Quantitative genetic analysis in Phalaris and its breeding implications

Summary

The genetic variation for a number of important agronomic characters within a widely based breeding population of Phalaris tuberosa has been analysed, and the interrelationships among the variables characterized.

Estimates of heritability for flowering date, seed retention and seed weight were higher than those for cool season growth measured in spaced plants or swards, but all characters showed appreciable additive genetic variation, which offers considerable scope for further selection. There was no evidence of any general loss of adaptation in the widely based population, though flowering date and seed weight tended to show increased environmental variability by comparison with the adapted Australian cultivar.

One of the most important changes in the genetic relationship between characters in the breeding population has been the elimination of undesirable ecotypic correlations which were present in the parental material prior to hybridization and recombination.

In the advanced breeding population significant intra-population correlations existed between the various estimates of growth made on single plants, but in general, estimates of growth made under these conditions were not significantly correlated with the performance of the same families in swards. Of particular interest, however, were the significant genetic correlations between seedling growth of full-sib families measured in controlled environments, and the growth of the same families as spaced plants and in swards.

The predicted response to either direct or indirect selection indicates considerable potential for improvement in a number of important characters including seedling growth, seed retention, and winter growth in swards. Of particular interest is the possibility of increasing sward production as a correlated response to intensive selection for seedling growth.

A selection procedure is described involving simultaneous selection in full-sib families grown as swards and spaced plants. This technique provides a useful compromise when progress is desired in a number of characters which are best assessed under one or the other regime.

Zusammenfassung

An einer Zuchtpopulation von Phalaris tuberosa, die aus Kreuzungen von 30 Ökotypen mediterraner Herkunft mit einer australischen und einer türkischen Sorte stammte, wurden die genetische Variation einer Anzahl agronomisch wichtiger Merkmale untersucht und die Beziehung zwischen den Variablen charak-terisiert.

Die an Einzelpflanzen wie im geschlossenen Bestand ermittelten Schätzungen der Heritabilität für den Blühtermin, die Verringerung des Samenausfalls und das Samengewichtwaren höher als für das Wachstum während der kühlen Jahreszeit; alle Merkmale wiesen aber eine beachtliche additive genetische Variation auf, die Aussichten für eine weitere Selektion eröffnet. Ein allgemeinen Adaptationsverlust war in der umfangreichen Population nicht festzustellen, wenn auch die Merkmale Blütezeit und Samengewicht im Vergleich mit der adaptierten australischen Sorte zu einer erhöhten umweltbedingten Variabilität neigten.

Eine der bedeutendsten Veränderungen in den genetischen Beziehungen zwischen Merkmalen der Zuchtpopulation war die Elimination unerwünschter, für die genannten Ökotypen zutreffender Korre-lationen, wie sie im Eltermaterial vor der Hybridi-sierung und Rekombination vorhanden waren. Es gab in der vorgeschrittenen Zuchtpopulation signifikante Intrapopulations-Korrelationen zwischen den ver-schiedenen an Einzelpflanzen ermittelten Wachs-tums-Schätzungen, im allgemeinen waren die unter diesen Bedingungen gemachten Schätzungen aber nicht signifikant mit der Leistung der gleichen Familien im geschlossenen Bestand korreliert. Von besonderem Interesse waren jedoch die signifikanten genetischen Korrelationen zwischen dem Keimlingswachstum von Vollgeschwisterfamilien, die unter kontrollierten Umweltbedingungen gemessen wurden, und dem Wachstum der gleichen Familien als Einzel-pflanzen und im geschlossenen Bestand.

Die vorausgesagte Reaktion auf direkte oder indirekte Selektion läßt beträchtliche Möglichkeiten zur Verbesserung einer Anzahl wichtiger Merkmale einschl. des Keimlingswachstums, der Verringerung des Samenausfalls und des winterlichen Wachstums im geschlossenen Bestand erwarten.

Die Möglichkeit der Steigerung des Bestandsertrages als Folge einer intensiven Selektion auf Keim-lingswachstum ist von besonderer Bedeutung.

Es wird ein Selektionsverfahren beschrieben, das eine gleichzeitige Selektion in Vollgeschwisterfamilien ermöglicht, die sowohl im Bestand wie als Einzel-pflanzen angezogen wurden. Diese Technik bietet einen nützlichen Kompromiß, wenn eine Verbesserung einiger Merkmale erzielt werden soll, die sich entweder beim Anbau in der einen oder in der anderen Form am besten abschätzen lassen.