"SELEKCIjA I SEMENARSTVO"PlANT BREEDING AND SEED PRODUCTION, VOL. VIII, No. 1-4 (2001), STR. 57·61, NOVI SAD

UDK

GENETICKE KORELACIJE ZA VAZNIJA AGRONOMSKASVOJSlVA IZMEDU s, I HS FAMILIJA U DVA KOMPOZITA

KUKURUZA (Zea mays L.)

VANCETOVIC,JELENA, ROSULJ, M., PAJIC, ZORlCA]

IZVOD: (J radu su proucavane geneticke korelacije vainijih agronomskib suojstauaizmedu .'II i HSfamilija u dva kompozita kukuruzattcomp. B i M). Za prinos zma, genetickaleorelacijaSl i HSfamilija u Komp. B bilajeznacajna, srednjejaka (0,359*), ali i su uise niska dabi se sa sigurnoscu, na osnouuprinosa .'IIfamilije, sudilo 0 njenojK'l, iiiobrnuto. Vecakorelacijaza prinos zrna uturdena je u Komp. M i bila je jalea i uisoko znacajna (0.663'"*) . Korelacije zaprinos zrna bile su ntze nego za druge ispitiuane osobine u oba kompozita. Za utsinu lelipa inUlSU 1000 zrna urednosti ouib korelacija bile su uece u Komp . R, a za sue ostale osobine II Komp.M, paje uerouatno u Kompozitu M udeo aditiune II ukupnojgenetickoj uarijansi ueci za uecinuispitiuanib suojstaua.

Sto se tice prinosa zrna, kombtnouana SI·HS selekcija bi se sm ela primeniti samo II KOInjJ.M, na osnouu uisoko znacajne korelacije za ovu osobinu izmedu ispitiuanib tipoua familija. UKomp. B ouo ne bi smelo da se uradi. Oudeje alternatiua, za istouremenu poprauku prinosapopulacijeper se i njene KS, naizmenicnaprimena .'IIi HSselekcije (najpre .'II> a zatim HS), ali liZ

urlo nizale intenzitet (oleo30%) .

Kljucrie reel : genettck« korelacije, .'IIi HS familije, rekurentna selekcija

UYOD: Za popravku populacija kukuruzapostoji vcci broj metoda povratne(rekurentne) selekci]e (RS), koja ornogucu]csistematsku popravku osnovnih populaeija uzocuvan]e njihove gcneticke varijabilnosti. Dvacesto korisccna i medusobno poredenametoda RSsu half-sib - HS-RS uz koriscen]e in­bred testera i S]-SrRS. Poredenja SI·RS iHS·RS metoda se1ekcije medusobno, kao i sadrugim metodama, dala su razlicite rezultate .Zbog prednosti i nedostataka pojedlnacnihmetoda , kao i radi sto potpunijegiskortscavanja cclokupne genctickevarijabilnosti u populaciji, cine se pokusajikombinovanja pojedinih metoda u popravciiste populacije. Goulas i Lonnquist (1976) suobjavili rezultate dva ciklusa kombinovane HS(klip na red) i S 1 selekcije u stntetlcko]populaciji srvorenoj od tri inbred linije. Prviciklus bio je 5% rodniji od pocernepopulacije, a drugi 20% . Autori zakljucuju daje ovakav vid kombinovane selekcije bolji za

popravku populacije per se od pojedinacnihmetoda. posto HS sclekcija favorizujc gene saheteroticnirn efektorn, dok SI selekcija koristinajvise aditivnu gcnetlcku varijansu . Istiau tori izvrsll! su poredenje kombinovancHS-S 1 selekcije sa HS , S] i selekcijom na baziselekcionog indeksa formiranog na osnovuprinosa HS i SI familija (Goulas i Lonnquist,1977) . Kombinovana selekcija hila jeefikasnija od HS i S\ pojcdinacnih metoda,dok je sclekcija na bazi selekcionog indeksaimala sltcan efekat kombinovanoj IIS-S I

selekciji. Posle cetiri ciklusa kombinovane liS(klip na red) i 51 se lekcije u istoj populacijiprinos populaci]e se povecao 3,5% po ciklusu,a vlaga u zrnu opala 1,5% po ciklusu (Coors,1988) . U ukrstanjirna sa nesrodnim inbredlinijama nije bilo progresa, pa autor smatra dahi kombinovana 51 i H5 selekcija uz koriscenieinbred testera hila pogodnija za popravku ikombinacione sposobnosti i populacije perse .

