Методический подход к оценке изменчивости признаков продуктивности и качества ягод в генетических коллекциях земляники садовой (Fragaria × ananassa Duch.)

Для земляники  садовой  Fragaria × ananassa  Duch. (2n = 8x = 56) – ведущей  ягодной  культуры в мире  – актуально изучение  взаимодействия генотип–среда. Сложный геномный состав, разнообразие систем генетического контроля, а также сильное  модифицирующее влияние  условий выращивания на проявление количественных признаков обусловливают  необходимость совершенствования методов  анализа  генотипической изменчивости хозяйственно ценных признаков, направленных на установление генотипов, характеризующихся стабильностью  и адаптивными качествами  в широком  экологическим диапазоне условий выращивания. В 2016–2018 гг. было изучено  27 сортов земляники садовой в коллекциях Северо-Кавказского федерального научного центра садоводства, виноградарства, виноделия и Крымской опытно-селекционной станции – филиала ВИР. Полевые опыты и учеты поставлены  и проведены по единой схеме. Изучали следующие признаки: число цветоносов (шт./куст), число ягод (шт./куст), средняя масса ягоды и ягоды первого  порядка  (г), общий и товарный  урожай (г/куст), плотность мякоти ягоды (г), содержание сахаров  в ягодах по шкале Брикса (°Bx), сахарокислотный индекс. Цель настоящей  работы – разработка методического  подхода  к оценке  вклада взаимодействия генотип–среда в изменчивость признаков продуктивности и качества ягод земляники  и определение сортов  земляники  со стабильным генотипом. Для решения поставленной задачи использованы математические модели двух- и трехфакторного дисперсионного и кластерного анализов по методу Уорда. По результатам проведенной работы установлено,  что сорта земляники, выращенные в разных климатических условиях, показывают различия в структуре изменчивости признаков продуктивности и качества ягод. Для условий  г. Крымска преобладающим оказалось влияние  генотипа  сорта, а для условий  г. Краснодара,  кроме влияния генотипа сорта, существенной является и средовая компонента в виде взаимодействия генотип–среда. Статистически достоверное влияние зоны выращивания установлено для признаков продуктивности и качества ягод, за исключением  средней массы ягоды. При этом различия средних  значений  признаков у сортов  могут быть как существенными, так и частично или полностью отсутствовать. Для определения перспективных сортов  при выращивании в изучаемых зонах рекомендуется использовать кластерный  анализ по информативному комплексу признаков  с вычислением евклидовых  расстояний для сортов,  выращенных  в разных условиях. Величина евклидова расстояния будет мерой  влияния конкретной среды на генотип растений.  Чем меньше значение евклидового расстояния у сорта, согласно комплексу изученных признаков, тем большей стабильностью характеризуется этот сорт. 

1. Зубов А.А. Теоретические основы селекции земляники. Мичуринск, 2004.

2. Киртбая Е.К., Щеглов С.Н. Земляника. Краснодар, 2003.

3. Копылов В.И. Земляника. Симферополь, 2007.

4. Лакин Г.Ф. Биометрия. М., 1990.

5. Мандель И.Д. Кластерный анализ. М., 1988.

6. Матала В. Выращивание земляники. СПб., 2003.

7. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел, 1999.

8. Фадеева Т.С. Генетика земляники. Л.: ЛГУ, 1975.

9. Allard R.W., Bradshaw A.D. Implications of genotype-environment interactions in applied plant breeding. Crop Sci. 1964;4:503-508.

10. Annicchiarico P. Additive main effects and multiplicative interaction (AMMI) analysis of genotype-location interaction in variety trials repeated over years. Theor. Appl. Genet. 1997;94:1072-1077. DOI 10.1007/s001220050517.

11. Finlay K.W., Wilkinson G.N. The analysis of adaptation in a plant-breeding programme. Aust. J. Agric. Res. 1963;14:742-754. DOI 10.1071/AR9630742.

12. Fontana D.C., Cocco C., Diel M.I., Pretto M.M., Holz E., Werner A., Testa V., Caron B.O., Stolzle J., Pinheiro M.V.M., Schmidt D. The performance of strawberry cultivars in Southern Brazil. Int. J. Curr. Res. 2016;08(07):33889-33893.

13. Gabriel A., Resende J.T.V., Zeist A.R., Resende L.V., Resende N.C.V., Galvão A.G., Zeist R.A., Lima Filho R.B., Corrêa J.V.W., Camargo C.K. Phenotypic stability of strawberry cultivars assessed in three environments. Gen. Mol. Res. 2018;17(3):1-11. DOI 10.4238/gmr18041.

14. Gauch H.G. Model selection and validation for yield trials with interaction. Biometrics. 1988;44:705-715. DOI 10.2307/2531585.

15. Gauch H.G., Zobel R.W. Predictive and postdictive success of statistical analysis of yield trials. Theor. Appl. Genet. 1988;76:1-10. DOI 10.1007/BF00288824.

16. Global Conservation Strategy for Fragaria (Strawberry). Scripta Horticulturae. 2008;4:1-87. Available at http://www.actahort.org/chronica/pdf/sh_6.pdf

17. Lόpez-Medina J., Vazquez E., Medina J.J., Dominguez F., Lopez-Aranda J.M., Bartual R., Flores F. Genotype × environment interaction for planting date and plant density effects on yield characters of strawberry. J. Hortic. Sci. Biotechnol. 2001;76(5):564-568.

18. Mathey M.M., Mookerjee S., Mahoney L.L., Gündüz K., Rosyara U., Hancock J.F., Stewart P.J., Whitaker V.M., Bassil N.V., Davis T.M., Finn C.A. Genotype by environment interactions and combining ability for strawberry families grown in diverse environments. Euphytica. 2017;213(5):112-123. DOI 10.1007/s10681-017-1892-6.

19. Nachit M.M., Nachit G., Ketata H., Gauch H.G., Zobel R.W. Use of AMMI and linear regression models to analyse genotype-environmental interaction in durum wheat. Theor. Appl. Genet. 1992;83: 597-601. DOI 10.1007/BF00226903.

20. Sieczko L., Masny A., Pruski K., Żurawicz E., Mądry W. Multivariate assessment of cultivars’ biodiversity among the Polish strawberry core collection. Hort. Sci. (Prague). 2015;42(2):83-93. DOI 10.17221/123/2014-HORTSCI.

21. Singh G., Kachwaya D.S., Kumar R., Vikas G., Singh L. Genetic variability and association analysis in strawberry (Fragaria × ananassa Duch). Electronic J. Plant Breed. 2018;9(1):169-182. DOI 10.5958/0975-928X.2018.00021.2.

22. Zobel R.W., Wright M.J., Gauch H.G. Statistical analysis of a yield trial. Agron. J. 1988;80(3):388-393. DOI 10.2134/agronj1988.00021962008000030002x.