Creation and a breeding-genetic study of pollinator lines - sterility fixers and their CMS-analogues in fodder beet breeding for heterosis

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Plant Breeding and Seed Production; No. 123 (2023); 75-84
Селекция и семеноводство; № 123 (2023); 75-84
Селекція і насінництво; № 123 (2023); 75-84
ISSN: 1026-9959
2413-7510
Popis: Purpose. To create pollinator lines - sterility fixers and their cytoplasmic male sterility (CMS)-analogues and to study their breeding and genetic features for the development of parental components of CMS-based one-sprout fodder beet hybrids. Materials and Methods. The study was carried out at the Tobacco Research Station of the National Scientific Center "IA NAAS" (Cherkaska Oblast, Uman) in 2013–2021. Four diploid one-sprout fodder beet populations of hybrid origin were taken as the starting material. Fodder beet lines were created by inbreeding. Analyzing crossings were carried out under paired coarse calico bags. Breeding accessions were tested in accordance with a method developed by scientists of the Instituteof Bioenergy Crops andSugar Beet of NAAS. Results and Discussion. The results indicate a fairly high frequency of pollinators - sterility fixers among the one-sprout fodder beet hybrids bred in Uman. The mean across all the initial accessions was 7.5%. One-sprout hybrids KT-7105 2хmm and KZ-1507 2хmm demonstrated the highest incidence Owen type pollinators - sterility fixers. A high level of pollen sterility was intrinsic to the CMS analogues of the O-type lines derived from the initial accessions IM-3319 2хmm and KZ-1507 2хmm (99.1% and 97.0%, respectively). The highest percentage of one-sprout seeds was recorded for the CMS analogues of the O-type lines derived from hybrid accessions KZ-1507 2хmm and KT-7105 2хmm. Fifteen best O-type lines have been selected for further breeding to obtain parental components of CMS-based experimental hybrids. Analysis showed that the beetroot yields of the majority of the CMS fodder beet lines were lower than that of the check variety. CMS IM-3319/16, CMS IM-3319/34 and CMS IM-3319/49 were the only lines that yielded at the level of the check variety (80.9–83.6 t/ha), which is attributed primarily to their genetic origin. As to the dry matter content in beetroots, only lines CMS ST-4514/27 and CMS ST-4514/39 significantly exceeded the check variety; the values of the others were similar to that of the check variety. In terms of the dry matter output, except for CMS KT-7105/7, CMS IM-3319/34 and CMS IM-3319/49, most lines were inferior to the check variety. Conclusions. We found that the portion of pollinators - CMS fixers in one-sprout populations of fodder beets of different genetic origins was 3.7–11.3%. Fifteen combinable O-type lines with pollen sterility fixing of 96.2–100% and percentage of one-sprout seeds of 96.4–99.3% have been created. Their CMS analogues have been obtained. The created breeding accessions are a valuable starting material for the selection of parental components and generation of highly productive CMS-based one-sprout fodder beet hybrids
Мета досліджень – створення та селекційно-генетичне вивчення ліній запилювачів-закріплювачів стерильності та їх аналогів з цитоплазматичною чоловічою стерильністю (ЦЧС) для формування батьківських компонентів одноросткових гібридів буряків кормових на ЦЧС основі. Матеріали і методика досліджень. Дослідження проводилися на Дослідній станції тютюнництва ННЦ «ІЗ НААН» у 2013–2021 рр. (Черкаська обл., м. Умань). Вихідним матеріалом слугували чотири диплоїдні одноросткові популяції буряків кормових гібридного походження. Створення лінійних матеріалів буряків кормових здійснено з використанням методу інбридингу. Аналізуючі схрещування проведено під парними бязевими ізоляторами. Сортовипробування селекційних зразків виконано за методикою, розробленою науковцями Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН. Обговорення результатів. Результати досліджень свідчать про досить високу частоту стрічання запилювачів-закріплювачів стерильності у гібридних матеріалах одноросткових буряків кормових уманської селекції. Середній показник за всіма вихідними зразками становив 7,5 %. Найвищою наявністю запилювачів-закріплювачів стерильності Оуенівського типу характеризувалися одноросткові гібридні матеріали КТ-7105 2хmm і КЗ-1507 2хmm. Високий рівень стерильності пилку мали ЦЧС аналоги ліній О-типу, отримані на основі вихідних зразків ІМ-3319 2хmm і КЗ-1507 2хmm (99,1 % і 97,0 %). Найвища одноростковість насіння була притаманна ЦЧС аналогам ліній О типу, створеним на основі гібридних матеріалів КЗ-1507 2хmm і КТ-7105 2хmm. Відібрано 15 кращих ліній О-типу для подальшого селекційного процесу з формування батьківських компонентів експериментальних гібридів на ЦЧС основі. Аналіз результатів досліджень свідчить, що врожайність коренеплодів більшості ЦЧС ліній буряків кормових була нижчою стандарту. Лише лінії ЦЧС ІМ-3319/16, ЦЧС ІМ-3319/34 і ЦЧС ІМ-3319/49 мали цей показник на рівні стандарту, що обумовлено насамперед їх генетичним походженням. За вмістом сухої речовини в коренеплодах лише лінії ЦЧС СТ-4514/27, ЦЧС СТ-4514/39 істотно переважали стандарт, показники інших були на рівні стандарту. За збором сухої речовини, окрім ЦЧС КТ-7105/7, ЦЧС ІМ-3319/34 і ЦЧС ІМ-3319/49 більшість ліній поступалися стандарту. Висновки. За результатами досліджень установлено, що частка запилювачів-закріплювачів ЦЧС в одноросткових популяціях буряків кормових різного генетичного походження становить 3,7–11,3 %. Створено 15 комбінаційно-здатних ліній О-типу з ступенем закріплення стерильності пилку – 96,2–100 % і одноростковістю насіння – 96,4–99,3 %. Отримано їх аналоги з ЦЧС. Створені селекційні зразки є цінним вихідним матеріалом для добору батьківських компонентів та формування високопродуктивних одноросткових гібридів буряків кормових на ЦЧС основі.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: