Genetic variability and multivariate analysis of important agronomic traits of a genetically narrow-based maize population

Abstract

Тhis study investigated the genetic variability of important agronomic traits of two half-sib maize populations using standard statistical methods and multivariate analysis methods. The population chosen for the study was NS2B, a genetically narrowbased maize population, whose S2 progenies were crossed with two testers (male parents), genetically unrelated to each other and to the population. Two half-sib populations each containing 40 genotypes were obtained by the crossing. The trials were established using the incomplete block design with replications within a set during 2009, 2010 and 2011 in three locations - Rimski Šančevi, Srbobran and Bački Petrovac. All important agronomic traits were analysed. The obtained data was used to calculate the average values, measures of variability and genetic correlations. The stability of genotypes, i.e. the effect of the tester on the genotype stability within the population was also investigated. Two methods were used for this purpose - the method using nonparametric indicators of stability based on genotype ranking and GGE biplot analysis method. The first progeny group had higher average values for most traits than the second group, favouring the first tester (26NS) for the further population improvement. The measures of variability had not significantly different values between the progenies and were usual for a half-sib population type. Genetic correlations between the grain yield and other agronomic traits were mostly weak and not significant. Strong significant positive correlations were found between some traits for both progeny groups. The correlations obtained by multivariate method Genotype-trait biplot analysis are to great extent in accordance with calculated correlations obtained by corresponding variances and covariances. Non-parametric stability indicators Si (1) and Si (2) between the first and the second progeny group did not show significant differences. Both methods for stability estimation identified similar genotypes in terms of yield and stability. Two genotypes proved to be most promising for further selection with both testers, suggesting that they might have the greatest number of favourable alleles. The other selected genotypes can also be promising when combined with their corresponding tester.

U radu je proučavana genetička varijabilnost važnijih agronomskih osobina dve polusrodničke populacije kukuruza standardnim statističkim metodama i metodama multivarijacione analize. Za proučavanje je odabrana populacija kukuruza uske genetičke osnove NS2B, čija su S2 potomstva ukrštena sa svakim od dva međusobno, i u odnosu na populaciju genetički nesrodna testera (očinske komponente). Nakon ukrštanja dobijene su dve populacije polusrodnika sa po 40 genotipova u svakoj. Ogledi su postavljeni po modelu nepotpunog blok dizajna sa ponavljanjima u okviru seta u toku 2009, 2010. i 2011. godine na tri lokaliteta; Rimski Šančevi, Srbobran i Bački Petrovac. Analizirane su sve važnije agronomske osobine. Na osnovu dobijenih podataka izračunate su prosečne vrednosti, pokazatelji varijabilnosti, genetičke korelacije. Posebna pažnja posvećena je analizi stabilnosti ispitivanih genotipova, odnosno uticaju izabranog testera na stabilnost genotipova unutar populacije. Za procenu stabilnosti korišćena su dva metoda; metod preko neparametrijskih pokazatelja stabilnosti dobijenih na osnovu rangiranja genotipova u spoljašnjim sredinama i metod GGE biplot analize. Prva grupa potomstva ostvarila je više prosečne vrednosti za većinu ispitivanih osobina u odnosu na drugu grupu čime je data prednost prvom testeru (26NS) u odnosu na drugi (72NS) za dalji rad sa populacijom. Vrednosti pokazatelja varijabilnosti nisu se signifikantno razlikovale između potomstva i bile su uobičajene za polusrodnički (HS) tip populacije. Genetičke korelacije između prinosa zrna i drugih agronomskih osobina uglavnom su bile slabe i nesignifikantne. Jake signifikantne pozitivne korelacije ustanovljene su između pojedinih agronomskih osobina kod obe grupe potomstva. Multivarijacionom metodom Genotip-osobina biplot analize ustanovljene su korelacije u velikoj meri saglasne sa izračunatim korelacijama preko odgovarajućih varijansi i kovarijansi. Na osnovu vrednosti neparametrijskih pokazatelja stabilnosti Si (1) i Si (2) između prve i druge grupe potomstva nisu ustanovljene signifikantne razlike u stabilnosti. Obe metode za procenu stabilnosti izdvojile su slične genotipove sa stanovišta prinosa i stabilnosti. Dva genotipa pokazali su se kao najperspektivniji za dalji nastavak selekcije sa bilo kojim od dva korišćena testera što ukazuje da se u njima nalazi najveći broj poželjnih alela. Ostali izdvojeni genotipovi se takođe mogu smatrati perspektivnim ali u kombinaciji sa njima odgovarajućim testerom.