Adaptive features of oats breeding genotypes for stem length
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2020-(67)-1-7Keywords:
oats, genotype, breeding line, length of stem, quantitative trait, plasticity, stability, rating of adaptivityAbstract
The research was conducted in the years 2016–2018 on the fields of the grain and forage crops breeding laboratory at the conditions of breeding and seed crop rotation of the Institute of Agriculture of Carpathian Region of NAAS. The subject of research was 12 oats breeding lines with husked and naked grain and standard varieties Zakat and Artur.
The purpose of our work was the determination of influence changes of conditions environment on manifestation, variability and adaptive features in plants of oats breeding genotypes for stem length.
There are plasticity and stability defined for quantitative trait "stem length." Statistical processing of experimental data was performed using the Microsoft Excel program with the definition of averages, minimum (min), maximal (max) and variation scope (R). The mathematical processing of data was carried out by the dispersive method.
The general adaptive ability, variance of adaptive ability, variances specific adaptive ability and interaction of genotype and environment, coefficient of compensation and breeding value were calculated for determination of phenotypic stability and adaptive potential of oats genotypes. For calculation of the integrated parameter which included indices of stem length and ecologic adaptivity, it was determined the rating of variety adaptivity (RVA). The background productivity, environment effect, interaction genotype x environment, differentive ability, coefficient linearity and compensation, relative differentiative ability of environment were determined for characteristic of environment as background of genotypes test.
The results of two-factors dispersive analysis were shown high reliable differences between effects of years, genotypes and its interaction for the quantitative trait "stem length." The highest influence on investigated trait had year conditions 59,4 %, genotype of breeding lines was 24,3 %, and interaction of factors – 15,4 %. The average stem length in oats genotypes reached the highest meanings in 2018 (103,4 cm) with variation from 93,5 (279-1-3) to 119,1 cm (417-1-2). The least average stem length was fixed in 2016 (87,0 cm) with fluctuations from 70,0 (369-6-3) to 95,4 cm (423-1-2). The majority of studied oats genotypes (nine) on average for three years had stem length less of 100 cm, but the least length marked lines 407-1; 359-1-1 and 369-6-3, respectively 90,9, 91,3 and 91,5 сm.
The highest variation scope for the trait "stem length" demonstrated the breeding lines 369-6-3; 377-1-10 and 380-1-9, respectively 33,4 27,4 and 24,7 cm. In these genotypes was fixed significant (V = 20,4 %) and medium (V = 14,2 %) trait variability according to coefficient of variation. In six studied oats genotypes, the variability of stem length was insignificant, that was less than 10 %. The breeding lines joined the low variability of the trait with lower plants hight, respectively 93,7 and 91,3 cm.
In results of conducted research of adaptive features of oats breeding lines for trait "stem length", it was established that high plastic genotypes of intensive type for investigated trait considered the breeding lines with bi from 1,15 to 2,00 (var. Artur; 417-1-2; 400-2-10; 369-6-3; 377-1-10 and 380-1-9). Among mentioned genotypes the largest stable manifestation of trait showed in 400-2-10 (Si2 = 2,63) and 369-6-3 (Si2 = 5,58). The breeding lines with a coefficient of regression in ranges 0,96–1,06 reacted rather moderately on change of environment conditions (407-1; 112-196 and var. Zakat) and considered medium plastic for stem length.
The first place in general rating of adaptivity was for breeding line 417-1-2 (20,2). The basic advantages this genotype are: the first places for an variance of specific adaptive ability and breeding value of genotype and second place for general adaptive ability. However, the important factor of high adaptive ability this genotype was the manifestation of the quantitative trait (X = 107,0 cm) that had a rather negative influence at formation of the desirable morphotype of oats plant.
References
1. Буняк О., Матрос О., Камінська Л. І врожайний, і крупнозерний, і стійкий до вилягання та хвороб сорт голозерного вівса вивели носівські селекціонери. Зерно і хліб. 2014. № 2. С. 80–82.
2. Василюк П. М. Оцінка стабільності і пластичності показників продуктивності та якості нових сортів пшениці м’якої озимої в умовах Лісостепу України. Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. 2014. № 1. С. 15–18.
3. Власенко В. А. Оцінка адаптивності сортів пшениці м'якої ярої. Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. 2006. № 4. С. 93–103.
4. Ващенко В. В., Назаренко Н. Н. Екологічне випробування сучасних сортів пшениці м’якої озимої в умовах підзони півночі Степу України. Вісник Дніпропетровського ДАЕУ. 2015. № 3 (37). С. 12–16.
5. Вплив системи мінерального живлення на врожайність вівса і ячменю ярого в Північному Степу України / А. Д. Гирка та ін. Бюлетень Інсти-туту сільського господарства степової зони НААН України. 2012. № 3. С. 28–33.
6. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). Изд. 4-е, перераб. и доп. Москва, 1979. 416 с.
7. Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Генотип и среда в селекции растений. Минск, 1989. 191 с.
8. Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Экологическая селекция растений. Минск, 1997. 372 с.
9. Лоскутов И. Г., Блинова Е. В. Генетические ресурсы овса для перспективных направлений селекции. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2013. Т. 171. С. 42–45.
10. Методика державного випробу-вання сортів на придатність до поширення в Україні : Загальна частина. Охорона прав на сорти рослин : офіційний бюлетень. 2003. Вип. 1, ч. 3. 106 с.