OriginaIni naucnt rad (Original scientific paper)lOrJELENAVANCETOVIC, dr MILORAD ROSUI.J, dr ZORICAPAJIC, Institut za kukuruz "Zemun I>oljc".Beograd-Zernun

57

Za uspesno kortscenje komhinovanih ilipojedlnacnih metoda selekcije, birno je znarikorelacije za razliclra svojstva od znacaja zaselekciju izmedu S. i HS familija upopulaeijama koje se popravljaju . Utvrditi ovekorelaeije jeste i eilj ovoga rada, u dvakornpozlta kukuruza .

Materijal i metod rada

Za ovo lsrrazivanje odabrana su dvakompozita kukuruza, svaki formiran od popet dornacih populaclja. Kompozit form iranod populacija koje imaju dobrukomhinacionu sposohnosr sa linijom B73oznaccn je kao Kompozit B, a drugi, formiranod populaeija sa dobrom kombinaeionomsposobnoscu sa Mol7 kao Kompozit M.

U zimskoj generaciji 1991/92 godineuradena je samooplodnja oko 300 biljaka izsvakog kompozira, od kojih je slucajnoodabrano po 100 51 familija . Godine 1992postavljeni su ogledi sa 51 familijama poNested dizajnu (Neporpuru hlok dizajn saponavljanjima u okviru bloka, Cochran i Cox,1957) u dye lokaeije (Zemun Polje i Indl]a) .Uporedo su SI familije urnnozene slucajnirnukrstanjem u okviru svake familije ,u punomsrodsrvu (full-sib) i ukrstene sa nesrodnim in­bred testerom (Komp. B sa B73, a Komp. M saMol7) ,

U 1993 godini pustavljeni su ogledi sa 5.familijama i njihovim test-ukrstanjirna (H5familijama) u tri lokaeije: Zernun Polju, Indiji iBcce]u, s rim sto su ogledi sa 5 I familijama uZcmun Polju bili odbaceni zbog velikogproeenra jalovih biljaka izazvanih drasticnomsusom . Pri izvodenju ogleda primenjena jestandardna tehnologija gajenja kukuruza.Setva i berba obavljcne su rucno, Elementiogleda bili su: eetiri seta (bloka) sa po 25 51odnosno H5 familija; dva ponavljan]a u okviruseta; 20 hiljaka po ponavljanju (10 kucica podye biljke); gusrina useva 51.000 bilj./ha(O,7x0,56 m) ; povrsina clernentarne pareele3,92 01 2 , Proucavane su sledece osobine:prinos zrna (t/ha sa 14% vlage); visina hiljke(em); visina klipa (em) ; duzina klipa (em);broj redova una i masa 1000 zrna (g).

Gerieticke korelacije izmedu 5 I i H5familija za ispitivane osobine, dobijene lzpodataka aoalize varijanse i kovarijanseNested dizajna po Random modelu,izracunate su po formuli :

58

Ovde fenoripske korelacije nerna srnislaraditi, posto su 5, i H5 familije hilc uodvojenim ogledima, pa je utieaj spoljnihfaktora razlicit za ova dva tipa familija. Ovodovodi do razllctre ekoloske varijanse uukupnoj fenotipskoj varijansi kod ovihpotomstava (Bradshaw. 1983) .

