vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2021-59-4-440-451vestiag-593Research ArticleЗЕМЛЯРОБСТВА І РАСЛІНАВОДСТВAAGRICULTURE AND PLANT CULTIVATIONОценка вариабельности количественных признаков льна масличного методами многомерного анализаSelection of productive hybrid oil flax plants by methods of multivariate analysisГолубИ. А.GolubI. A.

Голуб Иван Антонович – академик Национальной академии наук Беларуси, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, директор

ул. Центральная, 27, 211003 аг. Устье, Оршанский район, Витебская обл.

Ivan A. Golub - Academician of the National Academy of Sciences of Belarus, D. Sc. (Agricultural), Professor

27, Central Str., ag. Ustye 211003, Orsha district, Vitebsk region

 

institut_len@tut.byАндроникЕ. Л.AndronikA. L.

Андроник Елена Леонидовна – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующая лаборатории селекции льна масличного

ул. Центральная, 27, 211003 аг. Устье, Оршанский район, Витебская обл.

Alena L. Andronik - Ph.D. (Agricultural), Associate professor

27, Central Str., ag. Ustye 211003, Orsha district, Vitebsk region

andronikl1@rambler.ruИвановаЕ. В.IvanovaA. V.

Иванова Елена Владимировна – кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции льна масличного

ул. Центральная, 27, 211003 аг. Устье, Оршанский район, Витебская обл.

Alena V. Ivanova - Ph.D (Agricultural)

27, Central Str., ag. Ustye 211003, Orsha district, Vitebsk region

iva271079ivanova@yandex.ruИнститут льна, Национальная академия наук БеларусиInstitute of Flax, the National Academy of Sciences of Belarus202104112021594440–451Copyright © Голуб И.А., Андроник Е.Л., Иванова Е.В., 20212021Голуб И.А., Андроник Е.Л., Иванова Е.В.Golub I.A., Andronik A.L., Ivanova A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/593

Применение компьютерных технологий позволяет оперативно анализировать и использовать предметную, технологическую, аналитическую и другую информацию. Биометрическая статистика в селекции растений направлена на оптимизацию (повышение эффективности, надежности, ускорение и удешевление) процесса выведения сортов сельскохозяйственных культур. Поэтому создание и изучение новых сортов льна масличного требует широкого внедрения современных компьютерных информационных технологий, которые обеспечивают информационное сопровождение селекционного процесса на всех его этапах. Методы многокритериальной математической статистики – факторный и кластерный анализы – в исследованиях использованы для комплексной оценки гибридных популяций льна масличного по элементам продуктивности (высота растений, техническая длина, длина соцветия, количество коробочек на растении, количество семян на растении, количество семян в коробочке, масса 100 семян, содержание масла в семенах). Оценена результативность отбора гибридов третьего цикла селекции, а также установлены отличительные особенности гибридных комбинаций в ряду поколений. В результате селекционно-технологического цикла анализа выделен 31 высокопродуктивный гибрид (или 6,9 %) для дальнейшего воспроизводства. Несмотря на высокий уровень селекционного дифференциала, выявленного у гибридных комбинаций в ходе смены поколений F2–F3 , их реакция на отбор по признакам «количество семян в коробочке» и «масса 100 семян» была слабой, а отбор по количеству коробочек и семян с растения оказался малоэффективным. Используемый метод отбора позволяет выбраковывать слабопродуктивные растения, которые попали в худшие группы кластеров. Браковка методом многомерного анализа должна использоваться в более поздних поколениях (четвертого-пятого цикла селекции) по мере установления гомозиготности признаков. Б

Use of computer technology allows to quickly analyze and use subject, technological, analytical and other information. Biometric statistics in plant breeding is aimed at optimizing (increasing efficiency, reliability, acceleration and cheapening) the process of breeding varieties of agricultural crops. Therefore, creation and study of new varieties of oil flax requires widespread introduction of modern computer information technologies that provide information support of the breeding process at all its stages. Methods of multi-criteria mathematical statistics - factor and cluster analyses - were used in the studies for a comprehensive assessment of hybrid populations of oil flax by productivity elements (plant height, technical length, inflorescence length, number of pods per plant, number of seeds per plant, number of seeds in a box, weight of 100 seeds, and oil content in seeds). Effectiveness of selection of hybrids of the third cycle of breeding has been evaluated, and also the distinctive features of hybrid combinations in a number of generations have been established. As a result of selection and technological cycle of the analysis, 31 highly productive hybrids (or 6.9%) were identified for further reproduction. Despite the high level of the breeding differential determined in hybrid combinations during the F2-F3 generation change, their response to traits based selection according to “number of seeds in a box” and “weight of 100 seeds” was weak, and selection by the number of boxes and seeds from the plant turned out to be ineffective. The selection method used makes it possible to cull low-yielding plants that have fallen into the worst groups of clusters. Culling by the method of multidimensional analysis should be used in later generations (fourth-fifth cycle of selection) as homozygosity of traits is established.