11. Методика проведення експертизи та державного випробування сортів рослин зернових, круп’яних та зернобобових культур. Охорона прав на сорти рослин : офіційний бюлетень. 2003. Вип. 2, ч. 3. 214 с.
12. Овес голозерний – сировина для лікувально-дієтичних продуктів / Р. Му-коїд та ін. Харчова та переробна промисловість. 2010. № 2 (366). С. 24–25.
13. Овес – стан та ефективність виробництва, нові сорти і можливості / В. Ю. Черчель та ін. Селекція і насінництво. 2014. Вип. 106. С. 183–190.
14. Оценка технологических свойств некоторых сортов голозерного овса как сырья для производства крахмала / Н. Р. Андреев и др. Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 1 (17). С. 83–89.
15. Солодушко В. П. Селекція вівса в умовах Північного Степу України. Вісник Полтавської ДАА. 2011. № 1. С. 42–45.
16. Соц С. М., Шутенко Є. І., Кустов І. О. Голозерний овес – перспективна сировина для круп’яної промисловості. Зернові продукти і комбікорми. 2011. № 4 (44). С. 7–8.
17. Снедекор Дж. У. Статистические методы в применении к исследованиям в сельском хозяйстве и биологии / пер. с англ. В. Н. Перегудова. Москва, 1961. 503 с.
18. Холод С. М. Потенціал інтродукованих зразків вівса в умовах південної частини Лісостепу України. Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. 2017. Т. 13, № 2. С. 198–205.
19. Юла В., Камінська В., Мушик Б. Продуктивність вівса голозерного. Пропозиція. 2014. № 2. С. 78–79.
20. Юла В. М., Камінська В. В., Дудка О. Ф. Формування продуктивності вівса залежно від елементів технології вирощування за органічного земле-робства. Збірник наукових праць ННЦ “Інститут землеробства НААН”. 2014. Вип. 1/2. С. 77–81.
21. Яковлев В. Б. Статистика. Расчеты в Microsoft Exсel. Москва, 2005. 352 с.
22. Alpha-amylase treatment increases extractable phenolics and antioxidant capacity of oat (Avena nuda L.) flour / D. Chen et al. J. of Cereal Sci. 2015. V. 65. P. 60–66.
23. Biel W., Jacyno E., Kawecka M. Chemical composition of hulled, dehulled and naked oat grains. South Afr. J. of Animal Sci. 2014. V. 44. P. 189–197.
24. Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan: a meta-analysis of randomized controlled trials / A. Whitehead et al. Am. J. Clin. Nutr. 2014. V. 100 (6). P. 1413–1421. DOI: 10.3945/ajcn.114.086108.
25. Combining ability for grain chemistry quality traits in a white oat diallelic cross / M. Crestani et al. Euphytica. 2012. V. 185 (1). P. 139–156.
26. Daou C., Zhang H. Oat beta-glucan: its role in health promotion and prevention of diseases. Comp. Rev. in Food Sci. and Food Saf. 2012. V. 11. P. 355–365.
27. Eberhart S. A., Russel W. A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 1966. № 6. P. 36–40.
28. Genotype-by-environment interaction and trait association in two genetic populations of oat / W. Yan et al. Crop Sci. 2016. V. 56. P. 1136–1145.
29. Hussein M. A., Bjornstad A., Aasteveit A. H. SASG X ESTAB: A SAS program for computing genotype x environment stability statistics. Agron. J. 2000. V. 92. P. 454–459.
30. Milling of Canadian oats and barley for functional food ingredients: Oat bran and barley fibre-rich fractions / M. S. Izy-dorczyk et al. Can. J. Plant Sci. 2014. V. 94. P. 573–586.
31. Mohebodini M., Dehghani H., Sabagpour S. H. Stability of perfomance in lentil (Lens culinaris Medic.) genotypes in Iran. Euphytica. 2006. V. 149. P. 343–352.
32. Mohhamadi R., Pourdad S. S., Amri A. Grain yield stability of spring sunflower (Carthamus tinctorius L.). Aust. J. Agric. Res. 2008. V. 59. P. 546–553.
33. Naked oats for improving human nutrition: genetic and agronomic variability of grain bioactive components / R. Redaelli et al. Crop Sci. 2009. V. 49. P. 1431–1437.
34. Nutritional advantages of oats and opportunities for its processing as value added foods : a review / P. Rasane et al. J. of Food Sci. and Tech. 2013. V. 52. P. 662–675.
35. Oats as a functional food : a review / W. S. Ahmad et al. Univer. J. of Pharm. 2014. V. 3. P. 14–20.
36. Oat: unique among the cereals / M. S. Butt et al. Eur. J. of Nutr. 2008. V. 46. P. 68–79.
37. Othaman R. A., Moghadasian M. H., Jones P. J. Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan. Nutr. Rev. 2011. № 69 (6). P. 299–309.
38. Peltonen-Sainio P. Productive oat ideotype for northern growing conditions. Euphytica. 1991. V. 54. P. 27–32.
39. Wood P. Oat and rye β-glucan: properties and function. Cereal Cem. 2010. V. 87. P. 315–330.
40. Zhy F., Du B., Xu B. A critical review on production and industrial application of beta-glucan. Food Hydrocol. 2016. V. 52. P. 275–288.
41. Zute S., Berga L., Vicupe Z. Variability in endosperm β-glucan content of husked and naked oat genotypes. Acta Biol. Universit. Daugavpil. 2011. № 11 (2). P. 192–200.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 А. Я. МАРУХНЯК, В. І. ПУЩАК, Ю. А. ЛІСОВА (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