Rezultati i diskusija

Genetil:ke korelacije izmedu S I i JISfamilija za ispirivana svojstva u okvirukompozira su vazne jer pokazuju sa kojomverovatnocorn ce odahrane 51 familije naosnovu osobina per se imati i dobrukombinacionu sposobnost (KS) i obrnuro ,koliko ce odabrane H5 familije na bazi KSimati zadovoljavaluce osobine per se. Zaprinos zrna, generlcka korelaeija SI i liSfamilija u Kornp. B hila je znacajna (Tab, I) ,srednje jaka (0,359*), ali i suvise niska da hi sesa sigurnoscu, na osnovu prinusa 51 familije,sudilo 0 njenoj K5, iii obrnuto. veca korclaeijaza prinos zrna utvrdena je u Komp . M i bila jejaka i visoko znacajna (0,663**) , lzboromprinosnih 51 familija iz Kornp. M za naredniciklus selekeije postoji znacajna verovatnocada ce se popraviti i K5 populaeije, a vazi iobrnuto,

Tab. I. Geneticke korelacije izmedu S/ i lISfamilija za ispitiuana soojstua

Tab. 1. Genetic correlations between S/ andHs familtes for the investigated traits

Osobina Kornpozit B Kornpozu M

Prlnos zrna 0,359- 0 ,663' "

Visina biljke 0,696" 0 ,1l011"

Visina klipa 0,84 7-- 0 .816"

Duzina klipa 0,424" O,791·<iI

Broj redova 0,841" 0,950"zrna

M...sa 1000 zrna 0 ,A7A" o.ais»(p<0,05), "(p<0,01)

U Kornp . B 70a duzinu klipa ova korclacijabila je srednje jaka i visoko znacajna, a za sveos tale osobine u oba kompozita korelacije subile jake i visoko znacajne i kretale su se od0,696 do 0.950 (Tab, 1) , jedlno je za visinuklipa i masu 1000 zrna ova korelacija bila vecau Kornp , B, dok je za sve ostale osobine bilaveca u Kornp, M .

Korelacije izmedu SI I HS familija ukazujuna verovatnocu sa kojom ee selekeija familija,odnosno linija per se utieati na popravkunjihove KS. Sto je veca aditivna varijansa upopulaeiji, ocekuje se da bude veca vrednostovih korelaeija, i obrnuto. Vrednostikorelaeija za prlnos zrna od 0,359* za Komp.B i 0,663** za Komp. M su u saglasnosti saistraZivanjem Genter-a i Alexander-a (1962) .zasva ostala svojstva korelacije su vece negoza prinos zrna u oba kompozita. U Komp. Bkorclaeije Sl i HS familija su bile vece nego uKomp. M jedino za visinu klipa i masu 1000zrna, a za sve ostale osobine u Komp. M. Stogase rnoze rcci daje u Komp. M vecl udeoaditivne u ukupnoj genetlcko] varijansi zavccinu ispitivanih svojstava u odnosu naKomp. B. Ova korelaeija za prinos zrna uKomp. B je u saglasnosti sa vecinornistrazivan]a (Lonnquist i Lindsey; 1964, Duclosi Crane, 1968, Carangal et al ., 1971, Russell iMachado, 1978, Walters er al ., 1991), dokje zaKomp. M nesto veca nego u ostalimistrazlvanjima, a sllcna rezultatu do kog sudosll Genter i Alexander (1966), koji su dobilikorelaciju od 0,61 ** u CBS populaeijikukuruza.

