Use of the A3, A4 and 9E types csm in breeding hybrids of grain sorghum

Affiliation: Rossiyskiy nauchno-issledovatelskiy i proyektno-tekhnologicheskiy institut sorgo i kukuruzy «Rossorgo»
Address: Russian Federation, Saratov

D. Semin

Affiliation: Rossiyskiy nauchno-issledovatelskiy i proyektno-tekhnologicheskiy institut sorgo i kukuruzy «Rossorgo»
Address: Russian Federation, Saratov

Journal name

Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka

Edition

Number 5

Pages

22-25

Abstract

The article presents results of the evaluation of the combinational ability (effects of GCA and SCA, dispersion SCA) sorghum lines in the tester crossings. Inclusion in the program of crossings collection of the parent lines with the genome Zheltozyornoye 10, differing only in the type of sterile cytoplasm (A3, A4 and 9E), allows for a genetically pure analysis detection of cytoplasmic effects on combining ability. As paternal parents used 18 pollinator grain sorghum breeding “Rossorgo”. Established significant influence of the 9E cytoplasm on the effects GCA length panicle. In genetic control of traits (plant height, parameters panicle and largest leaf, grain yield) of CMS lines the prevalence of additive gene action was noted. Recommended for competitive variety trials of hybrid 9E Zheltozyornoye 10/Master and seven combinations for inclusion in the three-way hybrids.

Keywords

Grain sorghum, combinational ability, cytoplasmic effect, economically valuable traits

Received

21.08.2018

Publication date

14.11.2018

Number of characters

8738

Cite Download pdf To download PDF you should sign in

GOST	Kibalnik O., Semin D. Use of the A3, A4 and 9E types csm in breeding hybrids of grain sorghum // Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka – 2018. – Number 5 C. 22-25 [Electronic resource]. URL: http://ras.jes.su/rshn/s207987840000094-2-1-en (circulation date: 14.02.2025). DOI: 10.31857/S250026270000640-9
MLA	Kibalnik, O., Semin, D. "Use of the A3, A4 and 9E types csm in breeding hybrids of grain sorghum." Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka 5 (2018):22-25. DOI: 10.31857/S250026270000640-9
APA	Kibalnik O., Semin D. (2018). Use of the A3, A4 and 9E types csm in breeding hybrids of grain sorghum. Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka (5), pp.22-25 DOI: 10.31857/S250026270000640-9

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной


1	В настоящее время селекция гибридов сельскохозяйственных культур основана на цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). Большинство гибридов полевых культур в промышленных масштабах производят с использованием одного типа стерильности. Однако отсутствие альтернативных источников ЦМС может привести к прекращению их выращивания в случае слабой устойчивости к болезням или вредителям. Поэтому исследователи уделяют внимание выявлению новых типов ЦМС для увеличения генетического разнообразия гибридов F₁, а также возможности их применения в селекции. В результате межвидовой и межрасовой гибридизации между образцами зерновых [1,2], масличных [3,4], бобовых [5] и овощных культур [6,7] обнаружены различные ЦМС-индуцирующие цитоплазмы, различающиеся по реакции на тестеры-восстановители фертильности, морфологии и гистологической структуре пыльников, стадии дегенерации пыльцы, структуре митохондриального и хлоропластного геномов. Известно, что в селекцию высокогетерозисных гибридов следует включать родительские формы с высокой комбинационной способностью. Согласно литературным данным, цитоплазматические эффекты на комбинационную способность аллоплазматических ЦМС-линий (различающихся только типом цитоплазмы) отмечены у риса [8], пшеницы [9], проса [10] и сорго [11]. У сорго проведена оценка комбинационной способности ЦМС-линий, полученных с использованием A1 и A2 стерильных цитоплазм. В связи с этим актуально определение влияния цитоплазматических эффектов на комбинационную способность ЦМС-линий на основе А3, А4 и 9Е типов цитоплазм.
2	Методика. Гибриды F₁ (всего 54) и родительские формы выращивали на опытном поле РосНИИСК «Россорго» в 2015-2017 гг. Площадь делянки – 7,7 м², размещение делянок рендомизированное, повторность в опыте – 3-кратная. Густоту стояния растений устанавливали вручную (100 тыс. раст./га). Оценку селекционно-ценных признаков гибридов F₁ и учеты урожайности проводили по общепринятой методике [12].
3	В схему скрещиваний включены материнские линии А3 Желтозерное 10, А4 Желтозерное 10, 9Е Желтозерное 10 (Ж-10), полученные путем серий беккроссов Желтозерного 10 с ЦМС-линиями А3 Тх398, А4 Тх398, 9Е Тх398, несущих цитоплазмы следующих источников стерильности: A3 (IS1112C), A4 (IS7920C), 9Е (IS17218). Сравнительная оценка селекционно-ценных признаков материнских форм и изучение пыльников в период цветения не выявили различий, а цитологический анализ пыльцы показал различия между А3 Желтозерное 10, А4 Желтозерное 10 и 9Е Желтозерное 10 по количеству и типу дефектных пыльцевых зерен [13]. Причем в пыльце стерильных аналогов на А4 и 9Е типах цитоплазм присутствовали нормально окрашенные пыльцевые зерна, растения же оставались стерильными (рис.). В литературе также описаны характерные особенности пыльцы ЦМС-линий на А4 и 9Е цитоплазмах [14].

