Manifestation of heterosis and degree of phenotypic dominance by the number of grains from the main ear in the hybridisation of different early-maturing varieties of soft winter wheat

Abstract

Winter wheat (Triticum aestivum L.) is the main food crop on a global scale, in the growth and stabilisation of yields, of which varietal resources are a significant factor. In practical breeding work, an essential role is played by a variety of thoroughly investigated source material. The purpose of this study was to determine hypothetical and true heterosis and establish the nature of inheritance of the number of grains from the main ear in hybrids of soft winter wheat. In 2018–2020, 45 combinations of cross-breeding of soft winter wheat varieties obtained from hybridisation of different growing season periods were investigated in the experimental field of the Research and Production Centre of the Belotserkovskyi National Agrarian University. Generally accepted methods were used to determine the hypothetical and true heterosis and the degree of phenotypic dominance by the number of grains in the main ear. Studies indicate that the number of grains in the ear of the main stem of the parent components of hybridisation is determined by genotype and considerably depends on the hydrothermal conditions of the year. The author of this paper established the influence of maternal cytoplasm on the manifestation of the trait under study. Thus, when used in hybridisation of early-maturing varieties with the mother form, the largest average number of grains in the main ear for hybrids (63.3 pcs.) was formed in 2019. At the same time, for the use of medium-early, medium maturing, and medium-late varieties in hybridisation, the maximum number of grains (64.8 pcs.) was marked in 2018. Therewith, all hybrids formed the minimum number of grains in 2020. The obtained experimental data indicate the influence of parental genotypes and year conditions on heterosis indicators and the degree of phenotypic dominance in first-generation hybrids. It is determined that the most common type of inheritance (85.6%) of the number of grains from the main ear is positive overdomination. Practical value for the selection of soft winter wheat are the selected cross-breeding combinations: Myronivska early / Zolotokolosa, Myronivska early / Cherniava, Bilotserkivska semi-dwarf / Cherniava, Bilotserkivska semi-dwarf / Antonivka, Kolchuha / Antonivka, Zolotokolosa / Charniava, Zolotokolosa / Yednist, Cherniava / Vidrada, Cherniava / Stolychna, Shchedra Nyva / Dobirna, Antonivka / Stolychna, Dobirna / Pyvna, which significantly exceeded the average number of grains from the main ear for F1 in the changing fields under hydrothermal conditions the years of research.

Пшениця (Triticum аestivum L.) озима є головною продовольчою культурою світового масштабу, в зростанні і стабілізації врожайності якої вагомим фактором є сортові ресурси. В практичній селекційній роботі важливу роль відіграє різноманітний досконало вивчений вихідний матеріал. Метою досліджень передбачалося визначення гіпотетичного та істинного гетерозису і встановлення характеру успадкування кількості зерен з головного колосу в гібридів пшениці м’якої озимої. У 2018–2020 рр. в умовах дослідного поля науково виробничого центру Білоцерківського НАУ досліджували 45 комбінацій схрещування отриманих від гібридизації різних за тривалістю вегетаційного періоду сортів пшениці м’якої озимої. Для визначення гіпотетичного та істинного гетерозису і ступеню фенотипового домінування за кількістю зерен у головному колосі використовували загальноприйняті методики. Проведені дослідження свідчать, що кількість зерен у колосі головного стебла батьківських компонентів гібридизації обумовлена генотипом та значно піддається впливу гідротермічних умов року. Встановлено вплив материнської цитоплазми на прояв досліджуваної ознаки. Так, за використання в гібридизації ранньостиглих сортів материнською формою найбільша середня по гібридах кількість зерен у головному колосі (63,3 шт.) формувалася у 2019 р. Водночас за використання в гібридизації середньоранніх, середньостиглих і середньопізніх сортів максимальна кількість зерен (64,8 шт.) відмічена в 2018 р. При цьому мінімальну кількість зерен усі гібриди формували у 2020 р. Отримані експериментальні дані свідчать про вплив батьківських генотипів і умов року на показники гетерозису і ступеню фенотипового домінування у гібридів першого покоління. Визначено, що найбільш поширеним типом успадкування (85,6 %) кількості зерен з головного колосу є позитивне наддомінування. Практичну цінність для селекції пшениці м’якої озимої становлять виділені нами комбінації схрещування: Миронівська рання / Золотоколоса, Миронівська рання / Чорнява, Білоцерківська напівкарликова / Чорнява, Білоцерківська напівкарликова / Антонівка, Кольчуга / Антонівка, Золотоколоса / Чорнява, Золотоколоса / Єдність, Чорнява / Відрада, Чорнява / Столична, Щедра нива / Добірна, Антонівка / Столична, Добірна / Пивна, які в мінливих за гідротермічними умовами роки досліджень достовірно перевищували середню по F1 кількість зерен з головного колосу.