A comparison of statistical methods for assessing winter wheat grain yield stability
| Autor: | P. I. Stepochkin, A. Aleynikov, I. G. Grebennikova, V. I. Ponomarenko, A. F. Cheshkova |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
0106 biological sciences
genotype × environment interaction фенотипическая стабильность Biology QH426-470 01 natural sciences Stability (probability) genotype x environment interaction General Biochemistry Genetics and Molecular Biology Statistics Range (statistics) plant breeding Genetics Plant breeding статистические методы Common wheat Gene–environment interaction селекция растений озимая пшеница Selection (genetic algorithm) Rank correlation 04 agricultural and veterinary sciences взаимодействие генотип × среда Regression winter wheat 040103 agronomy & agriculture statistical methods 0401 agriculture forestry and fisheries Original Article phenotypic stability General Agricultural and Biological Sciences 010606 plant biology & botany |
| Zdroj: | Vavilovskij Žurnal Genetiki i Selekcii, Vol 24, Iss 3, Pp 267-275 (2020) Vavilov Journal of Genetics and Breeding |
| ISSN: | 2500-3259 2500-0462 |
| Popis: | The multitude of existing methods for assessing the phenotypic stability of plants makes breeders be faced with the problem of choosing an appropriate variant. The purpose of this study was to compare different methods of analyzing the genotype × environment interaction and, on their basis, assess the stability of the yield of 7 varieties of winter wheat. The article compares 17 stability statistics by applying them to data obtained from agrotechnical experiments carried in 2009-2011 for evaluating the grain yield of 7 varieties of winter common wheat of Siberian selection (Novosibirskaya 32, Novosibirskaya 40, Novosibirskaya 51, Novosibirskaya 3, Novosibirskaya 2, Obskaya winter, Omskaya 6). Analysis of variance revealed a significant ( p0.001) genotype × environment interaction in the experiments, which indicates a different reaction of genotypes to changes in environmental conditions. Genotypes were ranked according to the level of stability. Based on the analysis of the rank correlation matrix, the stability statistics were categorized in five groups. Recommendations were made on which group of methods to use depending on the objectives of the study. In the case when the goal of breeding research is the selection of the most biologically stable varieties with the minimum variance across a range of environments, one should use the methods of the static concept. If it is necessary to choose a genotype with a predictable reaction to changes of environmental conditions, corresponding to the calculated level or forecast, the regression approach is the most appropriate. The stability statistics generally identified Novosibirskaya 32 as the most stable variety from a biological point of view. The regression approach showed that Novosibirskaya 3 was the genotype with the smallest deviation from mean yield in all environments, while methods accessing the contribution of each genotype to the genotype × environment interaction defined Novosibirskaya 51 as the most stable variety.Многообразие существующих методов оценки фенотипической стабильности растений ставит перед селекционерами проблему выбора подходящего варианта. Целью настоящего исследования было сравнение различных методов анализа взаимодействия генотип × среда и оценка на их основе стабильности ур жайности семи сортов озимой пшеницы. Проанализированы 17 статистических показателей стабильности на примере данных полевого опыта 2009–2011 гг. по оценке урожайности зерна семи сортов озимой мягкой пшеницы сибирской селекции (Новосибирская 32, Новосибирская 40, Новосибирская 51, Новосибирская 3, Новосибирская 2, Обская озимая, Омская 6) в шести вариантах сред. Дисперсионный анализ выявил значимое ( p0.001) взаимодействие генотип × среда в опыте, что говорит о различной реакции генотипов на изменение условий среды. Выполнено ранжирование сортов по уровню стабильности и рассчитаны корреляционные связи между параметрами стабильности. На основе анализа корреляционной матрицы рангов проведена классификация методов, разделяющая их на пять групп. Предложены рекомендации по выбору способа определения стабильности генотипов в зависимости от целей исследования. В случае, когда целью селекционных исследований является выбор наиболее стабильных в биологическом смысле сортов, обладающих наименьшей вариацией признака, независимо от меняющихся условий среды, следует использовать методы статической концепции. Если среди набора сортов необходимо выбрать генотип с предсказуемой реакцией на изменения условий среды, соответствующей расчетному уровню или прогнозу, наиболее оптимален регрессионный подход. В результате оценки методами статической концепции сорт Новосибирская 32 был определен как наиболее стабильный с биологической точки зрения. Сорт Новосибирская 3, имевший наименьшее отклонение от средней урожайности для всех сред, оказался наиболее стабильным при оценке регрессионными методами. Методы, оценивающие вклад генотипа во взаимодействие генотип × среда, определили сорт Новосибирская 51 как самый стабильный. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|