四倍体ジャガイモで評価された農業および品質の特性の分散および共分散成分と実用的な繁殖に対するその意味

ジャガイモは汎用性の高い食用作物であり、世界中の人間の栄養の主要な成分です。モデルの計算とコンピューターシミュレーションを使用して、ジャガイモの繁殖プログラムのリソース割り当てを最適化できますが、定量的な遺伝的パラメーターが必要です。私たちの研究の目的は、（i）ジャガイモの繁殖プログラムにおける最も重要な表現型特性の定量的遺伝的パラメーターを推定することです。表現型の形質、および（iv）は、繁殖プログラムの後期段階での分散および共分散成分に対する単一の丘の段階での事前選択の影響を調べます。私たちの研究は、合計26の表現型特性のために15の環境で非正所的な方法で評価された3つの繁殖プログラムの合計1066クローンに基づいていました。検査された特性は、全体的に高から中程度の遺伝率を示し、分散分析により、遺伝子型、環境、および遺伝子型環境相互作用効果の影響に特性固有の違いが明らかになりました。15の環境間の残留分散の不均一性を考慮すると、分散パラメーター推定が大幅に改善されました。私たちの研究の結果は、シングルヒルズステージでの最初の選択ステップが、初期段階で評価された特性が市場の成功に影響を与える特性と相関していないことを意味する標的特性の遺伝的変動性に悪影響を与えなかったことを示唆しました。私たちの結果は、さらなるシミュレーション研究のベースとして使用でき、したがって、繁殖プログラムのリソース割り当てを最適化するのに役立ちます。

Potato is a versatile food crop and major component of human nutrition worldwide. Model calculations and computer simulations can be used to optimize the resource allocation in potato breeding programs but require quantitative genetic parameters. The objectives of our study are to (i) estimate quantitative genetic parameters of the most important phenotypic traits in potato breeding programs, (ii) compare the importance of inter- vs. intra-population variance, (iii) quantify genotypic and phenotypic covariances among phenotypic traits, and (iv) examine the effect of a preselection in the single hills stage on variance and covariance components in later stages of the breeding program. Our study was based on a total of 1066 clones from three breeding programs which were evaluated in a non-orthogonal way in 15 environments for a total of 26 phenotypic traits. The examined traits showed an overall high to medium heritability, and variance analysis revealed trait-specific differences in the influence of the genotypic, environmental, and genotype-environment interaction effect. Accounting for heterogeneity in the residual variances between the 15 environments led to a significant improvement of the variance parameter estimation. The result of our study suggested that the first selection step at the single hills stage did not negatively impact the genetic variability of the target traits implying that the traits assessed in the earlier stages were not correlated with the traits influencing market success. Our results can be used as base for further simulation studies and, thus, help to optimize the resource allocation in breeding programs.