Quantitative genetics of sugarcane

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Abstract
1. The statistical techniques of quantitative genetic analysis have been applied to the study of variation in a sugarcane breeding population of interspecific hybrid origin. 2. A comparison has been made of estimates of heritability based on sire or dam components of variance alone. The overall equality of these two statistics has been taken as evidence that pollen contamination, self-fertilization and parthenogenetic reproduction are unimportant sources of disturbance in the genetic analysis of the population. 3. From an analysis of plot means it has been concluded that all twenty-four primary characters show significant clonal variation, the overall mean value for clonal repeatability being 0.48. For sixteen of the variables, the estimate of heritability based on the component of variance among full-sib family groups was also significant, the mean value of this parameter being 0.29. 4. For ten of the primary characters, the estimate of clonal repeatability differed significantly from the estimate of heritability. In every case the repeatability value was the greater of the two. It cannot be concluded that nonadditive genetic variance is the major factor responsible, since the use of selected clones as parental material, and disassortative mating for some easily observed characters, appear to provide a sufficient explanation of the disparity. 5. The irregular transmission of unpaired chromosomes derived fromS. spontaneum, S. robustum andS. sinense may possibly contribute to the observed difference between heritability and repeatability. No other serious departure was observed from expectations based on diploid inheritance. 6. The analyses show fibre percent fresh weight and sucrose percent dry matter to be particularly strong clonal characters. The measure of sucrose per plot, which includes variability for yield of cane, has a heritability of 0.24, a repeatability of 0.43, and a high coefficient of variation (46%). 7. Comparisons of the breeding population with two commercial standards have indicated that selection among genotypes within the present population could lead to significant improvement in any one of the commercially important characters. Further gains with subsequent cycles of hybridization and selection are also strongly indicated. No information has as yet been obtained on the magnitude of genotype×years interaction effects. 1. An einer aus interspezifischen Kreuzungen stammenden Zuckerrohr-Zuchtpopulation wurde zur Untersuchung der Variabilität die statistische Technik der quantitativen Analyse angewandt. 2. Ein Vergleich der Heritabilitätsschätzungen wurde sowohl auf der Grundlage der Varianzkomponenten der männlichen als auch der weiblichen Eltern angestellt. Die Übereinstimmung dieser beiden Statistiken wird als Hinweis betrachtet, daß Pollenverunreinigungen, Selbstbefruchtung und Parthenogenese nur eine unwesentliche Störungsquelle bei der genetischen Analyse der Population bilden. 3. Aus der Untersuchung der Parzellenmittelwerte ging hervor, daß alle 24 Hauptmerkmale eine signifikante klonale Variation zeigen; der Durchschnittswert für die klonale Wiederholbarkeit war 0.48. Bei 16 der Variablen war die Heritabilitätsschätzung auf Grund der Varianzkomponenten bei den Gruppen von Vollgeschwistern ebenfalls signifikant, der Durchschnitt dieses Parameters betrug 0,29. 4. Die Schätzung der klonalen Wiederholbarkeit wich bei 10 Hauptmerkmalen signifikant von der Heritabilitätsschätzung ab. In jedem Fall war der Wiederholbarkeitswert größer. Es kann nicht angenommen werden, daß die nichtadditive genetische Varianz der verantwortliche Hauptfaktor ist, da die Verwendung selektierter Klone als elterliches Material und die zufällige Kombination bei einigen leicht erkennbaren Merkmalen eine ausreichende Erklärung dieser Ungleichheit zu liefern scheint. 5. Die irreguläre Übertragung ungepaarter Chromosomen vonS. spontaneum, S. robustum undS. sinense kann vielleicht zu der beobachteten Differenz zwischen Heritabilität und Wiederholbarkeit beitragen. Für Schätzungen auf der Grundlage diploider Vererbung wurden keine weiteren bedeutenden Abweichungen beobachtet. 6. Die Untersuchungen ergeben, daß der Faseranteil, das Frischgewicht und der Sucrosegehalt der Trockensubstanz besonders ausgeprägte klonale Eigenschaften sind. Die Messung des Sucrosegehaltes je Parzelle, die die Variabilität des Ertrags des Zuckerrohrs mit umfaßt, hat eine Heritabilität von 0,24, eine Wiederholbarkeit von 0,43 und einen hohen Variationskoeffizienten (46%). 7. Vergleiche der Zuchtpopulation mit zwei Handelssorten haben ergeben, daß eine Auslese unter den Genotypen der Population zu einer signifikanten Verbesserung bei jedem der wirtschaftlich wertvollen Merkmale führen könnte. Weitere Erfolge dürften bei Bastardierungs-und Selektionszyklen zu erwarten sein. Über die Größe der Interaktionseffekte Genotyp×Jahre konnte bisher keine Information erlangt werden.