Harris et al. (1972) su nasll genetickekorelaeijc za prinos zrna izmedu S. i HSfamilija sa nesrodnim dvolinijskim testerornod 0,16 do 0,81 u sorti Hays Golden i dyepopulaeije dobijene iz nje putern po deveteiklusa masovne selekeije na prinos zrna .Prostc korelaeije za prinos zrna izmedu 160slucajno dobijenlh S7 linlja i 320 dvolinijskihhibrida izmedu njih iz BSSSslntertka za prinoszrna iznosi/e su 0,09 i 0 ,11 * (Gama i Hallauer,1977). Za vislnu bi/jke ove vrednosti bile su0,39** (korelaeija inbred linija i prosecnevrednosti hibrida sa istom linijom) i 0,07(korelacija hibrida i prosecne vrednosti podye roditeljske linije), za visinu k1ipa 0,35** i0,17**, a za duzmu klipa 0,21** i -0,06 . Ipored znacajnostl nekih od ovih korelacija,koeficijent determlnacije ni u jednom slucajunije bio vect od 16% . U nasern istraZivanjukore1acije su bile daleko vece, sto je rnozdaposlediea vece heterozlgotnostl SI u odnosuna S7 linije. Sa povccanjem % inbridingaobicno opadaju kordaeije izmedu linija injihovih hibrida, verovatno zbog veceinterakeije ef L homozigotnih linija saspoljnom sredinom u odnosu na SI I 82 linlje(Horner j-ser., 1977). Ovi autori su u dyepodpopulacije (A i B) sintetika sire genericke

59

osnove nasl! prosre kore1aeije izmedu 5 I I HSfamilija za prinos zrna 0,61 i 0,35 , za visinubiljke 0 ,68 i 0,72 i za visinu k1ipa 0,60 i 0,65.Hallauer i Lopez-Perez (1979) nlsu nasliznacajne geneticke korelacije za prinos zrnaizmedu 50 neselekcionisanih S7 linija iz BSSSsintetlka I njlhovih S8 ukrstanja sa po pertestera, Ove korelacije su se kretale od -0,09do 0,17.

Geneticke korelacije za masu 1000 zrnaizmedu SI i HS familija u Komp. B (0,878**) iKomp . M (0,818**) vece su ncgo uistrazlvan]u Johnson-a i Russell-a (1982), ukojem je korelacija za ovu osoblnu izmeduneselekctonisanih linija iz BSSS-a i hibridaizmedu njih iznosila 0 ,74** . U navedenomlstrazivanju linije su bile homozigotne , 1I

odnosu na Sj linije u nasern istrazlvanju, sto jemozda uzrok vece korelaeije dobijene unasern istraZivanju.

Jensen et al. (1983) utvrdili su korelacijeizmedu 82 linija per se dobijenih iz elitnihdvolinljskih hibrida i njihovih S, test-ukrstanjaod -0,37 do 0,52* . Neaditivna varijansa je vecaza prinos zrna u tim materijalima u odnosu naaditivnu, sto je verovatno sluca] sa vectnornelitnih materijala . Kod populaeija siregeneticke osnove, medutim, ocekuje se daaditivna varijansa hude veca od neaditivne, pasamim tim i da korelaeije izmedu SI_2 i HSfamilija iz ovakvih populaeija budu vece . Ovoje potvrdilo istraztvanje Ivarrovica i sar.(1987), koji su nasli prostu korelaeiju ikorelaeiju ranga za prinos zrna izmedu 52 i HSfamilija u populaciji uske genettckc osnove(rekombinovana F2 generacija elitnogdvolinijskog hibrida) od 0,060 i 0,067,respektivno, dok su ove korelacije za S1 i HSfamilije u populaciji slroke genetlcke osnoveiznosile 0,220* i 0,230* . Ovako niskekorelaeije bile su rnoguca posledieamaskirnog efekta elitnog inbred testera .Takode je i vecl srepen inbridinga kod S2famillja u prvoj populaciji utieao na manjuvrednost ovih korelaeija .

Leford i Russell (1985) su dobili prostukorelaciju za prinos zrna izrnedu S2 i H5familija (ukrstanja sa linijama B73 i Mo17) izsintetlka BSl(HS)Cl od 0,54**, stopredstavlja visoku vrednost u odnosu naveCinu drugih prakrlcnlh i teorijskihistraiivanja. Smith (1986) je na osnovukompjuterske simulaeije pokazao da se , zaosobine uslovljene velikim brojem gena kojipokazuju punu dominaciju, ocekuje da

