Manifestation of Heterosis and Degree of Phenotypic Dominance by the Number of Grains from the Main Spike under Hybridization of Soft Winter Wheat with Different Varieties

Abstract

Wheat (Triticum aestivum L.) winter is the main food crop of world scale, in the growth and stabilization of yields, an important factor is varietal resources. A variety of well-studied source material plays an important role in practical breeding work. The aim of the research was to determine the hypothetical and true heterosis and to establish the nature of the inheritance of the number of grains from the main ear in hybrids of soft winter wheat. 45 combinations of crosses obtained from hybridization of different varieties of soft winter wheat during the growing season were studied in 2018-2020 in the conditions of the research field of the research and production center of Bila Tserkva NAU. To determine the hypothetical and true heterosis and the degree of phenotypic dominance by the number of grains in the main ear the conventional techniques were used. Studies show that the number of grains in the ear of the main stem of the parent components of hybridization is determined by genotype and is significantly affected by hydrothermal conditions of the year. The influence of maternal cytoplasm on the manifestation of the studied trait was established. Therefore, of using in hybridization of early-maturing varieties of the mother form, the largest average number of hybrids of grains in the main ear (63.3 pcs.) was formed in 2019. At the same time, of using in hybridization of medium-early, medium-ripe and medium-late varieties, the maximum number of grains (64.8 pcs.) was noted in 2018. In the meantime, all hybrids formed the minimum number of grains in 2020. The obtained experimental data indicate the influence of parental genotypes and conditions of the year on the indicators of heterosis 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 overdominance. The practical value for the selection of soft winter wheat are combinations of crossbreeding selected by us: Myr. early / Zolotokolosa, Myr. early / Chornyava, Bil. nap. / Chornyava, Bil. nap. / Antonivka, Kolchuga / Antonivka, Zolotokolosa / Chornyava, Zolotokolosa / Yednist, Chornyava / Vidrada, Chornyava / Stolychna, Shchedra Nyva / Dobirna, Antonivka / Stolychna, Dobirna / Pyvna, which in the changing hydrothermal conditions of research years significantly exceeded the average F1 number of grains from the main ear.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 в головному колосі використовували загальноприйняті методики. Проведені дослідження свідчать, що кількість зерен в 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 в 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 всі 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.