Readers community rating: votes 0

1. Crosatti C., Quansah L., Maré C. et al. Cytoplasmic genomesubstitution in wheat affects the nuclear-cytoplasmic cross-talk leading to transcript and metabolite alterations // BMC Genomics. – 2013 – V.14. – R.868.

2. Reddy B.V.S., Ramesh S., Reddy P.S., Kumar A.A. Male-Sterility inducing cytoplasmic effect on combining ability in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench ) // Indian J. of Genetic and Plant Breeding. – 2009. – V.69 (3). – P.199-204.

3. Tyagi V., Dhillon S.K. Cytoplasmic effects on combining ability for agronomic traits in sunflower under different irrigation regimes // SABRAO Journal of Breeding and Genetics. – 2016. – V.48 (3). – P.295-308.

4. Wei W.L., Wang H.Z., Liu G.H. Cytoligical and molecular characterization of a new cytoplasmic male sterility in rapeseed // Plant Breeding. – 2009. – V.128 (4). – R.426-428.

5. Saxena K.B., Sultana R., Mallikarjuna N. Male-sterility systems in pigeonpea and their role in enhancing yield // Plant Breeding. – 2010. – V.129 (2). – R.125-134.

6. Engelke T., Hülsmann S., Tatlioglu T. A comparative study of microsporogenesis and anther wall development in different types of genetic and cytoplasmic male sterilities in chives // Plant Breeding. – 2002. – V.121 (3). – R.254-258.

7. Nothnagell T., Straka P., Linke B. Male sterility in populations of Daucusand the development of alloplasmic male-sterile line of carrot // Plan Breeding. – 2000. – V.119 (2). – R.145-152.

8. Young J.B., Virmani S.S. Effects of cytoplasm on heterosis and combining ability for agronomic traits in rice (Oryza sativa L.) // Euphytica. – 1990. – V.48. – R.177-188.

9. Ekiz N., Safi Kiral A., Akcin A., Simsek L. Cytoplasmic effects on quality traits of bread wheat (Triticum aestivum L. ) //Euphytica .– 1998. – V.100 (1-3). – P.189-196.

10. Chandra-Shekara A.C., Prasanna B.M., Singh B.B., Unnikrishan K.V., Seetharam A. Effect of cytoplasm and cytoplasm-nuclear interaction on combining ability and heterosis for agronomic traits in pearl millet {Pennisetum glaucum (L) Br.R} // Euphytica .– 2007. – V.153.– P.15-26.

11. Reddy B.V.S., Ramesh S., Reddy P.S., Kumar A.A. Male-Sterility inducing cytoplasmic effect on combining ability in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) // Indian J. of Genetic and Plant Breeding.– 2009.– V.69 (3). – P.199-204.

12. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyajstvennykh kul'tur. Vyp. 2. – M., 1985 – 267 s.

13. Kibal'nik O.P. Selektsionnaya tsennost' novykh tipov TsMS u sorgo // Diss. na soisk. uch.step. k.b.n. – Saratov. – 2009.– S. 43-62.

14. Tsvetova M.I., Ehl'konin L.A. Tsitologicheskoe izuchenie muzhskoj generativnoj sfery u TsMS-linij sorgo s tsitoplazmoj tipa «9E» // Vestnik SGAU. Spetsvypusk. – 2007. – S.102-106.

15. Savchenko V.K. Metod otsenki kombinatsionnoj sposobnosti geneticheski raznokachestvennykh naborov roditel'skikh form // Metodiki genetiko-selektsionnogo i geneticheskogo ehksperimentov. – Minsk, 1973. – S.48-77.