетичний аналіз кількісних ознак у зв’язку із взаємодією генотип-середовище у озимих тритикале і пшениці - Автореферат

Тестування генотипів за цими параметрами уможливить включення в селекційний процес тільки тих із них, які можуть бути донорами для створення сортів зі стабільним і високим урожаєм у різних умовах середовища. Поряд з цим існує необхідність генетичного виділення однорідних еколого-генетичних зон, що надало б можливість, використовуючи методи експресної оцінки еколого-генетичних параметрів, здійснювати за даними одного пункту випробування оцінку селекційного матеріалу для всієї зони. Вивчення генетики кількісних ознак сільськогосподарських культур складає важливу частину теоретичних досліджень, спрямованих на створення найбільш загальних характеристик генетики виду, а в практичному плані розробки стратегії й тактики селекційного процесу, що включає такі важливі компоненти, як добір батьківських пар для схрещувань, початок і напрямок доборів у гібридних популяціях. Дисертаційна робота виконана в рамках держбюджетних тем: “Створити нові сорти озимої мякої пшениці й тритикале з потенціалом урожаю зерна 70 - 100 ц/га, стійких до хвороб і впровадити їх у виробництво хлібопродуктів” (№ держреєстрації 0101U005084), а також теми “Створення нових сортів озимих пшениці й тритикале й розробка їхньої сортової агротехніки в степу України з наступним впровадженням у виробництво” (№ держреєстрації 0101U005084). Дисертант на посаді завідувача кафедри селекції, генетики і захисту рослин здійснював наукове керівництво даними темами та брав безпосередню участь у проведенні експериментів при їх виконанні.Вивчення успадкування кількісних ознак у звязку із взаємодією генотип-середовище дозволило формалізувати поняття екологічної пластичності в рамках регресійної моделі кількісної ознаки, розробити експресний метод оцінки цієї властивості без проведення екологічних випробувань і метод генетичного визначення однорідних за умовами екологічних зон, виявити взаємозвязки між найважливішими показниками еколого-генетичних характеристик генотипів, установити прояв генетичних параметрів кількісних ознак у системі діалельних схрещувань для споріднених видів пшениці й тритикале, а також запропонувати методи їх оцінки при неповних діалельних схрещуваннях без втрати якості одержуваної генетичної інформації. Формалізація цього поняття в рамках лінійної регресійної моделі дозволяє здійснювати оцінку цієї властивості з використанням параметрів лінійного рівняння, у якому вільний коефіцієнт відображає загальну пристосованість, а коефіцієнт регресії - реакцію генотипу на умови середовища. На основі виявленого у пшениці генетичного взаємозвязку між реакцією генотипів на умови середовища і регресією зерно/біомаса, а також збиральним індексом розроблено метод експресної оцінки екологічної пластичності з одного пункту випробування в даній екологічній зоні. Встановлено, що взаємозвязки між еколого-генетичними параметрами: дисперсією ознаки, ековалентом Вріке, оцінками Плейстеда й Шукли, стабільністю й реакцією на умови середовища Еберхарта й Рассела залежать від екологічної кореляції генотипів у вибірці. Для одержання оцінок параметрів екологічної пластичності незалежно від величини та співвідношення екологічних коефіцієнтів кореляції запропоновано метод головної осі, в основу якого покладено відношення середніх квадратичних відхилень генотипів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Вивчення успадкування кількісних ознак у звязку із взаємодією генотип-середовище дозволило формалізувати поняття екологічної пластичності в рамках регресійної моделі кількісної ознаки, розробити експресний метод оцінки цієї властивості без проведення екологічних випробувань і метод генетичного визначення однорідних за умовами екологічних зон, виявити взаємозвязки між найважливішими показниками еколого-генетичних характеристик генотипів, установити прояв генетичних параметрів кількісних ознак у системі діалельних схрещувань для споріднених видів пшениці й тритикале, а також запропонувати методи їх оцінки при неповних діалельних схрещуваннях без втрати якості одержуваної генетичної інформації. Отримані результати дозволяють зробити наступні висновки.

1. Екологічна пластичність визначається загальною пристосованістю генотипу до умов кліматичної зони і його реакцією їх зміни. Формалізація цього поняття в рамках лінійної регресійної моделі дозволяє здійснювати оцінку цієї властивості з використанням параметрів лінійного рівняння, у якому вільний коефіцієнт відображає загальну пристосованість, а коефіцієнт регресії - реакцію генотипу на умови середовища.

2. На основі виявленого у пшениці генетичного взаємозвязку між реакцією генотипів на умови середовища і регресією зерно/біомаса, а також збиральним індексом розроблено метод експресної оцінки екологічної пластичності з одного пункту випробування в даній екологічній зоні.

3. Встановлено, що взаємозвязки між еколого-генетичними параметрами: дисперсією ознаки, ековалентом Вріке, оцінками Плейстеда й Шукли, стабільністю й реакцією на умови середовища Еберхарта й Рассела залежать від екологічної кореляції генотипів у вибірці. Для одержання оцінок параметрів екологічної пластичності незалежно від величини та співвідношення екологічних коефіцієнтів кореляції запропоновано метод головної осі, в основу якого покладено відношення середніх квадратичних відхилень генотипів.

4. Успадкування кількісних ознак у тритикале й у пшениці схожі. Ознаки висоти рослин та її компонентів: довжини 1-го й 2-го верхніх міжвузел, а також довжина колосу контролюються адитивними генами зі стабільним проявом у різних умовах. Для ознак продуктивності: кількості колосків у колосі, кількості зерен з колосу, маси зерен з колосу характерно перевизначення генетичних формул за умовами середовища. Ознака маси 1000 зерен контролюється за адитивном типом незалежно від умов середовища.

5 У тритикале виявлена подібність структури генетичних кореляцій, кореляцій ЗКЗ і СКЗ, тоді як у пшениці така схожість виявляється тільки в окремих випадках, що може бути наслідком різної інтегрованості складових геномів досягнутої у процесі селекції. В той же час для пшениці кореляції генотипові, ЗКЗ і СКЗ у різні роки випробувань відносно більш стабільні, ніж у тритикале.

6. Генетичний аналіз неповних діалельних схрещувань запропонованими алгоритмами з поправками на неврегульованість середніх квадратів дозволяє одержати незміщені оцінки загальної та специфічної комбінаційної здатності з високим ступенем їх співпадання з їх теоретичними або еталонними значеннями, отриманими методом Грифінга.

7. Дослідження неповних діалельних схем схрещування показали, що для практичного застосування найбільш суттєвими є незбалансовані нерегулярні схеми, що не вимагають спеціального планування експерименту, а алгоритми оцінок комбінаційної здатності для даних схем дають найбільш точні значення.

8. Розроблені ЕОМ-програми для оцінки комбінаційної здатності при неповних схемах діалельних схрещувань дозволяють оперативно проводити розрахунки незважаючи на складність і громіздкість алгоритмів.

Дремлюк Г.К., Герасименко В.Ф. Приемы анализа комбинационной способности и ЭВМ-программы для нерегулярных скрещиваний.- М.: Агропромиздат, 1991; Одесса: СГИ, 1992.- 144 c.

Доля участі - 60%. Особистий внесок здобувача: дисертант є співавтором ідеї виконання даної роботи, ним здійснено аналітичні дослідження неповних діалельних схем схрещувань, виконано моделювання різних ситуацій з використанням, написаних дисертантом, ЕОМ-програм, розроблені ЕОМ-програми для оцінки комбінаційної здатності різними методами при неповних діалельних схрещуваннях.

Герасименко В.Ф. Конкурентные и экологические зависимости между признаками продуктивности в популяциях озимой мягкой пшеницы // Генетико-цитологические аспекты селекции сельскохозяйственных растений: Сб.научн.тр. / ВСГИ.-Одесса, 1984.-C. 77-84.

Герасименко В.Ф., Исаров Л.С. Факторы коррелированности урожайности генотипов озимой пшеницы в экологии // Биология и агротехника зерновых культур в условиях интенсивного производства.-Одесса, 1987.-C. 47-50.

Доля участі - 95%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, аналітичні дослідження, моделювання ситуацій взаємодії генотип-середовище в популяціях, аналіз отриманих результатів і публікація статті.

Герасименко В.Ф. Анализ взаимодействия генотип-среда в связи с приспособленностью // Взаимодействие генотип-среда у растений и его роль в селекции: Сб.научн.тр. / КНИИСХ.-1988.-С. 94-103.

Герасименко В.Ф. Предварительная оценка селекционного материала по параметрам экологической пластичности // Сельскохозяйственная биология.-1981.-Т.16, № 6.-С. 938-941.

Герасименко В.Ф. Исследование алгоритмов сравнительной оценки генотипов по реакции на среду // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1983.- № 1 (47).- C. 61-65.

Герасименко В.Ф. Причины снижения точности оценок параметров экологической пластичности // Цитология и генетика.- 1983.- № 5.- C. 61-65.

Герасименко В.Ф. Генетические механизмы экологической пластичности у озимой мягкой пшеницы: Экологическая модель количественного признака и критерии оценки реакции генотипов на среду // Цитология и генетика.-1985.-Т.19, № 5.-C. 359-364.

Герасименко В.Ф. Изменчивость параметров экологической пластичности у озимой мягкой пшеницы // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1987.-№ 3 (63)- С. 47-51.

Герасименко В.Ф., Исаров Л.С. Связь между эковалентом Врике и параметрами пластичности Эберхарта и Рассела // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1987.- № 3 (65).- С. 66-69.

