Variability and adaptability of winter soft wheat lines according to thousand-grain weight

Abstract

The search for winter wheat genotypes with a high and stable expression level of valuable agronomic traits, including thousand-grain weight, is a relevant task for breeders under conditions of agricultural intensification. The aim of the study was to identify winter wheat lines with a high level of expression of thousand-grain weight and high adaptive indices for further use in breeding practice. Mathematical and statistical methods and regression analysis were used in the calculations. The adaptability of the lines was assessed by the integrated index of adaptability rating, using a set of stability and plasticity estimates. Contrasting weather conditions in 2019/20–2022/23 made it possible to identify adaptive lines for large grain size. It was found that the highest (47.9 g) mean thousand-grain weight was observed in the 2022/23 season, which was favourable in terms of weather conditions, and the minimum (41.3 g) in the dry 2019/20 season. A significant variability of trait expression was revealed depending on the conditions of the year (53.7%), genotype (27.3%) and the interaction (13.6%). Lines ER 60667, ER 60724 and LIUT 60680, which significantly exceeded the experiment mean, were identified. According to the regression coefficient, the lines were divided into three groups: highly plastic (bi = 1.06–1.60), stable (bi = 0.36–0.96) and medium-plastic (bi = 0.97–1.04). From a practical point of view, the most valuable lines in terms of the trait were the most adaptive ones – highly plastic ER 60667, ER 60724 and the low-plastic LIUT 60680. An increased level of adaptability was noted for the medium-plastic lines LIUT 60430 and LIUT 60734 with an optimal response to improved growing conditions. The selected genotypes are valuable initial material in breeding for adaptability in terms of thousand-grain weight. Taking into account the yield level and the complex of traits, the obtained genotypes can be submitted as new winter wheat varieties for State varietal testing at the Ukrainian Institute for Plant Variety Examination (UIPVE).

Пошук генотипів пшениці озимої, які мають високий і стабільний рівень прояву цінних господарських ознак, в тому числі маси 1000 зерен, є актуальним завданням для селекціонерів в умовах інтенсифікації сільського господарства. Мета роботи передбачала виділення ліній пшениці озимої із значним рівнем прояву маси 1000 зерен та високими адаптивними показниками для подальшого використання в селекційній практиці. У обрахунках використовували математично-статистичні методи, регресійний аналіз. Оцінку адаптивності ліній проводили за інтегрованим показником рейтингу адаптивності, використовуючи сукупність оцінок стабільності та пластичності. Контрастні погодні умови 2019/20–2022/23 рр. дали можливість виділити адаптивні лінії за крупнозерністю. Досліджено, що найвищу (47,9 г) середню масу 1000 зерен спостерігали в сприятливому за погодними умовами 2022/23 р. а мінімальну (41,3 г) – у посушливому 2019/20 рр. Виявлено значну варіабельність прояву ознаки залежно від умов року (53,7 %), генотипу (27,3 %) та їх взаємодії (13,6 %). Визначено лінії ЕР 60667, ЕР 60724 і ЛЮТ 60680, які суттєво перевищували середній показник по досліду. За коефіцієнтом регресії лінії розподілили на три групи: високопластичні (bi = 1,06–1,60), стабільні (bi = 0,36–0,96) і середньопластичні (bi = 0,97–1,04). Практичну цінність за ознакою мають найбільш адаптивні лінії – високо пластичні ЕР 60667, ЕР 60724 та низькопластична ЛЮТ 60680. Підвищений рівень адаптивності відмітили для середньопластичних ліній ЛЮТ 60430 і ЛЮТ 60734 з оптимальною реакцією на покращення умов вирощування. Виділені генотипи є цінним вихідним матеріалом у селекції на адаптивність за масою 1000 зерен. З урахуванням рівня їх урожайності та комплексу ознак отримані генотипи можуть бути передані як нові сорти пшениці озимої на державну кваліфікаційну експертизу в Український інститут експертизи сортів рослин (УІЕСР).