fenotipska korelacija izrnedu linija per se injihovih test-ukrstanja bulle manja od 0 ,5sarno zbog maskirajuccg efekta dominantnihalela testera, cak i bez prisustvasuperdominacije, epistaze iii vezanih gena uispitivanom materijalu . Korelacija prinosalinijaper se i njihovih ukrstanja sa nesrodnimtesterorn u navedenorn Istrazivanju iznoslla ie0,28. Koriscenje rzv, "dobrog" tesrera (testersa do brim osobinama per se) uticace nasmanjenje genericke varijanse izrnedutest-ukrstanja, kao i na smanjenje korelacijeizmedu linija per se i njihovih test-ukrstanja,Kod Komp. B i M, varijansa izmedu HS familijaza prinos zrna bila je veca u Komp. B (podacinisu prikazani) , ali je korelacija izrnedu SI i HSfamilija u tstorn kompozltu bila manja uodnosu na Komp. M. Ovo je mozda posledicarazlika u speciflcno] kombinacionojsposobnosti ispitivanih SI familija Komp. B salinijom B73.

Gcncticka korelacija za prinos zrnaizrnedu SI i I-1S familija u Komp. B manja jenego u istrazivanju Huslca (1992), dok je ovakorelaci]a u Komp. M veca u poredenju saistim istrazivanjem. Auror je dobio vrednosti

0,396** i 0,453** kod dve sintetickcpopulacije. Vecina genetickih korelacija SI iHS familija za os talc ispitivane osobine veca jeu nasern istrazivanju u odnosu na istrazivanjepomenutog aurora .

Zakljucak

Korelacije izmedu SI i I-IS familija zaprinos zrna bile su nlze nego za drugcispitivane osobine u oba kompozita. Za visinuklipa i masu 1000 zrna vred nosri ovihkorelacija bile su vece u Komp. B, a za sveosrale osobine u Komp. M, pa je verovatno uKompozitu M udeo aditivne u ukupnojgenettcko] varijansi veci za vecinu ispitivanlhsvojstava,

Sto se tice prinosa zrna, kombinovanaSI-HS selekcija bi se smela primeniri samo uKomp. M, na osnovu visoko znacajnekorelacije za ovu osobinu izmedu ispitivanihtipova familija . U Komp. B ovo ne bi smelo dase uradi. Ovde je alternativa, za istovremenupopravku prinosa populacije per se i njene KS,naizmenicna primena SI i HS selekcije (najpreS1> a zatirn HS), ali uz vrlo nizak intenzitet(oko 30%).

LITERATURA

BRADSHAW, J.E. (1983): Estimating the pre­dicted response to SI family selection. He­redity, 51 :4 15-4 18 .

CARANGAL, va., S.M. ALI, A.I'.KOBLE, E.I I.fUNKE, and j .c . SENTZ (1971): Compari­son ofS 1 with testcross evaluation for recur­rent selection in maize. Crop Sci.,11:658-661.

COCHRAN, WG., and G.M. COX (1957): Ex­perimental designs. John Wiley & Sons, Inc.Canada.

COORS,J .G. (1988) : Response to four cycles ofcombined half-sib and SI family selection inmaize. Crop Sci., 28: 891·896.

DUCLOS, I..A., and 1'1.. CRANE (1968): Com­parative performance of top crosses and SIprogeny for improving populations ofcorn(Zea mays L.). Crop Sci., 8: 191-194.

GAMA, E.E.G., and A.R. HALLAUER (1977): Re­lation between inbred and hybrid traits inmaize. Crop Sci., 17: 703·705 .

GENTER , c.r., and M.W ALEXANDER (1962):Comparative performance ofSj, progeniesand test-crosses of corn. Crop Sci., 2:516-519.

60

GENTER, c.r, and M.W ALEXANDER (1966):Development and selection of productiveSI inbred lines ofcorn (Zea mays 1..). CropSci., 6: 429-431.

GOULAS, c.x.. and ).H. LONNQUIST (1976):Combined half-sib and SI family selection ina maize composite population. Crop Sci ..16 : 461-464.