лен масличныйгибридыпродуктивностьморфологический анализкластерный анализинтенсивность отборареакция на отборflax oilhybridsproductivitymorphological analysiscluster analysisintensity of selectionresponse to selectionРабота выполнена в рамках Государственной программы научных исследований «Качество и эф- фективность агропромышленного производства» на 2016–2020 годы, подпрограмма 6 «Земледелие и селекция».The research was carried out as part of the state program of scientific research “Quality and Efficiency of Agro-industrial Production for 2016-2020”, subprogram 6 “Agriculture and breeding”.ReferencesСтруктура комплекса информационного обеспечения селекционного процесса тритикале / И.Г. Гребенникова [и др.] // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых : тр. IV Междунар. науч. конф. молодых ученых, посвящ. 40-летию СО Россельхозакадемии, 22–23 апр. 2010 г., пос. Краснообск : в 2 ч. / Рос. акад. с.-х. наук, Сиб. регион. отд-ние ; под ред. В.К. Каличкина. – Новосибирск, 2010. – Ч. 1. – С. 247–249.Grebennikova I. G., Aleinikov A. F., Stepochkin P. I., Chanyshev D.I. Structure of the complex of information support of the selection process of triticale. Noveishie napravleniya razvitiya agrarnoi nauki v rabotakh molodykh uchenykh: trudy IV Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii molodykh uchenykh, posvyashchennoi 40-letiyu SO Rossel’khozakademii (22–23 aprelya 2010 g., pos. Krasnoobsk) [The latest directions for the development of agrarian science in the works of young scientists: proceedings of the IV International scientific conference of young scientists dedicated to the 40th anniversary of the Siberian Branch of the Russian Agricultural Academy (April 22-23, 2010, Krasnoobsk village]. Novosibirsk, 2010, pt. 1, pp. 247-249 (in Russian).Мартынов, С.П. Биометрические подходы к оптимизации селекционного процесса / С.П. Мартынов // Молекулярная и прикладная генетика : сб. науч. тр. / Ин-т генетики и цитологии НАН Беларуси. – Минск, 2009. – Т. 9. – С. 49–60.Martynov S.P. Biometric approaches to optimizing the selection process. Molekulyarnaya i prikladnaya genetika: sbornik nauchnykh trudov [Molecular and applied genetics: a collection of scientific works]. Minsk, 2009, vol. 9, pp. 49-60 (in Russian).Андроник, Е.Л. Создание базы данных «Коллекция льна» / Е.Л. Андроник, Е.В. Иванова // Молодежь в науке – 2007 : прил. к журн. «Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусi» : в 4 ч. / Нац. акад. наук Беларуси, Совет молодых ученых НАН Беларуси. – Минск, 2008. – Ч. 4 : Серия аграрных наук. – С. 166–169.Andronik E. L., Ivanova E.V. Creation of the «Flax Collection» database. Molodezh’ v nauke - 2007. Ch. 4. Seriya agrarnykh nauk [Youth in science - 2007. Part 4: Series of agrarian sciences]. Minsk, 2008, pp. 166-169 (in Russian).О необходимости создании компьютерной базы данных генеалогии сортов льна белорусской селекции / Д.Е. Портянкин [и др.] // Защита растений : сб. науч. тр. / Белорус. науч.-исслед. ин-т защиты растений. – Минск, 1998. – Вып. 22. – С. 150–158.Portyankin D. E., Khomutovskii P. R., Karochan V. N., Ivashko L.V. On the need to create a computer database of genealogy of flax varieties of Belarusian breeding. Zashchita rastenii: sbornik nauchnykh trudov [Plant protection: a collection of scientific works]. Minsk, 1998, iss. 22, pp. 150-158 (in Russian).Yau, S.K. Claster analysis of bread wheat lines grown in diverse rain fed environment / S.K. Yau, G. Ortis-Ferrara, J.P. Srivastava // Barley a. Wheat Newsletter. – 1992. – Vol. 8, N2. – P. 31–35.Yau S. K., Ortis-Ferrara G., Srivastava J.P. Claster analysis of bread wheat lines grown in diverse rain fed environment. Barley and Wheat Newsletter, 1992, vol. 8, no. 2, pp. 31-35.