在埃塞俄比亚水分不足地区，通过间接选择方法培育高产高效率的高粱品种的效率

《Scientific Reports》：Efficiency of indirect selection in sorghum breeding for target production environments in moisture deficit areas of Ethiopia

　　

摘要

作物育种计划的成功最终取决于适宜品种的培育、推广及其在生产系统中的应用。在品种培育过程中，一个关键问题是：在某一环境中的间接选择是否比在目标环境中的直接选择更有效。因此，本文比较了直接选择与间接选择的效率，并提出了建议以支持更客观的育种策略。分析使用了1994年至2020年间在国家级和地区级进行的36个品种试验数据，这些试验在选育环境和目标环境中进行了评估。谷物产量、遗传力、预测的遗传增益以及基因相关性在不同环境间存在显著差异。在选育环境（SE）Melkassa中，平均产量为3565.6公斤/公顷；而在目标环境（TEs）Miesso、Kobo、Srinka和Zema中，平均产量分别为3627.6公斤/公顷、5079.1公斤/公顷、5059公斤/公顷和4200.9公斤/公顷。同样，在SE（Miesso）条件下，目标环境（TEs）Kobo、Zema、Erer、Shewarobit和Sheraro的平均产量分别为3802.1公斤/公顷、1450.1公斤/公顷、2819.2公斤/公顷、6172.5公斤/公顷和2366.5公斤/公顷，而SE本身的产量为3165.8公斤/公顷。遗传力估计值介于5%到96%之间，其中84.7%的试验表现出中等或非常高的遗传力；基因相关性范围为0.002到0.62，表明基因型与环境之间存在显著交互作用。这一结果表明，控制生理机制的等位基因在选育环境（SEs）中与在目标环境（TEs）中的等位基因至少部分不同。当Melkassa作为选育环境（SE）时，间接选择相对于直接选择的效率分别为：Miesso为0.23、Kobo为0.21、Srinka为0.33、Zema为0.56。当Miesso作为选育环境（SE）时，间接选择相对于直接选择的效率分别为：Kobo为0.14、Zema为0.08、Erer为0.16、Shewarobit为0.17、Sheraro为0.06。这表明，在选育环境（SE）下进行的间接选择可以在一定程度上识别出适合目标环境（TEs）的优良基因型，然而，在目标环境（TEs）中间接选择的相对效率始终低于直接选择。这些结果揭示了当前高粱育种方法的局限性，并表明需要改进选育策略，以便更好地预测作物在不同生长条件下的表现并最大化遗传增益。