hrvatski

Genomska selekcija za svojstva kakvoće pšeničnoga zrna

Pšenica (Triticum aestivum L.) je jedna od najvažnijih biljnih vrsta za proizvodnju hrane u svijetu te najvažniji izvor proteina i energije u ljudskoj prehrani. Kakvoća pšenice određuje se na osnovi mnogobrojnih svojstava, a jedan od najvažnijih čimbenika koji utječe na reologiju tijesta je sadržaj glutena i njegova kakvoća. Reološki profil tijesta može se odrediti miksografom koji se zbog male količine brašna potrebne za analizu pokazao prikladnim za korištenje u oplemenjivanju pšenice, osobito u ranim generacijama kada velike količine zrna nisu dostupne. Budući da većina svojstava kakvoće pšenice pokazuje složene obrasce nasljeđivanja, oplemenjivanje na kakvoću, a posebno na pekarsku kakvoću, jedan je od najzahtjevnijih izazova u oplemenjivanju pšenice. Ciljevi ovog istraživanja bili su procijeniti utjecaj interakcije genotip × okoliš i mogućnost korištenja genomske selekcije za svojstva kakvoće zrna pšenice kako bi se postigla učinkovitija selekcija za navedena svojstva te smanjili potencijalni troškovi genotipizacije i fenotipizacije u oplemenjivačkom procesu. U istraživanju su korištene dvije biparentalne (RIL) populacije pšenice dobivene križanjem roditeljskih sorti Bezostaya-1 × Klara (BK) i Monika × Golubica (MG). Poljski pokusi su provedeni na dvije lokacije u Hrvatskoj tijekom tri godine. U svakom od okoliša određene su vrijednosti sadržaja proteina (GPC), sadržaja vlažnog glutena (WGC) i hektolitarske mase (TW). Reologija tijesta analizirana je pomoću miksografa, a četiri varijable su odabrane za daljnju statističku analizu (MPT, MTW, MTI, MPH). Interakcija genotip × okoliš analizirana je pomoću AMMI modela. RR-BLUP model korišten je kako bi se utvrdila potreba za optimizacijom trenažne populacije na osnovi fenotipske varijance, te ispitao utjecaj veličine trenažne populacije i gustoće biljega na točnost predviđanja genomske selekcije, a analize su provedene za svih sedam svojstava u obje populacije. Za utvrđivanje utjecaja veličine trenažne populacije na točnost predviđanja korištene su tri različite veličine trenažne populacije. Kako bi se utvrdio utjecaj gustoće biljega, genomska selekcija za sva svojstva provedena je korištenjem cijelog skupa biljega te polovice skupa biljega. Učinkovitost RR-BLUP modela uspoređena je s učinkovitošću sedam drugih modela za predviđanje svojstava kakvoće. Analiza interakcije genotip × okoliš pokazala je određene zajedničke obrasce za dvije promatrane populacije. Za GPC, WGC i TW dominantan izvor fenotipske varijacije bio je okoliš. Na MPT i MTW dominantan utjecaj imala je interakcija genotip × okoliš u BK i genotip u MG populaciji, dok je na MTI i MPH dominantan učinak imao okoliš u BK i interakcija genotip × okoliš u MG populaciji. Općenito, utjecaj interakcije genotip × okoliš imao je važniju ulogu za svojstva miksografa u odnosu na ostala promatrana svojstva. Analizom AMMI2 biplota utvrđeni su neki široko prilagođeni RIL-ovi. Za sva svojstva utvrđene su uglavnom visoke vrijednosti heritabilnosti. Smanjenje veličine trenažne populacije imalo je negativan učinak na dobivenu točnost predviđanja genomske selekcije za sva promatrana svojstva u obje populacije. Dobiveni rezultati nisu podržali optimizaciju trenažne populacije na temelju fenotipske varijance. Također je primijećeno da točnost predviđanja može značajno varirati između okoliša. Kada se usporedi utjecaj različitih gustoća biljega na sposobnost predviđanja svojstava kakvoće unutar MG populacije, vrijednosti točnosti predviđanja dobivene korištenjem veće gustoće biljega bile su više u svim slučajevima. Za većinu kombinacija svojstvo- okoliš model elastične mreže je rezultirao najnižim vrijednostima točnosti predviđanja. Iako se RR-BLUP nije pokazao najuspješnijim modelom u svim slučajevima, nije uočena značajna prednost korištenja bilo kojeg drugog modela. Točnosti predviđanja dobivene u sklopu ovog istraživanja podržavaju primjenu genomske selekcije za oplemenjivanje pšenice na kakvoću, uključujući i oplemenjivanje na neka svojstva dobivena miksograf uređajem.

pšenica ; svojstva kakvoće ; biparentalna populacija ; interakcija genotip×okoliš ; AMMI model ; genomska selekcija ; trenažna populacija ; heritabilnost ; modeli predviđanja

nije evidentirano