Коваленко, Н.Н. Химический состав плода вишен как классификационный признак при изучении исходного материала для селекции / Н.Н. Коваленко, Ю.А. Волчков // Плодоводство и виноградарство Юга России. – 2011. – №12 (6). – С. 30–42.Kovalenko N. N., Volchkov Yu. A. Chemical composition of fruits of species far eastern cherries as a classification criterion at the study of source material for breeding. Plodovodstvo i vinogradarstvo Yuga Rossii = Fruit Growing and Viticulture of South Russia, 2011, no. 12 (6), pp. 30-42 (in Russian).Щеглов, С.Н. Межсортовая изменчивость признаков корневой системы земляники / С.Н. Щеглов // Науч. журн. КубГАУ. – 2005. – №11. – С. 186–192.Shcheglov S.N. Intervarietal variability of features of the root system of strawberries. Nauchnyi zhurnal KubGAU = Scientific Journal of KubSAU, 2005, no. 11, pp. 186-192 (in Russian).Власов, М.В. Внутренняя гетерогенность образцов коллекции амаранта как предпосылка его селекции : дис. … канд. биол. наук : 06.01.05 / М.В. Власов. – Краснодар, 2002. – 136 л.Vlasov M.V. Internal heterogeneity of samples of the amaranth collection as a prerequisite for its selection. Ph.D. Thesis. Krasnodar, 2002. 136 p. (in Russian).Мельничук, А.Д. Определение генетической разнородности сортов картофеля и подбор родительских пар для гибридизации по результатам факторного анализа / А.Д. Мельничук // Картофелеводство : сб. науч. тр. / Белорус. науч.-исслед. ин-т картофелеводства. – Минск, 2000. – Вып. 10. – С. 63–73.Mel’nichuk A.D. Determination of genetic heterogeneity of potato varieties and selection of parent pairs for hybridization based on the results of factor analysis. Kartofelevodstvo: sbornik nauchnykh trudov [Potato growing: collection of scientific papers]. Minsk, 2000, iss. 10, pp. 63-73 (in Russian).Кильчевский, А.В. Дискриминантный анализ накопления 137Cs овощными растениями / А.В. Кильчевский, А.Д. Мельничук, А.В. Крук // Агроэкология : сб. науч. тр. / Белорус. гос. с.-х. акад. – Горки, 2005. – Вып. 2 : Экологические основы плодоовощеводства. – С. 124–129.Kilchevsky A. V., Mel’nichuk A. D., Kruk A.V. Discriminant analysis of accumulation 137Cs by vegetable plants. Agroekologiya: sbornik nauchnykh trudov. Vyp. 2. Ekologicheskie osnovy plodoovoshchevodstva [Agroecology: collection of scientific papers. Iss. 2. The ecological foundations of horticulture]. Gorki, 2005, pp. 124-129 (in Russian).Ротару, Л.И. Применение факторного и кластерного анализов для создания генотипов томата со стабильной продуктивностью / Л.И. Ротару, Г.А. Лупашку // Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы : II Междунар. науч.-практ. конф., 2–4 авг. 2010 г. / Всерос. науч.-исслед. ин-т селекции и семеноводства овощ. культур ; под ред. В.Ф. Пивоварова. – М., 2010. – Т. 1. – С. 462–470.Rotaru L. I., Lupashku G.A. The use of factor and cluster analyses to create genotypes of tomato with stable productivity. Sovremennye tendentsii v selektsii i semenovodstve ovoshchnykh kul’tur. Traditsii i perspektivy: II Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferentsiya, 2–4 avgusta 2010 g. [Current trends in vegetable breeding and seed production. Traditions and perspectives: II International scientific-practical conference, August 2–4, 2010]. Moscow, 2010, vol. 1, рр. 462-Брач, Н.Б. Факторный анализ доноров хозяйственно ценных признаков из коллекции льна ВИР / Н.Б. Брач, Е.А. Пороховинова, И.Я. Шаров // Современные проблемы льноводства на Северо-Западе РФ : сб. материалов науч.-практ. конф., Псков, 4–6 июля 2000 г. / Псков. