Viana2013 Reciprocal recurrent selection (RRS)

Viana, J.M.S., DeLima, R.O., Mundim, G.B., Condé, A.B.T., and Vilarinho, A.A. 2013. Relative efficiency of the genotypic value and combining ability effects on reciprocal recurrent selection. Theor. Appl. Genet. 126(4): 889–899. doi:10.1007/s00122-012-2023-3.

互惠反復(fù)選擇(RRS)已經(jīng)成功應(yīng)用于玉米育種超過60年。我們的目標是評估基因型值的相對效率和一般和特定組合能力(GCA和SCA)對選擇的影響。 GCA效應(yīng)反映了親本中有利基因的數(shù)量。 SCA效應(yīng)主要反映了父母之間的基因頻率的差異。我們模擬三個性狀,三類人口,和10個周期的半和全同胞RRS。 RRS是一種用于群體內(nèi)和群體間育種的高效過程,不管群體中的性狀或分歧水平如何。當存在優(yōu)勢時,RRS增加了群體間雜交的雜種優(yōu)勢,并且其減少了群體中的近交衰減和群體和雜種中的遺傳變異性。當沒有優(yōu)勢且群體不發(fā)散時,RRS也確定群體分化。半同基因RRS,相當于基于GCA效應(yīng)的選擇,比基于基因型值的全同基因RRS更有效,不論種群的性狀或改善水平如何?;赟CA效應(yīng)的全同基RRS對于種群間和種群間育種是無效的。

介紹
相互復(fù)發(fā)選擇(RRS)由Comstock等人理想化(1949)作為兩個群體之間雜種的育種過程。他們提出了interpopulation父系半同胞家系和S1子代重組的實驗評估。他們的目標是提高一般和具體的組合能力。已顯示RRS相對于玉米谷物產(chǎn)量,疾病和害蟲抗性,對根和莖稈住宿的抗性和其它農(nóng)藝性狀改善了雜種和增加種群的雜種優(yōu)勢(Penny和Eberhart 1971; Eberhart等人1973 ; Souza 1987; Keeratinijakal和Lamkey 1993; Santos等人2007)。同樣可以說RRS方法的修改(Rodriguez和Hallauer 1991; Butruille等人2004)。最重要的修改程序由Hallauer(1967),Lonnquist和Williams(1967),Hallauer和Eberhart(1970)和Russell和Eberhart(1975)提出。 Hallauer(1967)開發(fā)了一種用于連續(xù)評估近交種群間全同胞家族以獲得雜種的方法。 Lonnquist和Williams(1967)提出評估插入全同系子代以開發(fā)姐妹系或修飾的雜種。 Hallauer和Eberhart(1970)提出用S1后代重建評估群體間全同胞家系。 Russell和Eberhart(1975)提出使用每個群體的近交系作為測試者。這個程序提供了一種有效的方式同時改善繁殖人口和發(fā)展精英單交叉。
無論家庭或測試者如何,RRS從第一個周期開始都是高效的。 Jenweerawat et al。 (2009)驗證了Russell和Eberhart(1975)提出的修改過程提高了特定的合并能力。他們觀察到前十個周期1玉米群體雜交體的谷粒產(chǎn)量大于前十個周期0群體間雜種的谷粒產(chǎn)量。同樣的結(jié)論由Souza等人建立。 (2010)。該研究比較了來自每個群體的S3品系的玉米雜種的谷粒產(chǎn)量與商業(yè)單交叉。他們還觀察到非加性效應(yīng)對谷物產(chǎn)量的加和效應(yīng)的相對重要性的增加。除了增加籽粒產(chǎn)量和雜種的雜交,Romay et al。 (2011)觀察到一個群體中的谷物產(chǎn)量增加,其他群體沒有變化,并且玉米中三個周期的全同胞RRS后近交繁殖抑制減少。 Keeratinijakal et al。 (1993)還觀察到雜交種和一個群體的谷物產(chǎn)量增加,在玉米半周期RRS 11個周期后沒有相關(guān)變化。他們還觀察到雜種優(yōu)勢的增加。近親繁殖抑制在一個群體中減少并且在群體交叉中增加?;诳缭皆u價,他們驗證了一般合并能力得到提高。還進行了RRS程序之間的比較。然而,這些比較沒有顯示一致的結(jié)果。 Ordas et al。 (2012)比較了兩種使用玉米全同胞后代的RRS方法。他們通過在選擇中另外使用S2后代測試來修改全同基RRS。該改進方法成功地改善了人工地中海玉米螟蟲侵襲條件下種群雜交的籽粒產(chǎn)量。在高侵染條件下沒有變化。相反,標準程序未能在最佳侵染條件下提高群體雜交的產(chǎn)量,并且傾向于降低高侵染下的產(chǎn)量。 Rademacher et al。 (1999)比較半同源RRS和使用精英近交系作為測試者的修改過程。六個周期后,標準程序?qū)е录Z食產(chǎn)量的更大的群體間的增益。 Peiris和Hallauer(2005)基于模擬結(jié)果得出結(jié)論,半同胞RRS和全同源RRS是等效的,不管重組單位如何。基于選擇強度,有效人群規(guī)模,完成選擇周期所需的時間以及可用的財政和人力資源,他們得出結(jié)論,全同基RRS是更有效的方法。在Jones(1971)的模擬研究中,兩種方案的相對效率取決于選擇強度和環(huán)境方差。分子標記也被用來研究RRS對人群遺傳多樣性的影響。從6至12個循環(huán)的人群中分析簡單序列重復(fù)(SSR),限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)和擴增片段長度多態(tài)性(AFLP)位點,Solomon等人(2010),Hinze et al。 (2005),Butruille et al。 (2004)和Labate et al。 (1997)觀察到等位基因數(shù)量的減少,群體內(nèi)遺傳變異性的減少,以及隨著RRS程序的進展,群體間遺傳分歧的增加。種群分化主要是在群體中固定的互補等位基因的結(jié)果(Solomon等人2010)。 Butruille et al。 (2004)也報道遺傳漂移似乎沒有阻礙選擇反應(yīng)。因此,對相互循環(huán)選擇有廣泛的理論和應(yīng)用知識。我們旨在通過評估基因型值的相對效率和一般和特異性組合能力對選擇的影響來增加這種廣泛的知識。

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