GOULAS, c .x., and).1 I. LONNQUIST (1977) :Comparison of combined half-sib and Slfamily selection with half-sib, S1. and selec­[ion index procedures in maize. Crop Sci .,17: 754-757.

HALlAUER, A.R., and E. LOPEZ-PEREZ (1979):Comparisons among testers for evaluatinglines ofcorn.Proc. Ann. Corn and SorghumRes. Conf., Chicago, II . 11-13 Dec. ASIA,Washington, DC, 57-76.

HARRIS, R.E., c.o. GARDNER, and WA.COMPTON (1972) : Effects of mass selec­tion and irradiation in corn measured byrandom Silines and their tcsrcrosses. CropSci., 12: 594-598.

HORNER, E.S., S.1.. ROBINSON, and M.AMEHA (1977): S2 line per se versus

testcross yields in corn . 32th Ann. Corn andSorghum Res. Conf., 21-31.

HUSIC, I. (1992): Nasledivanje komponentiprinosa i geneticka dobir ad selekcije nabazi S. i HS potomstava kukuruza.Doktorska d isertacija . Poljoprivrednifakultet , Novi Sad .

IVANOVIC,M., O. STOjNIC, and R.R. GREDER(1987) : Correlations among grain yields offull-sib , half-sib , and selfed progenies inbroad and narrow base populations ofmaize (Zea mays L.). Genetika, 19: 37-45.

JENSEN, S.D., WE. KUHN, and R.L.McCONN ELL (1983) : Combining abilitystudies in elite U.S. maize germplasm. Proc.38th Annual Corn and Sorghum Ind.-Res.Conference, 87-96.

JOHNSON, D.Q ., and WA. RUSSELL (1982):Genetic variability and relationships ofphysical grain-quality traits in the BSSS pop­ulation of maize. Crop Sci ., 22 : 805-809.

LEFORD, D .R., and WA. RUSSELL (1985): Ge­netic variability and relationships of physi­cal grain quality with agronomic traits of 82lines and testcrosses of maize. Maydica, 30 :269-280.

LONNQUIS'C j .H., and M.l'. LINDSEY (1964):Top cross versus SI line performance incorn (Zea mays L.). Cro p Sci ., 4 : 580-584.

RUSSELL, WA., and V. MACHADO (19 78): Se­lection procedures in the development ofmaize inbred lines and the effect of plantdensities on the relationships between in­bred traits and hybred yields . Iowa StateUniversity Res. Bulletin, 585:911-932.

WALTERS, S.P., WA. RUSSELL, and KR.LAMKEY (1991) : Comparisons ofphenotypic correlations among S\ lines.and their testcrosses, from four Iowa StiffStalk populations of maize. Maydica, 36 :39-44 .

GENETIC CORRElATIONS FOR MORE IMPORTANT TRAITS BETWEEN SI AND HSFAMILIES IN TWO COMPOSITES OF MAIZE (Zea mays 1.)

VANCETOVIC, jELENA, ROSULj, M., PAjIC, ZORICA

SUMMARY

Genetic correlations for more important agronomic traits between S1 and HS families of twocomposites of maize (Composite Band M) were investigated. For the grain yield genotypic corre­lation between SI and lI S families in Compo B was significant, medium strong (0,359*), bur toolow for predictable purposes. Greater correlation for the grain yield was obtained in CompoM, itwas strong and highly significant (0,663+*) . Correlations for grain yield were lower than for theother investigated traits in both composites. For the ear height and 1000 kernel wcighr these cor­relations were higher in Compo B,while for the rest of the traits they were greather in CompoM, in­dicating greater share of the additive in the total genotypic variance in this composite.

A.~ far as the grain yield is concerned, combined S1-HS selection should be applied only inthe Compo M, based on the strong, highly significant correlation between investigated families. InCompoB this is nor the case. For this composite, alternative procedure, for the simultaneous im ­provement of the population per se and irs combining ability, is first 10 apply 51, and after that HSselection, but with very low intensity (about 30%).

Key words: generic correlations, SI and HS families, recurrent selection

61