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. – Псков, 2000. – С. 29–30.Brach N. B., Porokhovinova E. A., Sharov I. Ya. Factor analysis of donors of economically valuable features from the collection of flax of VIR. Sovremennye problemy l’novodstva na Severo-Zapade RF : sbornik materialov nauchno-prakticheskoi konferentsii, Pskov, 4-6 iyulya 2000 g. [Modern problems of flax growing in the North-West of the Russian Federation: collection of materials of the scientific-practical conference, Pskov, July 4-6, 2000]. Pskov, 2000, pp. 29-30 (in Russian).Иванова, Е.В. Информативность показателей количественных признаков у льна-долгунца и минимизация их оценки / Е.В. Иванова, Е.Л. Андроник // Вестн. Белорус. гос. с.-х. акад. – 2012. – №2. – С. 40–45.Ivanova E. V., Andronik E.L. Informational content of indicators of quantitative signs in long-fiber flax and minimization of their estimation. Vestnik Belorusskoi gosudarstvennoi sel’skokhozyaistvennoi akademii = Bulletin of the Belarussian State Agricultural Academy, 2012, no. 2, pp. 40-45 (in Russian).Руанет, В.В. Использование искусственных нейронных сетей для решения частных задач генетики и селекции : дис. … канд. биол. наук : 03.00.15 / В.В. Руанет. – М., 2003. – 108 л.Ruanet V.V. Using artificial neural networks to solve private problems of genetics and selection. Ph.D. Thesis. Moscow, 2003. 108 p. (in Russian).Hartigan, J.A. Clustering algorithms / J.A. Hartigan. – New York : Wiley, 1975. – 351 p.Hartigan J.A. Clustering algorithms. New York, Wiley, 1975. 351 p.Мартынов, С.П. Кластерный анализ саратовских сортов яровой пшеницы по коэффициентам родства / С.П. Мартынов // Цитология и генетика. – 1989. – Т. 23, №4. – С. 37–43.Martynov S.P. Clyster analysis of the Saratov spring wheat cultivars by the parentage coefficients. Tsitologiya i genetika = Cytology and Genetics, 1989, vol. 23, no. 4, pp. 37-43 (in Russian).Griffing, B. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems / В. Griffing // Austral. J. of Biol. Sciences. – 1956. – Vol. 9, N4. – P. 463–493. https://doi.org/10.1071/bi9560463Griffing B. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems. Australian Journal of Biological Sciences, 1956, vol. 9, no. 4, pp. 463-493. https://doi.org/10.1071/bi9560463Перуанский, Ю.В. Кластеризация по элементам продуктивности перспективных форм озимой пшеницы различной морозостойкости / Ю.В. Перуанский, Т.Л. Тажибаева // Селекция и урожай : сб. науч. тр. / Каз. науч.-исслед. ин-т земледелия. – Алма-Ата, 1988. – С. 143–153.Peruanskii Yu. V., Tazhibaeva T.L. Clustering by productivity elements of promising forms of winter wheat of various frost resistance. Selektsiya i urozhai: sbornik nauchnykh trudov [Selection and harvest: collection of scientific papers]. Alma-Ata, 1988, pp. 143-153 (in Russian).Чеботарь, С.В. Дифференциация, идентификация и создание базы данных сортов Т. аеsтіvuм L. украинской селекции на основе SТМS-анализа / С.В. Чеботарь, Ю.М. Сиволап // Цитология и генетика. – 2001. – Т. 35, №6. – С. 18–27.Chebotar’ S. V., Sivolap Yu. M. Differentiation, identification and development of database of T. aestivum L. varieties of Ukrainian selection on the basis of STMS-analysis. Tsitologiya i genetika = Cytology and Genetics, 2001, vol. 35, no. 6, pp. 18-27 (in Russian).Андроник, Е.Л. Отбор индивидуальных высокопродуктивных растений льна масличного в гибридной популяции F2 / Е.Л. Андроник, Е.В. Иванова // Вестн. Белорус. гос. с.-х. акад. – 2017. – №4. – С. 114–117.Andronik E. L., Ivanova E.V. Selection of individual highly-productive plants of oil flax in hybrid population F2. Vestnik Belorusskoi gosudarstvennoi sel’skokhozyaistvennoi akademii = Bulletin of the Belarussian State Agricultural Academy, 2017, no. 4, pp. 114-117 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.