Доля участі - 95%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, аналітичні дослідження, моделювання ситуацій взаємодії генотип-середовище в популяціях, аналіз отриманих результатів і публікація статті.

Герасименко В.Ф. Генетические механизмы экологической пластичности у озимой мягкой пшеницы: Генотип-средовые характеристики параметров экологической пластичности // Цитология и генетика.-1988.-Т. 22, № 1.- С.62-66.

Герасименко В.Ф. Генетический сдвиг главных факторов урожайности у озимой пшеницы // Научн.-техн. бюл. ВСГИ.- Одесса, 1988.- № 2 (68).- C. 9-13.

Герасименко В.Ф. Ограничения параметрических методов статистического анализа урожая зерна у озимой пшеницы // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1989.- № 3 (73).- C. 42-47.

Герасименко В.Ф., Литвиненко Н.А., Абакуменко А.В. Взаимодействие генотип - среда и эффективность отбора на завершающем этапе селекционного процесса озимой мягкой пшеницы // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1990.- Т. 2. (76)- С. 7-11.

Доля участі - 90%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, опрацювання та узагальнення експериментального матеріалу, підготовка до друку статті.

Герасименко В.Ф., Нефедов А.В. Изучение соотношений различных параметров оценки взаимодействия генотип среда // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1990.- № 3 (77).- C. 35-37.

Доля участі - 95%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, розробка ЕОМ-програми оцінки генетико-статистичних параметрів, опрацювання та узагальнення експериментального матерілу і публікація даної статті.

Герасименко В.Ф. Факторы генетической специфичности параметров экологической пластичности // Цитология и генетика.- 1991.-Т. 25, № 1- С. 30-35.

Герасименко В.Ф., Драгавцев В.А., Нефедов А.В. Оценки компонентов взаимодействия генотип-среда в дисперсионном анализе // Науч.-техн. бюл. / ВСГИ.- 1991.- № 2 (79).- C. 36-39.

Доля участі - 90%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, розробка ЕОМ-програми оцінки генетико-статистичних параметрів, опрацювання та узагальнення експериментального матерілу і публікація даної статті.

Корлюк С.С., Герасименко В.П., Бондар Л.П. Ретроспективний генетичний аналіз висоти рослини в наборі сортів озимої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДСГІ.-Одеса, 1999.-Вип. 3 (6).-С.410-416.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Генетичний аналіз довжини колосу у озимої мякої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДСГІ.-Одеса, 2001.-Вип.12.-С.4-9.

Доля участі - 80%.Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Успадкування числа колосків з головного колосу у сортів озимої мякої пшениці різних років створення // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДСГІ.-Одеса, 2001.-Вип. 4 (14).-С. 17-22.

Доля участі - 80%.Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Крайнов О.О., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Успадкування маси 1000 зерен в озимого тритикале // Аграрний Вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДСГІ.-Одеса, 2001.-Вип.12.-С.19-25.

Доля участі - 80%.Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Кореляційні звязки між господарськими ознаками озимої мякої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДАУ.-Одеса, 2002.-Вип.18.-С.4-8.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Корлюк С.С., Крайнов О.О., Пильнєв В.М., Герасименко В.П. Кореляції господарських і біологічних ознак та їх варіювання в різних морфотинів озимого тритикале // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДАУ.-Одеса, 2002.-Вип.18.-С.9-14.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Корлюк С.С., Герасименко В.П., Бондар Л.П. Взаємодія генотип х середовище господарських ознак у мякої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДАУ.-Одеса, 2003.-Вып. 22, ч. 4.-С.659-665.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлена наукова стаття.

Герасименко В.П. Оцінка взаємодії генетичних факторів з умовами зовнішнього середовища у девяти сортів тритикале дисперсійним та кореляційним методами випробувань // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДАУ.-Одеса, 2004.-Вып. 3, ч.2.-С.161-166.

Герасименко В.П. Стабільність генетичних параметрів у озимох пшениці і тритикале в різні роки випробувань // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць / ОДАУ.-Одеса, 2005.-Вып. 31.-С.179-183.

Пулатов М., Дремлюк Г.К.,Герасименко В.Ф. Оценки исходного материала по комбинационной способности в нерегулярных контролируемых скрещиваниях: Метод. Рекомендации.- Ташкент.- 1992.- 16 с.

Доля участі - 50%. Особистий внесок: обрахунки експериментальих даних здійснені за розробленими дисертантом ЕОМ-програмами, за його участю узагальнені результати та здійснена публікація.

Герасименко В.Ф. Генотипическая специфика поведения урожая пшеницы в экологии. // Экологическая генетика растений и животных.- Кишинев: Штиинца, 1981.- С. 181-182.

