Methods of recurrent selection and exploitation of heterosis in maize

Abstract

Recurrent selection methods were designed to improve the agronomic value of populations by gradually increasing the frequency of favorable alleles, while maintaining genetic variability. To realize these objectives, progenies are developed, evaluated, selected and recombined in a repetitive manner. Populations improved by recurrent selection are excepted to be agronomically superior to unimproved versions and have enough genetic variability for the traits under selection to allow these populations be used for medium or long-term selection. The performance of hybrids is associated with the level of heterosis, i.e., to the superiority of hybrids over their inbred parents. To exploit heterosis efficiently, populations are grouped into heterotic groups, where population crosses within and among groups produce low and high levels of heterosis, respectively. Hybrids are then produced by crossing inbred lines from different heterotic group. Recurrent selection programs should be integrated with hybrid breeding programs so that improved populations can be used as sources of inbred lines not related to that ones developed from recycled lines via pedigree breeding. The objectives of this paper are to present the effects of recurrent selection on hybrid breeding programs; to present the changes in heterosis following recurrent selection; and to compare intra- and inter population recurrent selection. Testcross half-sib recurrent selection (TCHSRS) is for hybrid breeding programs, improvement of population crosses as well as the populations per se should be as efficient as possible, because their rates of improvement are approximately the same as for as the derived hybrids and inbred lines per se, respectively. The use of TCHSRS rather then RRS or HSRS would be the suitable strategy to accomplish the requirements of hybrid breeding programs. .

Metode rekurentne selekcije imaju za cilj poboljšanje agronomskih vrednosti populacija uz postepeno povećanje frekvencije poželjnih alela osobina i održavanje genetičke varijabilnosti. U procesu selekcije neophodna je dovoljna genetička varijabilnost koja će omogućiti ovim populacijama da budu iskorišćene u procesu dugotrajnog oplemenjivanja. Stvaranje hibrida je u direktnoj vezi sa visokim heterozisom. Nivo heterozisa izmešu dve populacije je uslovljen njihovom genetičkom konstitucijom i divergentnošću. Inbred linije koje daju visok heterozis u hibridnim kombinacijama suporeklom iz različitih populacija, genetički udaljenih, koje čine heterotične parove. Cilj ovog rada je: (I) da pokaže efekte rekurentne selekcije pri stvaranju hibrida, (II) da pokaže promene u heterozisu pri različitim metodama rekurentne selekcije, (III) da uporedi razlike pri inter i intra populacijskoj rekurentnoj selekciji i (IV) da na osnovu ovih rezultata predloži novi modifikovani metod rekurentne selekcije. Obzirom na različitu efikasnost recipročne rekurentne selekcije (RRS) i half-sib rekurentne selekcije (HSRS) u inter i intra populacijskoj rekurentnoj selekciji, neophodno je primenjivati novi modifikovani metod rekurentne selekcije (test-cross half-sib rekurentnu selekciju, tj. TCHSRS). Ovaj metod selekcije u manjem procentu povećava heterozis nego RRS, ali poboljšanje međupopulacijskih hibrida i populacija per seje veće nego posle primene RRS i HSRS. TCHSRS metod se sastoji u tome da se jedna (prva) populacija koristi kao tester za drugu populaciju, te se poboljšava putem inter-populacijske rekurentne selekcije, dok se druga populacija poboljšava primenom intra-populacijske selekcije. Iz tih razloga ovaj modifikovani metod može biti nova strategija za postizanje savremenih zahteva u oplemenjivanju. .