Герасименко В.Ф. Исследование взаимодействия генотип-среда в связи с экологической пластичностью сортов озимой мягкой пшеницы. // Теоретические и прикладные аспекты селекции и семеноводства пшеницы, ржи, ячменя и тритикале: Сб.научн.тр. / ВСГИ.-Одесса, 1981.-С. 150.

Герасименко В.Ф. Сравнительный анализ методов экологической пластичности. // Биологические аспекты изучения и рационального использования животного и растительного мира.- Рига, 1981.- С.22-23.

Герасименко В.Ф. Эколого-генетическая модель реализации адаптивности в онтогенезе // Управление генетической изменчивостью сельскохозяйственных растений (тезисы докладов международного симпозиума).- Ялта.- 1981.-С. 9.

Герасименко В.Ф. Влияние генотипической конкуренции на выражение признаков у озимой мягкой пшеницы в связи с отбором // Экологическая генетика растений и животных.- Кишинев: Штиинца, 1984.- С. 207-208.

Герасименко В., Исаров Л. Приспособленность и реакция генотипов на среду трех генотипов озимой мягкой пшеницы // Теоретические и прикладные аспекты селекции и семеноводства пшеницы, ячменя и тритикале.- Прага-Рузыне: НИИР.- 1986.- С. 280.

Доля участі - 95%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, аналітичні дослідження, моделювання ситуацій взаємодії генотип-середовище в популяціях, аналіз отриманих результатів і публікація тез.

Герасименко В.Ф., Исаров Л.С. Исследование информативности параметров экологической пластичности // Экологическая генетика растений и животных / Тезисы докладов III Всесоюзной конференции.- Кишинев: Штиинца, 1987.- C. 238-239.

Доля участі - 95%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, аналітичні дослідження, моделювання ситуацій взаємодії генотип-середовище в популяціях, аналіз отриманих результатів і публікація тез.

Герасименко В.Ф. Модель реализации приспособленности в процессе онтогенетического развития // Тезисы докладов научной конференции.- Тверь.- 1991.- C. 8.

Bondar L.F., Gerasimenko V.F. Genetic analysis of some quantitative traits of winter soft wheat varieties developed in different years // Conf. on Genetics and Molecular Biology for students and young scientists devoted to 100 th anniversary of genetics.- Lviv (Ukraine), 2000.- P. 92.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Генетичний аналіз кількісних ознак у сортів озимої пшениці // Тези доповідей VII конференції молодих вчених: Проблеми фізіології рослин і генетики на рубежі третього тисячоліття.- К., 2000.- С. 92.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Крайнов О.А., Корлюк С.С., Герасименко В.Ф. Наследование и генетический анализ количественных признаков у озимого тритикале // Тези доповідей VII конференції молодих вчених: Проблеми фізіології рослин і генетики на рубежі третього тисячоліття.- К., 2000.- С. 98.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Бондарь Л.Ф., Герасименко В.Ф. Изучение наследования количественных признаков в диаллельных скрещиваниях озимой пшеницы // Материалы научной конференции: Памяти Грегора Менделя.- М.: МСХА, 2001.- С. 19- 20.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Бондарь Л.Ф., Герасименко В.Ф., Корлюк С.С. Изучение комбинационной способности отдельных признаков продуктивности у озимой пшеницы // Материалы научной генетической конф., посвящ. 100-летию со дня рождения А.Р. Жебрака и 70-летию образования кафедр генетики в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева.- М.: Изд. МСХА, 2002.- С. 45- 46.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Крайнов О.А., Герасименко В.Ф., Корлюк С.С. Изменчивость комбинационной способности сортов озимого тритикале в условиях юга Украины // Материалы науч. генетической конф., посвящ. 100-летию со дня рождения А.Р. Жебрака и 70-летию образования кафедры генетики в МСХА им. К.А. Тимирязева.- М.: Изд. МСХА, 2002.- С. 183-185.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Бондарь Л.Ф., Пыльнев В.М., Корлюк С.С., Герасименко В.Ф., Крайнов О.А. Ретроспективный генетический анализ сортов озимой мягкой пшеницы степи Украины // Материалы конференции посвященной 100-летию научной селекции в России.- М.: МСХА, 2003.- С. 32-33.

Доля участі - 80%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.

Корлюк С.С., Крайнов О.А., Пыльнев В.М., Герасименко В.Ф. Путевой анализ зерновой продуктивности у гексаплоидных тритикале разного типа использования // Материалы 2-й конференции московского общества генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова “Актуальные проблемы генетики” посвященной 115-летию со дня рождения Н.И. Вавилова.- М.: Изд. МСХА, 2003.- С. 104-105.

Доля участі - 50%. Особистий внесок: ідея виконання даної роботи, планування єкспериментів, за ЕОМ-програмами, створеними дисертантом, здійснено генетико-статистичний обрахунок експериментальних даних, за його участю підготовлено тези.